TECNOLOGIA NEUMATICA

TECNOLOGÍA Y CIRCUITOS DE APLICACIÓN DE ,

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NEUMATICA, HIDRAULICA Y ELECTRICIDAD .fOSEROi OÁN VILORIA

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NEUMATICA

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TECNOLOGÍA Y CIRCUITOS DE APLICACIÓN DE

NEUMÁTICA, HIDRÁULICA Y ELECTRICIDAD

JOSÉ ROLDÁN VILORIA

CONTENIDO Prefacio

... ..... ...... .... .....vn

1.Neumática

Paraninfo Tecnología y circuitos de apllcac/6n de neumádca, hidráulica y e/8ctrlcldad @Josá Roldán V,lorla

Gerente Edltorlal:

Olsafto de cubierta:

Equipo Técnico Edltortal: Alicia CeNl/lo Gonzá!az Nuria Ouarte González

Prelmpres.16n: Edldoó8s Nobel

Ma~a José López Raso

Editora de Adqulslolon&&:

cam,en Lara carmona

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. .... ... .. ...... 1

1.1. Física aplicada ....... ... ....... 2 1.1.1. Fuerza (f) ..... .. .. __ ..... 3 1.1.2. Presión (p)..... .... __ ..... 3 1.1.3. Peso .... ...... .... ....... 3 1.1.4. Masa (m) ...... .... ....... 4 1.1.5. Potencia (I').... .... ....... 4 1.1.6. Fuerza de tracción (FJ ...... 4 1.1.7. Fuerza de empuje (F) ...... 4 1.1.8. Movimiento rectilíneo . . ... 4 1.1.9. Escalas de temperatura.. ... 5 1.2. Aire neumático ..... ....... . ... 5 1.2.1. B aire ... ..... ...... . .... 5 1.2.2. Aire neumático ...... . .... 6 1.2.3. Ventajas e inconvenientes que supone el aire neumático... 7 1.2.4. l eyes físicas aplicadas a!, neumática .. .... ......... 8 1.2.5. Humedad .. ..... ........ 11 1.2.6. Equivalencia entre unidades de presión ...... 12 1.3. Compresores de aire ... ........ 12 1.3.1. Equipo compresor ....... 13 1.3.2. Producción de aire comprimido con depósito de acumulación .. ........ 14 1.3.3. Instalación de aire neumático (comprimido) . . 16 1.3.4. Purga y vaciado de circuitos neumáticos. . . . . . 16 1.3.5. Problemas de aplicación. . . 18 1.4. Símbolos y normati,,a.. ........ 22 1.4.1. Símbolos neumáticos ..... 22 1.4.2. Directivas europeas y marcado CE . .... ........ 26

1.4.3. Normas para el diseño y construcción de materiales neumáticos. . ...... 28 1.4.4. Identificación del fluido que transpor tan las tubetias... 28 1.5. Componentes neumáticos . . . . . . 29 1.5.1. Cilindros neumáticos ..... 29 1.5.2. Dislribuidores ... . ....... 38 1.5.3. Válvulas . . . ...... 45 1.5.4. Análisis de los principales aparatos neumáticos . ..... 48 1.6. Inicio de una instalación neumática. . . . . . . ...... 54 1.7. Esquemas neumáticos ......... 60 1.7.1. Estudio de un circuito básico ..... . ...... 60 1.7.2. Principales elementos que encontramos en los circuitos neumáticos. . ...... 61 1.7.3. Diversas formas de mando de un cilindro de simple efecto.. . ....... 63 1.7.4. Representación gráfica de las manfobras de un di indro de doble efecto . . ...... 73 1.7.5. Diversas formas de mando de un cilindro de doble efecto ..... ....... 75 1.7.6. Diferencias de mando entre un cilindro de simple efecto y otro de doble e fecto ..... 79 1.8. Otras formas de mando de cilindros neumáticos .. . ....... 80 1.9. Motores neumáticos . . ...... 93 1.10. Aplicaciones neumáticas ...... 95 1.10.1. Circuitos con maniobra ....... 95 neumática

Cl Ediciones Paraninfo • V

Contenido

Tecnología y circuitos de opHcoci6n de neum6tico, hl'dr6ulico y electn'ddod

1.10,2. Esquemas varios (especiales) 103 1.10.3. Esquemas mixtos (electro-neumáticos) ... 108 1.11. Tuberías neumáticas ... 129 1.11.1. Tuberías para inst.alaciones neumáticas ... 129 1.11.2. Velocidad del ai re e n tuberías neumáticas .. . 130 U2. Algunos ejemplos de materiales y aplicaciones neumáticas .... 137

2. Hidráulica. ..................... 139 2.1. Fisicaaplicada ............... 140 2.1.1. Conceptos generales ..... 140 2.1.2. Propiedades de los flu idos 143 2.1.3. Ley de Poiseuille . . . . . . . . 2.1.4. Teorema de Torricenii ... . 2.1.5. Flujos hidráulicos . . . . . 2.1.6. Presión hidrostática ..... 2.1.7. Viscosidad. . .... 2.2. Fluidos hidráulicos . ..... 2.2.1. Cu alidades principales de los líquidos hidráu Iicos .. 2.2.2. Tipos de líquidos ..... hidráulicos 22.3. Aditivos que se añaden a los líquidos hidráu.licos .. 2.2.4. Líquidos hidráulicos rcsislentcs a l fuego ...... 2.2.5. Duración de los trquidos hidrá ul icos ..... .... .... 2.2.6. Conservación de los lfquidos hidr.lulicos . .... 2.3. Simbolos hidráulicos .. 2.4. Grupos hidráulicos . .... 2.5. Bombas lúdráulicas 2.5.1. Tipos de bombas . ... .... 2.5.2. Fórmulas de cálculo para bombas en genera l..

2.5.3. Principales característica,;;

145

146 146 147 149 150

150 151

.. 154 3. Elec tricidad aplicada 3.1. Física eléctrica aplicada .. ..... 3.1.1. C lases de electricidad .... 154 3.1.2. Ley de Ohm ............ 3.1.3. Potencio e léctrica .. ...... 155 155 155 159

164 164 166

de las bombas hidrául icas ..168 2.5.4. Bomba de engran ajes . ... 169 2.5.5. Bomba de paletas ... ... 170 V I • «'.I Ediciones Paraninfo

2.5.6. Bomba de pistones axiales . 171 . .. 172 2.6. Motores hidráulicos . 2.7. Motor oscilante 174 (actuador hidráulico) . 2.8. Distribuidores hidráulicos .... 176 2.9. Cilindros h idrául icos . .. ...... 180 2.9.1. Fórmulas de cálculo ap1icadas a cilindros hidráulicos ...... 181 2.9.2. Presentación comercial de cilindros .. 183 2.9.3. Representación simbolizada de cili ndros hidráulicos .. 184 2.9.4. Representación de un cili ndro hidráu lico de doble efecto con !-J.istema de amortiguación a los extremos, , , , . . 184 2.10. Compone ntes lúdráu licos . ... 185 2.11. Esquemas lúdráu licos b.'lsicos . . . . . . . . . . . . 196 2.12. Motores hidráulicos . .. ...... 214 2.13. Aplicaciones hidráulicas ..... 218 2.14. Tuberías hid ráulicas . .. ...... 223 2.15. Algunos ejemplos de mate ria les y aplicaciones hidráu1icas .... 229

3.1A. Energfa e léctrica .. ...... 3.2. Tensiones eléctricas ... . ...... 3.2.1. Tensiones eléctricas normalizadas . ... . , , .... 3.2.2. Gasificación de las tensiones. . ..... 3.2.3. Tens iones nominales usualmente utilizadas ... 3.2.4. Frecuencia de las redes .. 3.2.5. Tensiones especiales ..... 3.2.6. lnstalaciones a muy baja tensión ......

231

232 233 233 233 234 235 235 236 236 236 236

3.3. Medición de magn itudes e léctricas . 237 ... 237 3.3.1. Amperimetros . 3.3.2. Voltímetros. ... 237 3.3.3. Frecuendmetros . ... ... 238 3.3.4. Vatl'.metros ... 238 3.3.5. Contadores de energía .. 239 . .. 239 3.3.6. Electropinza . . .. 239 3.3.7. Polímetro. . 3.4. Tra.ns formadores y rectificadores de corriente eléctrica ... ...... 240 3.4.1. Transformadores de tensión .. .. .. .. . .. .. 241 3.4.2. Recti6cadores de corriente .. ..... .... ... 241 3.4.3. Esquemas de maniobra para relés y contactores . 242 3.5. La electricidad e n instalaciones neumática,; e hidráulicas .. , , . 243 3.5.1. Contactores. . .. 243 3.5.2. Relés . . . . . . . .. 244 3.5.3. Temporizadores. . .. 244 3.5.4. Otros e lementos u tilizados en las instalaciones ... ... 245 3.6. Motores trifásicos . . .. 246 3.6.1. Placa de características de un motor trifásico . ... 246 3.6.2. F6rmu las aplicadas a motores trifásicos ....... 247 3.6.3. Características de motores t ri fásicos de jaula de ardilla .............. 249 3.6.4. Normas sobre motores .. 250 3.7.5. Eje mplo de cálculo sobre un motor I.Tifásico . .. , , .. 251 3.7. Motores monofásicos . ... ..... 252 3.7.1. Esquema para el arranque de un motor monofásico con o sin condensador . ... 252 3.7.2. Formas características de motores monofásicos con bobinado auxiliar de arranque . . .... 253

3.7.3. Motor uni versal .. .. , , , , . 254 3.8. Conexión de la caja de bornes de motores trifásicos .... ..... 255 3.9. Jnversión de giro de u n motor trifásico . . .... 2'37 3.10. Esquemas de arranque de motores . . . . .... 259 3.10.1. Características del arranqu e de motores trifásicos ... 259 3.10.2. Arranque directo .. ..... 259 3.10.3. Arranque en conexión estrclla-tr iángu lo ...... 262 3.11. Protecciones e léctricas ....... 263 3.11.1. Protección de circuitos y receptores ..... ... ..... 264 3.11.2. Ca,acterísticas de los d ispositivos de . . 264 protección .. 3.12, Puesta a tierra de masas metálicas . . . . . . .... 266 3.13. E.squemas de aplicación . ..... 267 3.14. Electroimanes y ..... 276 electroválvulas 3.14.1. Electroimanes. . .... T77 3.14.2. Electroválvulas ... ..... 278

4. Com pl ementos. . . . . . .... 281 4.1. Esfu erzo d inámico desarrollado por e l cilindro ............... 282 4.2. Aplic.,cioncs de cilindros ...... 285 4,3. Símbolos empicados en tuberías ..................... 290 4.4. Marcado de tuberías .......... 291 4.5. Marcado de los conductores e léctricos. .. ........ .. ....... 294 4.6. E.stanqueidad de los aparatos hidráulicos.... . . . . . 295 4.7. Conductores eléctricos . . . . . . . . 297 4.8. Armarios neumáticos, hidráulicos y eléctricos .. ..... 298 4.9. Figuras geométricas ... .. ..... 300

236 O Ediciones Paraninfo • V I 1

PREFACIO La obra que está estudiando, consultando, o simplemente hojeando, es fruto de una experiencia profesional en este campo de los automatismos neumáticos, hidráuli .. cos, para los que la electricidad es fundamental en sus muchas y variadas aplicado,, nes. El libro recoge tanto el lado teórico de estas tecnologías, como el práctico. Para conocer una determinada tecnologfa, debemos conocer los principios en los que se basa (ffsica aplicada), así como los componentes mediante los cuales se reau... zan sus instalaciones. Sin conocer los materiales, nos va a resultar muy difícil inter... pretar esquemas, materializar instalaciones, mantenerlas y modificarlas, así como diseñar esquemas de aplicación, etc. E1 desarrollo de la materia se hace paso a paso, de una manera que resulte fácil de comprender el comportamiento de los aparatos y su función en los circuitos. Se presentan muchos ejercicios de aplicación, con desarrollos prácticos, sin llegar a complicar su funcionamiento para que el estudioso de esta materia pueda seguirlos con relativa facilidad. La electricidad es fundamental en muchas instalaciones neumáticas e hidráulicas, ya que su aplicación facilita realizar múltiples maniobras a la vez que integrarlas en procesos automáticos en los que los autómatas programables son el elemento principal. La neumática e hidráulica en las máquinas: es fundamental en muchos de sus mo• vimientos, desplazamientos lineales, abertura y cierre de tolvac;;, tapas., compuertas, elevadores, prensas, extractores, mecanismos, etc. También en su función de motor, para obtener movimientos de rotación. En este libro, además de tener una herramienta de estudio, también tendrá un me-dio técnico de consulta de estas materias, que le ayudará a resolver cuestiones que se Je puedan presentar en el desarrollo de su tarea como montador, mantenedor de instalaciones y proyectista de este tipo de esquemas. Si le ayudo a conseguir alguno de estos objetivos, me sentiré muy satisfecho. José Roldán Viloria

CI Ediciones Paraninfo • IX

CAPÍTULO º

NEUMÁTICA

1.1. Física aplicada 1.2. Aire neumático 1,3, Compresores de aire 1.4. Simbolos y normativa

1.5. Componentes neumáticos 1.6. Inicio de la instalación 1.7. Esquemas neumáticos

1,8, Otras formas de mando de cilindros neumát,cos 1.9. Motores neumáticos 1.10. Aplicaciones neumáticas

1.11. Tuberías neumáticas 1.12. Algunos ejemplos de materiales y a plicaciones neumáticas

C Edidooes Paraninfo • 1

Neum6tico

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y eleetdddad

1.1.1. Fuerza (F) F=m·a Siendo: F - Fuerza, en N . m - Masa, en kg. a - Aceleración, en m/st. 1 N = 1 m ·kg/s2 1 N = 1 · m/s' = 0,102 (kp)

1.1.2 . Pres ió n (p) F p=-

s

Siendo: F-Fuerza. S - Sección o superficie.

Figura 1.1. CllndrM neumátloos.

Neumática:

Es una parte de la física que es.t.udia el aire y su aplicación industrial, bajo la forma de aire com· primido hasta una presión máxima de 10 bar.

m

Hasta la aplicación del SI para este t:po de cálculo se empleaba el kp/cm'como uní• dad de presión., siendo: 1 kp/cm' = 1 atmósfera. 1 bar = 10 N/cm 2 = 1 daN/cm' 1 bar = l,{)2kp/cm 2 m 1 atm = 1,()33 bar Pl 1 bar = 10.000 Pa = 10' Pa 1 kp/cm' = 0,981 bar 1 pascal = 1 Pa = 1 N/m'

FÍSICA APLICADA

Para el cálculo de las instalaciones neumáticas se requiere tener un conocimien.. to m(nimo de algunos conceptos físicos relacionados con esta materi~ en la que el aire es el fluido mediante eJ cual se p ued en desarrollar diferentes maniobras, q ue son muy importantes en muchos procesos y funcionamiento de aparatos con deter.. minados movinúentos.

La presión se indica nonnalmente en bar (bar) o pascal (Pa). Ct>Un baresc::asi igual a una atmósfera, y por tanto, a 1 kp/cm1.

Los conceptos más importantes son;

•

Ain! y sus C3J'acterísticas.

• • •

Aire neumático. Caudales empleados. Presión. Temperatura. Secciones de cilindros y tu berías. Fuerza desarrollada. Velocidad en los movimien tos. Tiempos empleados en los movimientos.

2 • O Ediciones Paraninfo

1.1.3. Peso El peso de un cuerpo es la fuerza que, aplicada a la masa del mismo, le comunica una aceleración en caída libre igual a la gravedad = 9,81 m/s'. G=m·g(N)

Siendo: 1 N = 1 kgm/s' 1 kp = 0,981 daN ., 1 daN C Edidones Paraninfo • 3

1.1.4. Masa (m)

Sicnd~

, - E>p.,,cio recorrido. 1-Tiempo empleado.

L., umJ•d de, m.i-... <-S d l.¡;.

1.1.S. Potencia (PI

,.... (I.W> P- -

b) úp~cio =omdo (r)

1.000

·" "

f'• - - (~\\ 1 q550

e) Tiempo (1)

,- -' \'

1.1.9. E$calas de temperatura

P - J'vtcnci•, en kW F - Fucrl•, en N t• - Vd0etd•J, en mf, ¡\.f -

FJ , <>s deeir, O" d~ la e'M:J!J Kelvin (O K). equl · v,,lenle J -273.16" de la eSl'.ll.> cent!grad.), Pl'clerentt-mente ｾ＠ ul1h1an las ln'S ,igu1e11-

PM, .,,, 1\."'

N - VelocidJd ue rot.K10t1, en rrm

te, e-s,cala_r¡: Keh 1n. Cen1 1gr.ld,1 y Fahn:-n~t.

1.1.6. Fuerza de tracclón (F,I

.

..

GriiHi ,1 11¡ J I oc.w.:rc, . . . . . , ........ l'f)

F - 1.000 P (1\)

P - Potencia, en l.W. r - Vt'locidad, "" 1n/s.

m

-Kolwj!.19._

__J

'C - 5''9 ('F - 32) "F : ('C • 519) • 32 'C• K

AIRE NEUMÁTICO

L..,, m'lotiJlacmn~ nn1m.1t1C-'' uhh¿.1n « 1mo ílu 1do Jire neumt.lhct1 .1 pn•,1(,n

D,)tin•

gu1rl•m05c c.·ntn: t1in: .1mbK'tltc o illtmo-,.fenro, y ;ure rK.-um.-hro o con pn."""'1on qut• proc,,Je ckl primoro.

1.1.7. Fuerza de empuje (Fj F, p S'(N)

1.2.1. El aire

r - r u.t·rLl di" l"fflPUJt.", t•n N'. I' - r,.,.,ión, en b.'l r S - s«d61i. en cm·.

1.1.8. Movimiento rectilíneo

•J Vdodd•d M

O aire e, un g•, que •e C'l1CUl'l11TJ hbre en la atmo,fer~ que rodea• nuc.tro pl>n<'ta Tk-rr~. )' <">t.• con.t1tu ,Jo por un.i de ¡;a«-.,• lgunos de ellos muy prodcm11n1n1,-,, ,obre el =te,, t,,I e<,mo Vl'ffl<" en la T•l>I-• 1 2.

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Du
El air... es ind1Spens.1ble para la ,·ida sobre la t1ern. El air... es nc,n,,;ario para la rombushón.

LC>S gases que contic™' el aire pueden separarse por medios fiskos. romo es la dl"st,lac:,cin lraccaonada

Nevmátko

Tecnología y circuitos de opHcación de neumático, Mdróulico y electrio·dad

Un litro de aire en condiciones n ormales pesa 1,293 gramos. Coeficiente de dilatación: a = 1/273,16 = 0,00366. Calor específico: 0,237 a presión constante; 0,16S a volumen constante.

- __

Tabla 1.2. Composición del aire atmosférico.

Nltrógono Oxlgono

Argón Gases nobles y otros

Né6n (No) Hollo (He) Krip16n (Kr) Xenón()(•)

Agua (H,O)

Dióxido do ea,bono

78,03 % do su voltonon; 75,46 % do su poso. 20,99 % do su voltonon; 23,20 % do su poso. 0,94 % do su voltonon; 1,28 % do w poso.

,_

0,04 % de su volumen

1 do 65.000 partes; 1 kg on 97 1m. 1 on 200.000 partos; 1 kg en 1.598 1m. 1 en 1.000.000 panes; 1 kg en 381 tm. 1 on 11.000.000 partos; 1 kg en 2.663 lm.

Vatlable Vatlable

1.2.2. Aire neumático El aire neumático debe ser eminentemente seco, sin vapor de agua, y sin agentes agre.. sivos y contaminantes. En el proceso de compresión, el aire genera condensados de agu~ y más, cuando las temperaturas son bajas. El aire neumático tiene que ser limpio, Jo que se consigue al hacerlo pasar por filtros de entre 4 y 40 micras. El aire neumático comprimido no sobrepasa en su utilización los 10 bar (145 psi) y en su uso generalizado la presión está comprendida entre 6 y 8 bar (fr7 y 116 psi). El aire debe estar seco, sin humedad, Jo que se consigue ron separadores de agua o se .. ca.dores de aire instalados en la red de distribución y en los inicios de ]as instalado .. nes. El aire puede ser utilizado seco o engrasado. Existen aparatos de instrumentación y otros que precisan aire seco, mientras que otros, como los cilindros, distribuidores, reguladores y otros de mucho consumo se les alimenta con aire engrasado, que rump)e dos objetivos, como son: evitar 1a oxida .. dón por efecto de la humedad contenida en el aire y, por otro, engrasar ]os elementos móviles de los aparatos neumáticos. Los aceites contenidos en el aire neumático serán neutros respecto a ]as juntas y otros elementos. con los que están construidos los aparatos neumátioos en la parte que está en contacto directo con el aire neumático.

El aire neumático, una vez que ha realizado su función, debe ser evacuado al exterior (ambiente), donde Ja instalación esté ubicada. Si e] recinto contiene una gran cantidad de aparatos neumáticos, el aire evacuado pueden tener un gran volumen, y que suma .. do a que contiene aceite de engrase, puede contaminar el medio donde trabajan perso .. nas o hay materiaJes y productos sensibJes.


Debe cuidarse mucho los niveles de contaminación y sus riesgos, para que no supongan un problema de salud para las personas que trabajan en locales cerrados con mu• cho automatismo neumático. En algunos casos, puede interesar evacuar al exterior ]os escapes neumáticos. El ruido producido en los escapes también puede ser otro problema Resumen de las propiedades del aire comprimido Pasará por un filtro de entre 4 y 40 micras. La presión será lo más regular que sea posible, sin oscilaciones importantes. Las variaciones de presión repercuten en 1a respuesta de los aparatos. Es importante que el aire tenga un bajo contenido en agua. El agua oxida las tuberías y piezas fabricadas en acero al carbono. El agua también dificu Ita el funcionamiento de los elementos móviles (correderas y ciJin. dros). El aire estará seco cuando se aplique a aparatos de instrumentación. El aire se engrasará cuando así lo requiera la utilización. El aceite de engrase o lubrificación debe ser de base mineral. La viscosidad normalizada del aceite de engrase estará comprendida entre 20 y 40 cSt (centistokes). La presión máxima de utilización del aire neumático no excederá de 10 bar. La presión en los circuitos neumáticos está comprendida ent:re5 y 8 bar. la temperatura de empleo del aire comprimido estará en tomo a los 20 "C.

1.2.3. Ventajas e inconvenientes que supone el aire neumático Ventajas del empleo del aire neumático Es un fluido elástico. Se adapta a las formas del recipiente que lo contiene. Presiona en todas las direcciones. Puede variar su presi6n y volumen por la aportación de frfo o caJor. Es fácil de almacenar y transportar. Tiene fácil control y regulación. Se transporta a gran velocidad (10 veces más rápido que un fluido hidráulico).

Genera movimientos rápidos. La red de clistribución es muy simple (una tubería), no precisando de retorno, ya que los retornos se envían a la atmósfera. Los aparatos de maniobra son relativamente sencillos. Los retornos a la atmósfera son bastante limpios. No hay consumo de energía cuando no hay consumo de aire. Es un fluido seguro en su u tilización y no representa riesgo de explosión.

O Ediciones Paraninfo • 7

lnron ven le:ntes del alre neuJu, uco

Leyes de Cay•LWi"'1C

Tiene el inconveniente de las fugas {estanqueidad~ l\o es ilderuado pan traba¡a_r con presiones el.-'ada!;. ya que el rendimiento del motor disminuye. l• prc,;ión de utilizolCiOn estll rompn.'lldida entre 0,1 y 10 bar Los ap,.uatos y circ uitos tienen dilicu1tad en su regulación, debido a la comprensibilidad dcl ,,ire y a las incrci.>S d" lo, organo,, en mov,mwnto Para un mismo esfuerzo a realizar, los elerrientos neumariros preci5.ln 10 a 30 "-'Ces m.l.s volumen que los circuitos ludrauJjc,os, La humedad en e l aire neumMiro es otro de los problemas• resol,er

1.• Ley. El valor d4'1 coel'iciente de ddatadón de Lodo,¡ los ¡;ase,¡ es el mismo a presión constante y su ,..,Jor viene dado por la siguiente formula: 1

" - 211- o,00366 Fl ,'(llu,,wn "' upado por un gM ., O K, 'l'rJ ,gu•l 1 ,....~ (O).

l •y. A prente, 106, olúm...n.._.,. ocupad<>< l)<>r una ma•a g•>4c'O<.l pon:-ion.1le.s .i ,us t~m,wralura..._ .t~lut..l"2.•

pro-

1' T .;.i.._

,; r·

1.2.4. leyes físicas aplic.idas a la neumática Princi pio gen ter• 1d e l<>J 8•Ln..Ci gases no taenen forma ni ,•olumen propío. OC'up.an el ,•olumen del rec1p.ente que los cont1ene.

'iOO

S.end0t V, - Volumen a temp,,ralura T. V, - \'olumA!f\a 1empera1ura r.

T - Temperatura absoluta. r - Temperatura absolutd.

Ley de Boy le-M•riotte

A temperatura. coostant.... los volúmenes ocupados por Wld masa ¡;asrosa son ,rn·crsamente proporcionales • las presiooes a l.u que se les somete.

3." Ley. Las presiones a Lls que está sometido un gas• ,·olumen consl.lnte son propor·

ciona les a las temperaturas aboolutas.

pl ·VI =p2 · V2=p3 · V.3=_,

P1_

¡,2

= V2

. g!, •

VI 'pl

,!2 .

l ' I ·-

Siendo: P. - Presión tola L P4 - Presión ,n icial. T y 1- Temperatur.i,¡ ,,boolutas.

A presión pl, el gas OCUJ"I el volumen Vl. A presión ,'2. el gas ocupa el volumen \12. A presión ,>3. el ¡;as ocupa el ,·olurrien \/3. CJ producto d<: la pr<:>1on d-, un 11as porcl volumen, l'> una canhdad ronst.,nk para l'S4.' f;,i}~ ,i la ll""mpt"l".1tu r• no v.uiil

~, '

.. .... VI . • • • '

8 •

e Cdic•Of'le ,.,.,,..,,o

n

l>ilalaci6n d e los g¡a,oci Cu..mdo u.n g;.1, ｾ＠ c.1h,ntJ, ,1u mtnb ,u \'c.,lumim ,1 IJ prr,i(,n ""t' m.1ntit·nt"" Clln'it.1 nh.•, o ~lum4.•nta ,u rn•"t(',n ｾ＠ d \Olum.:n no \ ',U!ill s., llamo ('C){'fic1 d,1.,1.icK\n (<,) • pn"i>M <'<)fl"Jnt~. •I oum,·nto que P•f"'rilnenl• l.> unid.w de volumen de g;,.cu.>ndoe.te el,'\,l •u tempér.>tura un sr.>do. V, • V, (1 • u 1)

Simdo

V, - Volumen a tempera.tura l. V0 - Volumen inici.tl u - Codiciente de dilatacl6n t - lcmp<,ralura rn que se ha incremmtado el gas

Son g,ose• perfertos aquellos que cumplen l.a5 ""'"" de lloyle-M,lriotte y G.w-1.us.ac.

r v = r. - v S.endoc

._._ ,. ,_.__ -~a~-=-=-

-

Tll>LI u . t<,n¡1a01,t Ctftlca dt al!lunoa 111..,

Ecuación de los gasos perfeclOi

(1 + « i}

\/lipof di og._.

•374

218

-Cbo AM,onoo carbónico

•243 •148

83 78

.a,

• 31

73 48

· 118 -1.. -2•0

S1 33 13

MclJnO o,,1gono

P, rr;....,ón 1n1C1al del g,,, P Prc,,ón Í1MI del &•'V0 Volu.,..._.,, 1mc1•1del gas V - \'olumcn fln.11 dd g•s 1 1em¡,cratur• fin.l del

i,.trogtno ｾ＠

g.,,

Pasar• volumen n.o rnul (/) litros a prosl6n (p) y t emper•tura (1)

Se ,1phcar.i la s1guien10 íórmula.

Hel,o

_ _ _-2611 _ _ _

2.5

1.2.5. Humedad llum<'dad absolut•

Corresponde• l., cJnhd..d de ,-.,por .ocuooo rontcmdo t'n un m' de ;un, p' • r.(l+cc ,)

I'-

V0 - Volum,m • p..._...u~n normal de 760cm J• Hg a O"C. p - Pr;.w;l6n d•l ga, ._.,., rm de Hg t• - Volumen a p!'f'i1ón p. p.- Presión nornul a 760cm de Hg > O"C.

n - Coeflcknle de ddat.1elll\n cubica. 1- T•mperatura en "C.

Peso de un liLTo de .ai:re

El peso de un litro de aire a temperatura de O"C \' • 45" de latitud sobre el niwl del mar, es de 1,.292743 gil 4lramo•/Utro).

Humedad relativa Rel.ción entre I• m.ua de vapor acuoso contenjdo en un determinado volumen de aire v la que e>.istirí.a en el mismo ,·olumen. si el aire estuv;era saturado. La humroad relativa se da en tanto por ciento('.). Humedad rel..1tiva ｾ＠ 100,

, , • .,, de "P<'' ocuo
.............

Wloc-1d3d d<' '3hd,\ dt> un g.1, l'n un rt'C1pimtr.

~. (i (6-p, /1,

,,_) (m/•)

ｾ＠

S.end(Y

t• • Wloc1dad, en mf,

,,, - Prt"-KÍn Jd n,c,pk.'11te, en 'J/m '

,,, - rr..,..m .,,..,.,.,,

6 - O.:n,,Jad dd ga-. en kg/m'

---

humedad a 1• pr.,..ión

Tat>ll 1.A. Pe10del1lre.., 1unc~ cJe 1tJ ~an,r,

,

O'

5'

Fó rmula de Bemo1tllle en los g,a.es

f'reskln paraal dd ,-apor de agua

Pn.-si6n de vapor a la misma tcmpcraturn

10' 15'

4 .8

JIIIIIW'a ......

u

17' 20'

9.4 121

30'

Conceptos import..tnlH Tr mpt"rat ur• critic, . Par• locu.-..r un,;,,<, ca ,m la Tabla 1.3 (• 146 'C p.>rn ｾ＠ cloro). Presión crítk • .

T

2S"

--·14.5 17.3 23,0 :!O.O

mv que lle>·arlo a la temp<'ratura qur ,e md,

rara un ga<. .iJ,'ffl•~ de la tt'lnp.•ratura, habñ qué .,.,,m,_·tt'li!> ,1 la prela Tal~., 1 3 (76 otm p.1 ra ,•1 ck,ro).

'1(,n que.,.. 111dk.1 ('n

Equlv•le nd • . Ndm al\adtdo a una cifr.i, equlv•lc • litros de gas o mc2cl.\s de gas a presión norlll.11 en estado sa'O • O"C y 760 Torr

Presión atmosítrica. L'na •tmóskra equi\"ale a l.m.J kg/cm' de presaon. y corresponde a la presíon atmosférica. cuando la temperatura t'S de O"Ca 45" de Lltílud sobre el nivel del mar. 10 • C CdtaON"S, ,....,,,..,..o

Neumática

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electricidad

1.2.6. Equivalencia entre unidades de presión

1.3.1. Equipo compresor El esquema de la Figura 1.3 corresponde a una instalación para la producción de aire neumático de las mejores características, y consta básicamente de los siguientes elementos:

Tabla 1.5. Equlvalenclas entre diferentes unklades de presión.

1 Pa = 1 Nlm' 1 bar= 105 Nlm•

1 aJm = 760 nm de Hg a o 'C 1 aJm = 10,333 m de c.d. HP

1 bar = 10 N/cm'= 1 daN/cm1 1bar = 14,2867 PSI 1 bar= 738,7714 mm de HG a o tC

1 aim = 1,0289 bat

1 m.e. H,0 a 4 'C = 0,0013 bar

1 bar= 10,0528 m de c.d. H20 a 4 tC

1 PSI= 0,0703 kgfcm.,

e/4'.'7U'.lllu$ 'flU t:onrlihlym

L

1 mm de Hg aooe = 0,0013 bar

1 bar= 1,0042 l(gl em' 1 bar = 0,9714 a ttn 1 bar= 1,0332 l(glem'

®r

........ 0,102

10.200

ｾ＠

S.

-

b.

7.

8..

0,987x10·5 9,87

0,0075 750 7.500

10'

0,968)(10-'

0,0736

0 ,968

736 760

10 9 ,81 X10-S

9,81x10'

0,981 1,013 0,00133

0,0981 0,10 13

10.000 10.330

1,033

1

1,33x10"'

13,6

0,00132

0,00132

0,987

9. 10.

Torr

0,102x10' 1,02 10,2

0,1 1

1,02x105

?. 3. 4.

L-

1 PSI = 6.895 Pa 1 kc>'Cm'= 0,961 bar

Tabla 1.6. Magnitudes y unklades de medida de presión y su OOtTé$pOnd8nda.

1 Pa(Nlm~ 1 bar(daNI~ 100.000 106 1 Nlmm' 1 lcp/m' 9,81 (alm. téen.) 1 kp/em' 98.100 1 atm(760 To,~ 101.325 LJ.Jorr¡mm!lg). 133

a• 'C

1.1.

@

0

®

@

@

®

@

®

®

Equivalencias. la presión atmosférica media es de 101.325 pascales (101,3 kPa), a ni• veldelmar.

®

®

f

r

'

®

1 Atm =1,01325 bar =101.325 Pa =1,033 kgf/cml =1 mea

m

d gnq,o compruor:

Grupo oomprciio, cumitituido pm moto, d6ctrico y C(:,mpn:11m de :sitt. V!lvofa1:sntindorno. J
@

® COMPRESORES DE AIRE

Los compresores son aparatos o máquinas mediante las cuales se obtiene aire a p re.. sión de forma con tinuada y con las menores perturba.dones posibles, de forma que aseguren uniform idad en la presión de la red y una calidad apropiada del aire neu• mático en p u reza y humedad para el tipo de utilización que tenga.

En el mercado se encuentran diferentes modelos de compresores. Estos se agrupan bajo dos p rincipios de funcionamiento, que son: Compresores alternativos. La compresión se realiza al aspirar aire de un recinto hermético y reducir su volumen hasta alcanzar la presión deseada. Compresores rotativos. Basan su principio de funcionamiento en las Jeyes de la dinámica de fl uidos. Transforman la energfa cinética de un fluido en energía de presión. 12 • C Ediciones Paraninfo

@ @ @

-

Figura 1.3. Esquema dé una liñstalac:lón para producir aire neumático en gran cantidad y con calidad.

_,,,_

Tabla 1.7. Peso por lllro de dferen1es gases y vapores Industriales a o tC y 760 Torr.

Acetona Acelfleno Ácido clolhí&k:o

An (soeo) Alcohol mermco

1,1709 1,6391

1,2828 14260

Gaa Étor Etllono Flúor Gas de alumbrado Helio

PNog/dm' 1,2605 1,6950

0,5600 O 1785

(0 Ediciones Para.ninfo

• 13

·-

Tecnología y drcuitos de aplicación de neumáóco~hidróulico y e/ertricidod

Gee

Amoníaoo

_,,_,

f.ntrllde de

Gee

º~"14 1,9768

Hidrógeno

1,7839

Oxigeno

Anhídlldo carbónico Argón Cloto

3,2140

Ozono

Caroorometlllco Etano

2,3070 1

Propano

Nitrógeno

vapo, de agua

PNog/dm' 0,0898 1,2505 1,4289 2,1440 2,0037

•e •

,..Sat.cAioe•n COI 4)11111.ado

07680

1.3.2. Producción de aire comprimido con depósito de acumulación La Figura 1.4 muestra un compresor que se puede desplazar para producir aire a presión para ali mentar elementos neumáticos.

Figura 1.S.. Represon&aoon de los dos Nf'IPOS de un w.1,pasor de Me

Su principio de funcionamiento es sencillo. 8 eje desplaz.a • un émbolo con mo,· imicnlos altenwli\-os. En b fa><' de a s ~ cl ilire llcN be.a, idad del pi>tón. En la fase de rompN!"ión, al desplazarse el émbolo hacia arriba. n,dua, d ,'Olumen del gas y lo impulsa haaa la lmca de d1SU1buaon.

P.ln alanzar ma}on-> prl-,,,<>n<.,, )' au.mmtar d n,nJ.urucnto, algunos comp,,.e;ore, disponen de vario, pt;t- l
n~, •lo,, 200 b.,n.-,,

El·"'" a P"'''"" '<' 8 bu TamWn pu.,Jt,n l'mplt'_.rst> olra• pl't'obtene, a JX1r1trde reguJ.>d(IO\"Jde pre
••°""' ,nfer,o,.,. que'K' ｾ＠

Los equipos compresores tienen por finalidad poner el aire atmosférico a una determinada presión, para servirlo al circuito neumático. Hay diversos tipos de compreso .. res, a saber: ~deCG14WWWW Compmsot de émbolo

Compreso, rotalM>

Q-C.iudal, en 1/m,n V- \"olumen,en !tiros (l)odm'. t - T~l'r'ip<\ en mln_ El ontdll! Y txp""' tn (11,u,~ """ las sig111tnUS (l)ffJ1Temperatura: 20 "C. H umedad. 65 '\. Presion: 1.,013 bar.

• alda)

Compresor de émbolo

Es el compresor más habitual en la industria, ya que es barato y robusto. Por otro lado, necesita lubricación para su funcionamiento y produce elevado calentamiento del aire comprimido. Este compresor se puede utilizar tanto para equipos estacionarios como móviles, en una gran variedad de tamaños. Los más gr-andes pueden llegar a entregar caudales superiores a los 500 m 3/min Las presiones suelen alean.zar los 6~7 bares. 14 • C Ediciones Paranin fo

'

S.cndtr

Pra: r • • •

. deplSl6n. . de dlafragma. . de plSl6n. . de dlafragma. . radial

,.

(}--

Figura 1.4. Compresor neumálloo móvfl q-ue propotClon.a 11 .000 Vmln.

I•

'""'P"""

Rrfr,srruCMT Jd artt • ,.,J,J,, Jd El Jlr~ en oper.M:"K'>n ｾ＠ cumpre,mn ..., al-ta } ronJen"' (il(Vmu la vaP<•r de agua). l.• !ffllp<"T'Jlu r• qu.- ¡,.,..J.-• ka nur el a,n, en d pn~ ｾ＠ ('()mpr~1(),n ｾ＠ Compr<"ior 'it'ncollo dt' un.> t't.lp.>

•

160 a 1!!0 "C.

C<'mprNOr~una od
o Cóaonr:s ,.,.,.... •

1S

Neum6nca

Tecnología y circuitos de aplicación de neumóáco, hidráulico y eleetdcidad

Erifriamient-0 del aire neumátie-0: Para enfriar el aire comprimido se le hace pasar a través d e un intercambiador alimentado con agua a una determinada temperatura. El agua contenida en el aire se elimina en parte, por medio de un equ ipo separador de agua. Si lo que se quiere es aire seco, habrá que instalar secadores e~-peciales.

Peso de un litro de aire seco: Recordamos q ue u n litro de aire seco en condiciones nonnales pesa 1,293 g/1 (1,2928 g/l). @

·~

' -;

®

Figura 1.6 . P&qUet'lo equipo compmsor de aire neumático.

1.3.3. Instalación de aire neumático (comprimido)

(!)

L, Figura 1.7 muestra de forma simplificada una instalación de producción y distribución de aire compr imido.

@ (!)

El aire a.m biente que es c.ipt.ido y comprimido para su uti liu,ci6n industrial contiene impureu,s, vapor de agua, part!culas sólidas y vapor de agua que hay que elim inar o reducir p,ua evitar oxidación, desgaste o peligro de explosión, lo que se consigue con el filtrado, e nfriado, purgado y secado.

1.3.4. Purga y vaciado de circuitos neumáticos La aplicación de las normas de seguridad para intervenir en ciertaoe; instalaciones neu ..

máticas exige va.dar toda la instalación neumática de la máquina o instalación de que se trate, lo q ue se consigue abriendo el circu ito de la utilización, y poniéndolo a escape. Las válvulas de tres vfas permiten realizar la función de alimentación de aire neuma .. neo a la red y, por otro lado, aislar la red y pon er la utilización a d escarga. Este tipo de vá lvulas puede tener un d ispositivo de bloqueo por medio de candado, con el cual se impide la puesta en presión cuando se está interviniendo en la máquina, la instalación de que se tral'e o el propio circuito neumático. 1 6 • O Ediciones Parani nfo

....,.....

/ h airo •lmoff'2n>o

Lty,r,u/11: l.

A11pir;,d(11'1 de aitc :rtM011íériei:,,

2.

1:"jltr.,do Jd a ircab'r'ltlllk:r k(>.

16. Clteuit(1 J e a ir\! 11eoo, ut illJ1J:td<1 prefol't:nti> mente 1:1'1 ir111tl'ul'ndltad(1n y 11,parato11 Jdi~

3.

Váfv ul:,, an tirrdi:1rnu en d c:ircutti:, Je 11.!!pi· 111d{m Jd l!litcllllm.

17. V6h· ul111Jdcl1i11bmit:nh>.

Cnmptt:11(11' d e ;,in:. Motor dfl'..t rio:, tri'-illicu. Oey{l!litu iu:umufador de ai recumprimidc). Válvula d e 11eg:urid.,J. 8. Bquipo relrigemdn.. dd a ire calicmfc 9. Sq,11,rad or de agu a. 111 Válvula 11,ntincloruo. U. Válvula d e ll,(,«:km11mid'fto m11onu:11I (grifo), 1.2, Scc;11J,,r de aire. 13, 1;;1tro Jc:11lrc:seQC>. 14. 01::pÓIIJto iacumulador Je olro ~>. 15, V"vula J e: 11c.,surlJ11d.

4. 5. 6. 7.

cadu.oe. 18. Mlh1111 p u.'Cid
19. Váh·ula1Jdea illl11mientc>. 21). Circuito cerrado de alimentllci(,n II ttccpto• n:11 y ;ip11oratu11 nt:omá tioos. 21. Dcrivaci{m dd cireuito P'incip111, o.fo deAnir 22. Det-h•11d(m 11, circuito !l1!<:und.11rin que i,;c ini,.

d:11 por válvula m11ono11I ycquipodcllftr11do, m11nnrrc:ductt.:1r y tubriciw,i6n, 2.'\. Cc,njunto de: i n11hli,clont:11 J c:rl vr,d1u a li• mentaJ "• d~c: c:I c:,11.1lpo oompre11c>r, Cir<:ulQ'.111 de J)úh':l'ICIII.

Flgura 1.7. Esquema general do una Instalación de producción y dlslrlbuclón de aJro comprimido. O Ediciones Parani nfo • 17

Tacnologlo y circuitos de oplicoc16n dt ntum6ffco, hidl'dulico y elcctrlddad

V'-lvula de 3 vfas (3v) (accionamiento manuaQ

• J>r,-,lón: I' • 1 , 1,03.l • 1, l'H.sfrm' • 11 '.\2lllg/m' • f\·,od,• un m.·tn>
k'<,d,••or,•(1 ,n') a 2.5 'C p , 41 lZO R r - 2Y,27' 2Yh - 1.737 kr m '

Fund011m11ie 11to:

P08ición l, Utilización a e.11cape. Oe,pre&urización del circuito, P08ición 2. Sumin istro de pre!!ión a la utilización,

r,.

Probl,ma2

"""°

lktcrminar d del 11•• cont<-rudo <'1' un• botdla de O'llj;<'flll que bcnc 7\l J,. lrO' de cal"'cidad, ,, e
• Densidad del old¡;eno: 1.43 g/1. conl-,nido ~n la bol~lla. . !'eso dcl

s••

I', - 1 d-6010.lS, 1,41- ｾ＠ ,,u M 1-M,<94 ks

i

PrllSHI

t

Presl-A

V* lvula de 3v en posk:lo""" de vaciado de la fnstalacl-A y suministrando presJ....A.

Prob/mrnJ

,C.:u.il es .-1 pc<0 de un \'Olumcn de a.,re de, 2ll0 m1 a i'liO d... presión atmoslérica y '.14.l ·e de, tm,pcr.,tura> • Fcul1c1ón,

Cl.(Ul'-lllcncMs·

p·l '- P,R · T

Figura 1.8. lnlck> de lnstalaclone,s neumádcas con sistema de vaciado de las Instalaciones

p·I'

(de$<:arga).

1.3.5. Proble mas d e a p licación Problema 1.

Determina.Tel peso de un metro cúbico (1 m' ) de aire a 25 ºC de temperatura que está sometido a una presión de 5 ahnósferas. - Temperatura absoluta: T =273 + 25 =298 K.

18 • CI Ediciones Par1nlnfo

P,

R T

s•,

P, - r.,._., d,•I ,•n •S ,, - p,.,,Mln di'I 1w,, .-n 1-Sfm V ... \',"llum,...n d,·1 g,1'.. ~n m,.

R - C.,n,t..ainll' dd Sª"·

T-T~mp,ratura .tb,<1lu1., d.-1 ga- (273 + t')

Probltma 6

• Ptt......,wn il qut.• c..·,t.1 ""4.ttnc.·hd{1 r-1 ~' ¡,

.J!.. ,...

6~6 1.03) • >. 1.0JJ

760

,..A qut pt\.''ll'lin "-'º ｾ＠

0,941> L~ ,m • ｾ＠ 4f>O k¡¡. ,n

• C"0nol.lnte del gas. R • ~.'17 · Tt:.-nperatura T• 273+30•303 'C. • P'C!tO

del gas.:

r, •

l'. ,.

i7-

P, - 10, O,OI , 1 - 0.1 Lg cm' - 10 L.c mm'

Q.4Mh 100

1•u1 x 101 • 213 .3 3 kg

ProbltmR 4 ,Qu., volumen a p....s,ón norm.>I (7(>() mm) ocupan.1n 101 de aire que,., encu..'11-

rr,~'""

tran • 720 m m de y )()' C de temp<'ralura? • Dt-la ~uakfad· p 1'- p , • 1, 11 • u 1)

n, 10

p ,

J' • - - " - - - •

•

p

l~Ut\~k\ un.a "'"'lumn.a J.i..t agua J~ 1 m'

• l..c,ngituJ: 1 m • 10 dm. • !,t.,cc1ón: 1 cml = 0,01 dm 1. - Dmsidad d"1 agua. J ｾ＠ 1 kg/dm . - l\'so de la columna de I m:

p+¡, ,1 76(1+ - 1- , 27J

Prol,ltora 7 ,Qu,.. p1,•,.jón t,•n,ltJ un ""'t"'nte Je JO I lk• am•" a 30 "C 11,nc, 5 1.s.fcm'? No h,\y variac1on de ,·oluml'n. por lo que, \/1 (u,lumen 1n1c1.1I) 4it:'r.i 1gu.1I .., V (voluffll'11 final), por lo que v, T V · O., la i¡;u..kt.d del l'roblema 4, se t,.,..,..-

• ~.541 (lllr<»t 11 )

· D1l.1l.lC1ón cúbica dd ..11r~ y dcm.'.i'i g..1..~~

1

o - 2ll -0.llOJMl

Prol,lt111a 8 Un htro d~ J ir,•~• O C ｾ＠ pn·,k'>n •t=frrtC• de it,O mm d~ rolumru d,• l lg p<'._, 1,293 g. D.t,rm,n,u cu.1nto ¡x...au • 26"C y cu.lnto p,,.ara • 10 atm \ O C.

Probltma5

• 1"1,,o a 26 C:

¿i\ que pn,•1ón en~ "'lu1valen 7t,O mm Je column.1 de 11¡; • O t:' L., w lumn., de H~ ltm<, un,, '«<'Llfl del cm 1 J.-¡,,,..._.,

cm Je Hg <"-,,.,.....IX""Jen ,1 76cm' • P~'to dé l.:i rolu .-nn.:t de Hg:

ror k, """ 71)() mm •

r d 76xl3.ó , P • -,- 1 000 • 1.OlJ L• 'c m• t ••• • ·~ Siendo l', - l',so de la rolumr», en k¡; \.* - \'(,lumen de J;i n1lumna. n, cm J - Dm"dad lk·I mcrcun<>· d - lll> k~/dm'

20 '

O Cd.,.,...

,,.,.,r,1,

7!>

p - P,

273 ~73 l1J-1 - 1.29.l ' 273~26 - l.180~ &

• Pt·'-0 a 10 atm p ,_= J·p = L!9J, JO = 12.93¡,

Neum6rJr:a

lliiibolo

DlnomlMol6n

4o

Grupo de acondicionamiento. Flltro-manorreduciOr· lubrlcador.

ｾ＠

Grupo de acondicionamiento. Rep,esentaclón slmpllllcada.

Den Purga do aln>: 1, Orificio de evacuación,

l'robl""" 9 l.'n ,-olumo.:n de •are de 1 L,tro (IJ a P"""'ª"n nonNL s., rom¡,nm. a 0.2 L 0.:krminar la pre,ión •que • hon"' mcul11tra,
2. No oonectable.

3. Conectab'& por rosca.

tt'fflp(.TiJitura

• l.n htro de: ••r• ,t rn...,,on norm,tl hc:nc: una prc:•tón de 760 mm de ro• Jumn• de: H¡: • L0'\3 \.¡:/cm • l'n,-.1<•n dc,put, de I• comrre'll"'

p

m

E_

•·

IOJJ 0.2

Acoplamientos répldos: 1. Acoplamiento sin vélvula andrretomo. 2. Acopado con válvula andrretomo. 3. AcOl)lamlento simple. 4. Conducciones oon depósito de carga

5.165 k~ em'

,G J.J, 6y

SÍMBOLOS Y NORMATIVA

L.os elementos neumáticos se represenun por medio de símbolo,, que están ,ujetos a normas. lo que perm ite que sean apliG1dos e interpretados para la ídentificacion de

'

'

Depósitos: 1. Conducciones por encima 2. Conducciones por debajo del nivel del

cp

MecUdorde teff'1)Qra1Ura.

Termostato.

lfqltiJ.

Acumuladores: 1. Hldréullco. 2. Neumétlco.

A continuación se representan lo:, símbolos correspon
- -- -

Inicio de lnstalad6n con presión.

0---

3. Conducciones a presión. 4. Conducciones oon depósito con carga.

aparatos en la ejecucion de los
1.4.1. S(mbolos neumáticos

-.J

SIienciador.

MecUdor de caudal.

-{]

Pré$0Stal0.

Vélvula (símbolo gene,al).

C>
-&-

Vélvula directa (ptlotado neum"lco) Normallnente abierta.

-&-

Válvula Inversa (pilotado neum"lco) Normalmente cerrada.

Símbolos ntumátíco.s 1

--

... ------

........... T

·+

-,

1-,

De..,.,.

,_,lüo1

2De~ )DopurgaoCondueb fte-J tH

-0-

é' -' .

Datl•••

th

ONnumfd,tleadot"

R_,
Unl
Cruc.e de aberlaS ....

.. ,.in.

O· 0'

FIitro.

.<>-O-,

Purgadores: 1. Mando manual. 2. Mando autom.étleo. Abro con purgador: 1. Mando manual. 2. Mando autom.étleo.

·t

~

l

Válvulas andrretomo: 1. No regulada. 2. Regulada (tarada).

R-rdepr9110n ｾ＠

M..--

Mcador de p,.,ión

CI EdlclOl'\IS P&r,nlnfo •

23

-o.

Técnologío y circuitos de opllcáci6n de neum6óco, hl'dr6ulico y eleetn'c idod

--6n

Símbolos neumáticos 2 Blmbalo

·$ $~ -@B-

Regulador de

caudal en un solo

Mntido.

ｾ＠

~º ,

·º?·'º ,

'

.RJ·q}; ｾ＠ , {Qj 1

.. .

J

1. Al cierre. 2. A la apenura.

CD

(TI]

Selector de circuitos.

CJ

'

V4tvula antlrretomo pllotada:

V61Yuia de oacapo répldo. limltadordo praslón. (vélvuiade seguridad) Umltadorde presión pilotado.

limltador propo,cional de presión. _ ReductO
ReductO< clfe,enclal depreslón. ReductO< propo,cional de praslón.

DIJ [l] [l] [X)

'

'

1

QU¡ll~

ll ][EJ 1:) • ' 1

'

~ .

, -{[!Jv,

- ./fil}--

-m3-

•

24 • 4' Ediciones Paraninfo

Dlsúlbuldores de 2p y 2v. 1. Aoolonornlonto monu.31. 2. Aoclonamlento neuméllco con retomo por resorte.

Dlsúlbuldor de 2p y 3v. Aocionamiento neumátloo en Sos dos sentidos.

OOlllJ

"

Reductor de caudal: a) Simpliflcado.

Vías interiores: 1. 1 vía (1v}. 2. 2 vías paralelas. 3. 2 vías cruzadas. 4. 2 Oflflclo6 oerrado6. 5. 2 víu de conexión transversal. 8. 2 Oflflclo6 oerrado6 y 2 vi• en by-p-. 7. 1 Oflflclo ..r,ado y 2 VÍH en pal9IOIO. 8. 4 Oflflclo6 oorrados.

Dlaúlbuldor de 2p y 5v. Sin definir II forme de ecclO
,. ,.

8 ,.

,.

s. "

cz[ iz[

" ••

0K

Regulador de caudal con retorno al depósito: a) Simplificado.

a) D1Slr1boJ1dor de 2 p0$iclon.... b) D1Slr1boJ1dor de 3 J)O$lclon... oon p0$ición intannecla de paso. e) Olstrib
Dlsúlbuldor de 2p y 4v. Aocionamiento neumállco en lo& dos sentidos.

•-a:( ·et

--6n

Divisor de caudal

Mando mecénlco: a) Por pulsador. b) Por r8$0t!e (muelle).

a) Simplifi..do.

Símbolos neumáticos 3 81mbolo

Denominación

· o,{g{• • ta:{ o:{ . ' !{ .fa{.

\F 1" •

ｾ＠

+ ·

+·

Mando combinacto. 3a. PO< electrolmén y dlstribuldO< piloto. 3b. PO< electrolmén o d1Slr1b
=='==

Mando eléctrioo. 5a. PO< electrolmén (un arroilamlonto). 5b. P0< electrolmén (dos arroilamlontos). 6. Por motor eléc:trioo.

--6n

Vf.lvuiade Nt19nguiamlento.

Mando de dlalribuldofM: Mando po, nuldo indiNIClo. 2a. PO< prooión. 2b. PO< depresión.

4a. Equivale a 3a. 4b. Equivale a 3b.

-o

(Viene de la págint1 anterior)

OldrlbtJldoroc:

-m-

!Zi{ czq

ｾ＠ l __ __.

--6n

Neum(rfica

Mando manual: a) Slmbolo general. b) Por pulsador. e) Por palanca. d) Por pedal. Mecanismos articulados: a) Articulación &Imple. b) Articulaclón po, palanca. e) AJ11cuiaclón oon punto n¡o.

Ejes rotallvos: a) Un solo Mntido de

rotación.

b} Con dos sentidos de giro.

Dis¡>ositivo de enclavamiento.

-º-

QB=, ' 1'1111,111~

Mando mecánloo: a) Por rodillo. b) Por rodillo abatido.

f}

Cilinctos: 1. De &Imple efecto. 2. De sJmple efecto con retorno por rasorte.

w 8lmbolo

Denominación

Convertidor de presión alre-acene.

1. Motor da caudal constante.Motor neumático no r&Vefsible. 2, Motor de caudal constante. Motor neumétlco reversible. 3. Motor neum4tlco de caudal va,iablo no reversible. 4. Moto, noum~lco

de caudal variable reversible.

Motor térmico.

4' Ediciones Paraninfo • 25

Neum6nca

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electrio·dad (Viene del.a pdgilla anterior)

Blmbolo

1'11

DenOINlrecl6n

'

: :

1. CIiindro do doblo $1$cto.

2 . CIiindro do doblo $1$cto

con doble vú1ag0. 3. CIiindro do doblo $1$cto con amoa,lguaolón al

1

=SI

l~I

:

1

J

l'~b-"1,

l~f

:"

í4Jít _..'.:- "

OBd

~.

{Vieue de la pági11n nuterior)

Blmbolo

retomo. 4. CIiindro do doblo $1$cto con amot1lguaolón a la salida y a.l ret0
Q-,

1. Bomba do Ca
o/-'

2. Bomba de caudal

ｾ＠

3. Bomba do caudal variable, reversible.

J

9=·

V8/lable, no reversible.

4. Bomba de vacío.

1.4.2. Dire ctivas europe as y marcado CE La Comunidad Económica Eu ropea (CEE) a través de sus correspondientes comités, elabora y emite normas (directivas) q ue deben apHcarse en los ámbitos a que corres.. pondan las materias objeto de las directivas. la Tabla 1.8 recoge las principales normas que se aplican a las instalaciones neumáticas.

,_...,

_ ,.. da Nlllcecl611 da lai d -..

Denomlnacl6n

f'l'J

73123/CEE de apllcaclón desdo el 1 do enero de 1995

Boja 1enslón.

EN574

S4guridad do maquinaria.

Se define como aparato, re&pec::to a e&tas Reg:lame ntacione!I, a un equipo e lécLTÍCO que ooni;te de un producto o pmcfuctOl!I acabado/a, que tienen por fin.alidad ser utilizadoe por e l usuario fina l y que se suministran y i;e ponen en servicio como una unidad oomercial.

Directiva 93/6&/CEE

Los productos que se comercializan en la Unjón Europea deberán obligatoriamente llevar la marca CE. Es ilegal marcar con CE un producto que no precise marcado. La responsabilidad del marcado CE corresponde al fabric,mte del producto, o al que lo comercializa si se trata de u n producto importado de un país fuera de 1a UE. Los recipientes a presión simples, máquinas, compatibilidad electromagnética y baja ten .. sión, Uevarán la marca CE.

Recipientes a presión simples: Categoría A: recipientes con Ps ·V> 50 bar/litro-+ Deben llevar la marca CE. Categoría B: recipientes con Ps ·V< 50 bar/litro-+ No llevarán el marcado CE.

Tabla 1.8. Dll'ectlvas europeas. 87/4-04/CEE 90/448/CEE

R~os a pre&lón &Implo&.

Aplicable a recipientes &oldados &ometldos a presión Interna. que sea &uporior a 0,5 bar y que estén destinados a almacenar aire o nhróQeno.

891392/CEE 91M8/CEE 93144/CEE 93168/CEE Aplicación do
Méqulnu. Requisitos osonclales do seguridad y salud relaUvos al diseno y lab
Conjunto do piezas u órganos unidos on~o si. de los cuales al menos uno deben\ ser móvll y componentes de seguridad comorclaH:udos por separado.

891336/CEE 91/263/CEE 92/31/CEE Aplicación desdo el 1 de enero de 1995

26 • 10 Ediciones Paraninfo

Compallbllldad electromagnédca

Aparatos que pueden cmar perturbaciones eleciromagnétlcas. Están fabricados do modo que no provoquen excesivas perturbaciones electromagnéUcas, ni se vean afectados lndebklamente por ellas.

Apatatos''> Material eléctrk:o que ha sido dtsenado para uso den1ro de los lfmhes de tensión nomtnaJ comprendida omre 50 y 1.000 V pare 00
Donde: Ps - Presión de servido. V - Volumen o capacidad del recipiente. Los recipientes de catcgorla A se ajust.lrán a )a nor.ma EN 281-1. Declaración de Confornúdad

Lo moyor1a de los productos que c011stituyen una. i.nstafació.n neumática no precisa_n marco CE, sin e mbargo, sf lleva n la marca CE los aparatos, máquinas o insta laciones en las que están integrados. La Declaración de Confonnjdad que acompaña a l os aparatos, máquinas o instalado· nes, deberá ser realizada por persona competente y entregada al client~ declarando que la máquina suministrada cumple los requisitos de salud y seguridad que señalan las Directivas que le afecten. 10 Ediciones Paraninfo • 2 7

Ttrcnologlo y circuitos dtr oplicoc16n dt ncum6ffco, hidl'dulico y (J/t t:tricidad

Neum6tlca

La Oeclaraci6n de incorporación es para maquinar ia dest inada a se r incorp orada e.n otros aparatos o máquinas y no 11evará, por tanto, el marcado CE.

Colo, u ul

Los fabrica ntes de productos ne umáticos que no precise n ma rca CE, sí proporcio· narán las caractedsticas de los productos que su ministran, que será n uti1izados por q ufon redacte la Declaración de Conformidad paTa el aparato, máqu.ina o instalación e n el q ue estén integrados.

Colector princlpal

Rgura 1.9. Ejemplo de marcado de una tubería que transporta aJre neumático.

1.4.3. Normas para el diseño y construcción de materiales neumáticos El empleo de aparatos construidos en base a normas concretas permjte la intercam· b iabilidad de los mismos, dado que el dimensionado se corresponderá con otros apa· Tatos construidos por otros fabricantes. Respecto a la n eumática, están normalizados los cilindros y otros actuadores, míen· tras que los aparatos de maniobra y control son propios del fabricante, en lo q ue se re• fiere a tamaño y forma. Igual su ced e con la normalización d e los símbolos que rep1·esentan los aparatos_, e n los que todavía podemos encontrar algunas diferencias, como se p uede apreciar al hojear catálogos de diferentes fabricantes. Las principales normas utilizadas para materiales y circuitos neumáticos son: • Normas ISO. • Normas VDlvlA. • Normas CNOMO. • Normas UNE-EN. Otras normas a destacar serían las siguientes: EN - Normas Naciona les Europeas. UNE - Norma Española AFNOR - Association Francaise de Normalisation. DIN - Deutsches lnstitut Für Normug. UNITOP - Union Nationale des Industries de Tansmissions Oleohyd.raufi.. queset Pneumatiques. BSI - British Standards lnstitute. JIC - Joint Jndustry Conference (n orteamericana). ASA - American Standardizing (norteamericana).

En el Capítulo 4, Apartado 4.4, se trata sobre esta materia ''Marcado de tuberías".

111 COMPONENTES NEUMÁTICOS Los circuitos n eumáticos emplean diferentes aparatos y dispositivos q ue es necesa• rio conocer, al menos, los elementos más importantes y que son básicos en las insta• ladones neumáticas y que se representan con símbolos en los planos y en la docu • mentaci6n. Los catálogos de materiales neumáticos son una herramienta muy importante para el estudioso d e est.1 materia, ya q ue Je permite conocer el aspecto de los aparatos, su re• presentación, sus caracterfsticac;, medidas y prestaciones. Para su estudio, agrupamos los componentes en tres grupos: • •

Cilindros neumáticos . Distribuidores neumáticos. Otros elementos auxiliares y complementarios

1.5.1. Cilindros neumáticos Una d e las aplicaciones principales d e la neumática está en los cilindros ne umáticos, me,. dfante los cuales se pueden reaHzar muchas y dife rentes maniobras. los cilindros neu• máticos tienen una equivalencia o Sllnilitud con los motores de los circuitos eléctricos.

Normas constructivas de cilindros neumáticos Los cilindros neumáticos se construyen de acuerdo a la siguiente normativa:

1.4.4. Identificación del fluido que transportan las tuberías

Norma CNOMO 06.0. 7.02

Las tuberías q ue tra.nsportan fl u idos se marca.n con colores q ue permiten su iden tifi. caci6n, para q ue de esta forma resulte más fácil su reconocimiento, tanto en los circui• tos, como e n los planos o esquemas.

Esta norma define todas las cotas exteriores de u.n cilindro solo, y ta.mbién sus f.ijacio• n es. los cilindros construidos con esta norma permiten la intercambiabilidad e ntre fabricantes que utilizan la misma norma a n ivel de:

La Figura 1.9 presenta una tubería ne umática y su derivación, que podremos identi· ficar por su color azul. Sabremos que una tuberfa tran sporta aire a presión por el dis· Lintivo de marcado de la tubcrfo y porq ue toda la tubería está en color azu l o franjas d e color azul (RAL 7.001) sobre otro fondo.

2 8 • CI Ediciones Par1nlnfo

• • •

Tipo y caracte rísticas del cilindro. Forma de fijación y aplicación. Situación del co njunto montado.

CI Ediciones Par1nlnfo • 29

: l. ..........

Técnologlo y circui'tos de opHccci6n de néum6tico, hl'dr6ulico y élttctn'ddod

tt 1

Normas TSO 64B1 y 6432 Se trata de una norma internacional que define al conjunto de) cilindro montado con las fijaciones, pero sin definir al cilindro. El intercambio entre diferentes fabricantes solamente podrá hacerse manteniendo las prestaciones cuando se reemplace el cilin .. dro y sus fijaciones.

l

Flgvr• 1.11. Croquis~ rwpresontl \M'I cilindro neumi&lco.

Norma VDMA 24562 (alemanas) Estas normas, que son más modernas, definen todas las cotas exteriores del cilindro y también las de las fijaciones, de manera que el conjunto montado es conforme con la norma JSO 6431. La intercambiabilidad entre cilindros constru idos con esta norma est.í asegu rada. para el cilindTO y la fijación del conjunto montado.

Normas Cl:TOP Comjté Europeo de Transmisiones Olconeum.áticas y 'eumáticas. Cilindros neun1.S.ticos Se fab rican cilindros neumáticos de muy diversos tipos y clases, cuya elección depen ..

d erá de la función que deban desarrollar en el circuito y la aplicación. La maniobra o movimiento de salida del vástago se denomina ida o salida y lama.. niobra de entrar vuelta,. retomo o entrar. A la longitud o recorrido de] vástago se lla.. ma carrera. Los cilindros p ueden ser de efecto simple, cuando una de las dos manfobras se hace por medio de fl uido (aire o líq uido) y d e efecto d oble cuando la maniobra de ida y vuelta se hace por medio de la fuerza de un fluido. Hay cilindros que para amortiguar el impacto del final de recorrido (ida o vuelta) llevan sistemas de amortiguación al fina] del recorrido de ida o de vuelta, o en los dos sentidos. Existen también cilind ros con doble vástago, aunque rea lmente es un ci1indro con sa lidas por ambos extremos. En cualq uier caso, las caxacterfsticas del ci lindro se ajusta rán a la función o t rabojo q ue deba realizar en la aplicación, tal como se ha sel'lalad o arribo. An te cualquier duda respecto a la elección d e un cilindro, o d e otros elementos d el circui to, conviene consultar al proveedor o fabricante. La Figura 1.10 muestra un cilindro neumático fabricado bajo normas.

\.'IIWrn o Clmldm~,~ 1rnnnp1rn dr ｾ＠ n1mJn,s ncumílhat! · S1 - &>«,ón del embolo por ,u ,u¡,erfoc,e hlm' (><'<'IIJ<')

S2 - s.,«,ón ull1por el lado del , J,t.igo.

VI - Volutn<'n total d,· 1• c,1mara por ..i l,1do sin ,J,tag,,. V2 - V,>lumt'n totJI dt' I• c.lrnar• por el l.,J,, J,•I ,•J,t;¡go pi - Pn•,,oo Je olomentac:1ón J,•1( 1lonJw por el lado ,¡n ,1,1.1g,~ p2 - Pr,•,J(ln ck alln,,nta, ,
F2 - Fu..-•o.l d,"'I rt.--trorr't<> d~I \,.ht.igll l'n su ~ntrWa.

l -Urfi'ra dr-;.orrollJdJ por el ,J,ta¡;o O - D1Jmc1ro interior de la c.tmara del cilindro. d - D1.lmetro del v,!sta¡;o. C.íl
1-•1 0.7115 • D'

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Flgura 1.10. Cltlndto neumático eometclal.

30 • 4'.I Ediciones P-aranlnfo

lM fl.Mlat de ,onmawitt, ｹｾ＠

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a pfrdidM de rtñdflnlfltlto QJi& M pued"" evaluar elitrt

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Tlt'tt!pO e11 ~i:n..r un mor1im1rr11~

l(n,

5e ronsideran los treo fflO\'imientos que se representan en Lls Figur¡¡s LU. lJJ )' IJ-1,

calculandose el tiempo en realizar el m
3

continuación.

2

/I IDt'1ml(>f/o lwn:ontm dd t11~l"S" / hgunr 112)· J.,,,

1

y

1-=

o

l

1 - - - · -M

2

LOOO ,

bn - indice determinado por diagrama. L - Longitud de la carrera (mm). r - Velocid.>d de régimen del pistón (m/s).

3

-

· -

Ca..
Q_(OJlOOCM;I

D L) ( p+l.033) I man

/11¡,¡,1manrfo "'71rc-al .,.rrndmk dd nl'i"l."' (figura 1 IJ/·

Vamo,, a C.llculM d tiempo que t•rJ., t-n n,aht•r ~u carn-n d ,·bt•go de un cihndro que traoo¡a t-n fflO\ 1mJCT1to \ffltC"JI •=ndmtc. ~ifflJo ~ - - ~ a c:onsÍdé'rilr lo,,¡. gult"llle-< J"'S
Q- Con.'iurno d~ au~ • pn~ón normal. t•n J/m1n n - D1Jmetro del Jmbo«I."" mn, L - Carrera del cilindro, en mm p- Presión del am,. en kg/cm'.

0,7m/~

t -T1empo rcali7..ado en la ~.arrera~

JJn l 1.6 ,200 1 = - - · - - - - - - •OASs 1000 , 1 OOOx0.7 ..,

7S

•·- - - -

.• so -IJm,

Q•Q,• (

M,•mmmfo l'fl'lrral d<"«irJr11tr dtl ,,,.JJ,i¡O (l'IJ(llra 1 1~)· A conlinuxión se representan los tr"" fflO\ ,m,entos m.l.s carxtertstlC'OS de los ctl, ndros.

...

8 ....- .

Flgure I.IS. M o . ~ ~

Ú""'1 ddrrnnnar el mJ1a hn;

Q- Lltros d., aire libre. Q, - Litros de aire compnmido a presión p. D - Densidad del gas en g/dm a presión normal

Cm,,1.1,. lronro< tn 1/mm,..,.. flul"' d,- orrr """,.,.,.," lo rr, "'1w• lí/,,r, • lnlt'<"' ik tm[JOO, i, ,sunór, orrular (f,g,,111 1 16/

_

_,.,_

Figura 1.1'. Mo•'"'"•t!l"'lto

A ¡,arhr dt 1~ rel.)('10n m/s. s.- d<'termin~ el ulo,Jt,J ind._... t..m. qll<' p.ir~ .-1 easo~tu •

d,.wo e• de 1,6, t;,I romo se 1ndo
I.OlJ

Siendo.

F., ,lm,lar al c~so antéslor.

~ ) ))/777)

p+I.OJl)

Ej,,r1plo 1k -,,J1roa.»1 Jd fÍNa>. Determinar el caudal en 1/min (aire libre) que sale por un orií,cio de 8 mm de diámetro a una pn.-..ión de 6 l>ar. Solución: a una prestón de 6 bu v un diámetro de orificio de 8 mm. el c.ludtl de aire libre'"' de 4.0001/min.

Neum(rfica

Técnologío y circuitos de opllcoci6n de néum6óco, hl'dr6ulico y electn'd dod

C.UdaJ 1 10.000 l/mln ... 9 .000

1 2 3

(

5

•

7

8

-h

>

•

7.000

'

4.000

1.500 1.000 7l!O 500

200

/

/

•

/

ai /

'º

ｾ＠

20

ｾ＠

e--

--------

El distribuidor y los aparatos a u xiliares y d e control se emplazarán to más cerca posible d el ci]indro neumático. Se mejora la rapid ez cuando se hace rápido el es.cape. También se mejora la rapidez aligerando la carga o dándole un mayor d imensionado a l cilind ro n eumá t ico. Dimensionado de los cilindros neumáticos

Además de q ue cl circuito sea adecuado a las maniobras o acciones a rea lizar, los apa~ ratos tend rán el d.imensionado que corresponda a d ichas accio1,es. Difíci lm ente se p o .. dl'á rea lizar una funció n o cometido si los aparatos no tienen la posibilidad y capaci .. dad de hacer aquello que se les solicita. A continuación se citan algunas de las características a tener e n c uenta a la hora de dj .. mensionar e l circui to y los aparatos en é l integrados.

30

40

----

--

so

Velocidad del émbola (vástago) en sus movimientos: 60

70

80 mm1 de 880CHI

Figura 1.16. Ábaco para dét&rmlnar el caudal teórico &n lfmln para fluJos de aire comprimklo en salida libre.

Velocidad del aire en las tuberías:

--00~

Tabla 1.9. Estimación d& V<>locldad del aire noumátlco en las tuberías en función do su comelldo.

v.loclcleddelllN

Tubortas ptlnclpal.. y &OC
Do2,3a 10

0.586 Hasta 25 Hasta 50

0.15a20 0.5a6

Particularidades de la aplicación práctica de cilindros neum.iticos La presión de trabajo de un cilin dro neumático o aparato receptor será siempre infe .. rior a la presión nominal de la red, para así compensar las oscilaciones que puedan darse en e l circui to por la conexión de otros aparatos conectados a 1a red. Con carácter general, los cilindros neumáticos se elegirán e n relación a 1a maniobra a realizar, incrementándolos entre u n 25 y u n 30 1¼> respecto a su valor teórico de cálcuJo. 34 • 4' Ediciones Paraninfo

Los agujeros del distrib uidor y resto de aparatos auxiliares y de control tPntir.i n PI mis mo p:1s.o 'lllP lo.~ ~enjPrns. rlPl rilinrlm nPnm:ltirn,

r / / / /7 / / , / ~/ / / V/, / / // / / / , ' / / / ./ / /,, 1// / Y ./ , /// V/ ./ .,, /. V// / . / . / /// V/ v . / 1//, '/ / , ,,.. . / :...,.---_> _:.......--;- ｾ＠ 1// v .,,, ｾ＠

..,,,• .,,....,,,..

3 .000 2.000

(j'

El distribujdor te ndrá u n agujero (vía) de diámetro no ÍIÚerior al agujero de alimenta ción del cilindro neumático. Cuando se desee la máxim a velocidad d e respuesta de un cilindro n eumático, se ten .. drán en cuenta las siguientes consideraciones:

. ..,,,

5 .000

2.500

del orificio

,1

1-1-

8 .000

6 .000

10 mm de dit;metro

9

La velocidad d epende de la aplicación. Hay movimientos q ue deben ser muy rápidos, m ientras q ue otros tiene n que ser muy lentos. • • •

Una velocidad muy rápida es la que está en tomo a 1 m/s. Una velocidad m edia está en torn o a 0,3 a 0,5 m/s. Una velocidad es lenta o pequeña cuando es~ 0,1 m/s.

Long;tud máxima de un cilindro: Superadas u nas d eterminadas medidas, no es aconsejable su ut ili.zac:ión y deberá sustiL1.1irse por otro medio mecánico q ue lo sup la. La longitud máxima de u n cilindro es 2 m.

Fuerza R roJJli2ar por 1111 cili11dr1J 11eumátia1: Como ya se ha indicado, los cilindros neumá ticos están lim itados en la presión de u ti .. Hz.ación a un máximo de 10 bar, por lo qu e también está li mitada la fuerza máxima que p ueden desarrollar. De acuerdo con este criterio, un cilindro neumático (grandes dimensiones) no debe superar una fuerza máxima de 45.000 N (4.500 kp).

Dimensionado aproximado de las válvulas e11 función del cilindro de que se tmte: En la Tabla 1.10 se estiman de forma aproximada los valores d e las med idas de los agujeros de las válv ulas (distribuidores y otros elementos de regulación) de accionam iento en función del diámetro del émbolo del cilindro.

«'.I Ediciones Paraninfo • 35

Neum(rfica

Tecnología y circuitos de opHcoci6n de neum6ffco, hl'dr6ulico y eleetn'ddod

Tabla 1,10. Medida de los orificios de las vátvulas en función del diámetro del ,mbolo del cilindro.

D-ro del-lo del dllndro mm

Hasta 12 12 a 25 25a 50 50a 100

100 a 200 200 a 320

·-

-dolorlftclo

M3

M5

G 1/B G1/4 G 112 G314a 1•

Formas de fijación o andado de un cilindro Las imágenes representadas en la Figura 1.18 muestran algunas de las posibilidades d e anclado d e cilindros neumáticos.

80 200 Hasta 500

Hasta 1.140 Hasta 3.000 Hasta 6.000

Los cilindros neumáticos: En e] mercado hay cilindros neumáticos de diversos tipos, medidas_, secciones, formas constructivas y procedimientos de fijación o anclado, algunas de los cua]es se representan en la Figura 1.18. A la longitud del recorrido del vástago se denomina carrera. La maniobra o movimiento de salida del vástago se llama ida o salir, y a la maniobra

Regulncüín de In wlocidnd: La velocidad se puede incrcmcnmr con escapes rápidos y mayores dimensionados en las tuberfos y en las válvulas. La velocidad puede reducirse con reguladores de caudal u.nidireccio11ales_, reguladores bidireccionales con silenciador montado sobre los orifi. dos de escape de las vá lvulas_, reduciendo secciones y utilizando fre11os hidráulicos.

de entrar vuelta, entrar o retorno. Los cilindros pueden ser de "imple efecto cuando una de las maniobras se hace por el empuje del oirc y la otra por efecto de un empuje exterior (carga o resorte), y de doble

efecto, cuando los dos movimientos se hacen por la fuerza del aire neumático.

Así pues, la velocidad depende_, por tanto, de las dimensiones del cilindTo, de las vá.1· vu las, de ]os tipos de escape y de racordaje, así como del diámetro de las tu berías.

Hay cilindros de doble vástago, sin vástago, con amortiguador en uno o los dos reco· r ridos_, etc. En todos los casos, el cilindro se adaptará a la función o trabajo que deba realizar en la aplicación de que se trate.

Elementos auxiliares de un cilindro

Ante cualquier d uda en la elección del cilindro y su forma de fijación y complementos se debe consultar ]os catálogos o directamente ponerse en contacto con el proveedor.

La Figura 1.17 muestra algunos d e Jos accesorios que utiliza un cilindro para su apli• cación práctica en una determinada aplicación.

l. Cilindro ne umático. 2. Horquilla.

3. Arrastrador macho. 4. Arrastmdor libre., macho. 5. Chamela libre, hembra.

6. Perno.

Figura 1.17. Cilindro con sus accesorios de fijación por ambos extremos. 36 • 4'.I Ediciones Paraninfo

Figura 1.18. Otferentes formas da fijación de un cillndro neumático.

La Figura 1.19 muestra formas normalizadas de anclaje y fijación de cilindros neumáticos, según la normas ISO 6431 y CETOP RP 43P. 4'.I Ediciones Paraninfo • 3 7

Neum6tlca

Ttrenolooto y circuitos dtr oplicoclón de neum6tfco, hidl'6ullco y electricjdad

Sfmbolos referidos a distribuidores A continuación se muestran los distribuidores más empleados y sus formas de accionamiento.

ｾ＠

Fl)acl-t, po, oscuadras

ITw

Fl)acl-t, po, brida delantera Horquilla

ｾ＠

ｾ＠

Fljaci-., por brida trasera

cabéza arUculada

F1jacl-A osc11anl8 macho

R-tula esftlca

ｾ＠

ｾ＠

R-tula plana

Fljacl-A oscllante h&mbra

ifl:f8ｾ＠

Fljacl-A oscilante macho

,;trrll ｾ＠ｾ＠

FIJaci-A oscllante hembra

FIJacl-A oscilante po, mLI-fl

.

AJaci-A osollante macho 90¼

ｾ

,.,

.

·.

Ｎ＠

.

'

Montaje

·

.

Figura 1.19. Algunas de las posibilidades de anclaje y a.pllcaclón de cilindros neumáticos.

1.5.2. Distribuidores Lo!-: di!-:tribuidores son elementos de maniobra con lo!-: que !-le puede seleccionar el camino que va a llevar el aire a presión y el aire que se pone a escape en las maniobras que realizan los cilindros neumáticos u otros aparatos. también estudiamos el funcionamiento de diversos dis tribuidores., lo que nos ayudará a la mejor comprensión de los circuitos neumáticos.

38 • CI Ediciones Paraninfo

w mJ

Olstrilluldor de 2/4v. Olstrilluldor de 2p/5v. Olstrilluldor de 3pl3v.

11 u;11x1

Olstrilluldor de 3p/4v. (ve, posición oontro)

IX!l~~HZI

Olstrt>uldor de 3p/4v. (ve, posición oontro)

Oistrt>uldor de 3p/5v. (ve, posición oontro)

REPRESBITAClóN DE LAS CONEXIONES EN LOS DISTRIBUIDORES

9

9 o o

manuaJ. pedal.

IS1: ,11 ,1

1111%-:I X1

Montaje

Aoclonaml&nto

Aoclonaml&nto por

Olstrilluldor de 2p.13v.

w

Flja.C>-R osc11ant& hembra

Olstrilluldor de 2 posiciones y 2 vfas (2p/2v).

Alimentación de p
Escape conect1ble.

Aoclonaml&nto manual por pulsador y resort&. Aoc:lonaml&nto por e,npuje mecánico y resort&. Aoclonaml&nto por e,npuje mecánico en de$Jlzamlento y resort&. Aoclonami&nto por elecll'olm4in y resort&. Aoclonami&nto mediante pmslón y resort& Aoclonaml&nto por electroimán para las dos posiciones. Accionamiento por &fécto n&umátlco para las dos posiciones.

ELEMENTOS DE SEGURIDAD

Escape no conectable.

Válvula de simultaneidad.

Conexión de tubería

Pulsador blmanual para mando de

p
CI Edlclol'\ls Paraninfo • 39

Ntum(rfica

Técnologío y circuitos de opllcáci6n de neum6óco, hl'dr6ulico y eleetn'cidod

Formas de accionanúento de distribuidores

Distribuidores

Los dh;tribuidores tienen diversas formas de accionamiento, lo que permite diversificar las maniobras en función de] nivel de automatismo q ue se elija para eJ circuito.

Representación gráfica y simbolizada de diferentes tipos de distribuidores.

1. ACCIONAIENl'O IIANUAl O

u

e oc J=C 2=C

Símbolo gener.,I, •In Indicación del tipo de accionamiento.

Aoclonamlento Indirecto $8'VOpllotado, meclante aplicación de p,eslón en la válvula servopllotada.

Acclonamlenlo por pulsador.

A
Accfonamlenlo por palanca. Accionamktnto por pudoll.

2. ACCIONAIIIENTO MECÁNICO

Acdonamktnto por leva. Acdonamiento por muelle o resorte. Acclonamlenlo por roldana Acclonamlenlo por

roldana escamoteada, trabajando en unsenlldo. En el otro sentido, no.

a. ACCIONAllll!NTO NEUMÁTICO

--e -C]J--

3. Acc:IONAlalffll NEUIIÁTICO (conll...ad6n)

Acclonamktnto por efecto directo, por madlo da apllcaclón por presión. Acoplamiento por medio de escape en el pilotado. Acdonamiento por madlo da presión diferencial.

1. Distribuidor de dos poslck,ne& y

dos 11fas (2p/2,I) Dos posiciones para el distribuidor.

1. Pilotado por X - Presión 1-2. 2. Pilotado por Y - No hay presAón.

A

x[IT;Jv p

4. ACCIONAllll!NTO IÚCTRICO 2. Dtllr1buldor do d. . poolclonoo y

,,.. vfa (2p/3v)

A
2

Posición X - Presión en 1 (no presión). E""8po 2-3. Posición Y - Presión 1-2. No hay escape.

Accionamiento por dos electr~manesyef9ctoen~ mismo sentido.

xGí]L]v 13

Accionamiento por dos electr~manes de efecto y sentido Inverso.

S. ACCIONAIIIENTO CO•IIADO Aoclonamlento mediante eleclrolmén y válvula S8'VOpllotada.

A
A

B

~)Sl EA

P

EB

3. Distribuidor de dos poslck,ne& y ctnco vfa (2pl5v) Posición X - Presión P-A. Escapo A-EA. Escape B-EB. Posición Y - Presión: P-8.

A
4. Dtllr1buldor do lnNI poolctoneo y ctnco vfa (3pl5v) Posición de reposo - No presión en la utllzaclón. Escapo A-EA. Escapo B-EB

Posición X - Presión P-A. Escapo 8-EB. Posición Y .... Presión: P-B. Escapo A-EA.

xj,\IU,U 1/41 Y

No Hé detalla la íorrna dé at.'Clonamiento de tos d i~t:n'bu:idorl!11. 40 • '1'.l Ediciones Paraninfo

'1'.l Ediciones Paraninfo • 41

Técnologío y circuitos de opllcoci6n dtt néum6ffco, hl'dr6ulico y elttrtn'cidod

Neum(rfica

Distribuidor 1

Distribuidor 3

a. Distri bujdor de 2 posiciones (p} y 3 vías (v} con accionannjento manua I e n un sentido y retomo a 1a posición de reposo por resorte. Símbolo n eumático que represen ta al distribuidor de 2p y 3v. b. Figura de funcionamiento de] distribuidor, representado en posición de reposo. Por (1) llega la presión d esde el circuito de alimentación. La vía (3) está comuni• cada con (2), por lo qu e cumple con la misión de descarga (vaciado). c. Figura que representa al distribuidor accionad o. la presión q ue llega por la vía (l) tiene paso a través de la vía (3) para alimentar el cilindro u otro elemento. la vía (2) queda b loqueada.

Distribuidor de 2p }r Sv, con pi1otado neumático para un sentido y retorno a la posición de reposo por resorte .

ｾ＠

::,

(a)

1.

i (b)

"/

.1.

e- -• ,.---

(b)

.

""

(a)

(e)

Figura 1.22. Roprosontaclón de un distribuidor do dos poslclonos y cinco vías c,on retorno por resorte. Sfmbolo y funcionamiento. (e)

Figura 1.20. Representación de un dlstrlbuk:lor de dos posiciones y tres vías. Sfm.bolo y funcionamiento.

a. b.

Distribuidor 2

c.

Distribuidor de 2p y 5v con accionamien to (pilotado) neumático en los dos sentidos. El distribuidor es biestable ya que queda siempre la corredera e n la última posición pilotada, aunque cese la presión de pilotado. S(mbolo neumático d el distribuidor de 2p y 5v. b. Esta figu ra m.uestra e1 funcionamiento de] distribuidor representado entran do aire de pilotado por (B), con lo q ue la presión de la red entra por la vía (1) y sa le por la (2), mientras q ue por las vías (4) y (3) se hace el escape de la utilización. La vfa (5) queda bloqueada. c. Croqu is que representa a l distribuidor con la corredera accionada por (A). Por la vla (1) entra presión de la red, sa liendo a l circuito de uti lización por la vía (:>) mientras que por las vias (2) y (5) se hace cl. escape del lado de la utilización. Esta última parte del circuito queda sin presión. la vía (4) queda bloqueada. a.

Símbolo neumático. Croquis de .funciona.mie nto del distribuidor, representado e n posición de reposo. Croquis que represen ta al clistribujdor p ilotado por A. Al cesar la presión por A, la corredera vuelve a la posición de la representación (b).

Distribuidor 4 Distribui dor de 2p y 5v con pilotado e lectro-neumático en un sen.tido y retomo a la posición de reposo por resorte.

(cJ

A

EV

1

(a)

(e)

Ftgura 1.21. R8pr8$éntaclón de un dlsutiuldor de dos posiciones y cfnoo vías. Sfmbokl y funcionamiento. 42 • «'.I Ediciones Para ninfo

!

Figura 1.23. Repr&&entaclón de un dlstr1buklor de dos posldooos y cinco v1as con pllotado el.ectro-

ne,umátlco. Símbolo y fl.Jnclonamlento. «'.I Ediciones Paraninfo • 43

Tecnolog"ia y drcuitos de opficoción de neumóóco~ hidráulico y electricidad

a. b.

c.

Neum6oca

Símbolo neumático. Figura de funcionamiento del distribuidor, representado en posición de reposo. Figura que representa al distribuidor pilotado por (A). Al suministra,·le corriente eléctrica a la electroválvula, deja pasar la presión de pilotado hacia (A), para que la corredera haga cambio de posición. Cuando se desexcita EV (electroválvula) la corredera vuelve a la posición representada en la figura (b).

a. b.

c.

Distribuidor 5 Distribuidor de 2p y 5v, con pilotado electro-neumático para las d os posiciones del distribuidor.

,.¡ . B

B

Figura q ue representa el distribuidor de 2p y 5v con pilotado neumático diferencial. Símbolo neumático que representa al distribuidor con tres posibilidades de ma.niobra: • Pilotado por A. • Pilotado por B. • Pilotado por A y B al mismo tiempo. En este caso, por presión diferencial, es como si estuviera pilotado por B. Símbolo neumático que representa el distribuidor con dos posibilidades de ma.niobra: Pilotado permanente por A. Equivale a un resorte mecánico. Pilotado por B y permanente por A. Por presión düerencial, predomina B.

Distribuidor 7

Distribuidor de 3p y 5v, con po5iáón normal de reposo en cenlro cerrado.

"

Figura 1.24. R&presenlacióo dé un distribuidot dé dos posiciones y olnoo 'Jías con pilotado el&etr<>neumá1loo que 8$ ble$table. Sfmbolo y ~ -

a. b.

Símbolo neumático. Las dos posicion es del distnouidor se consiguen por pilotado electro-neumático, quedando la corredera en la última posición pilotada, por Jo que la corredera es biestable. Una vez seleccionada )a maniobra puede desexci• tarse la electroválvula, ya que no habrá cambio de la corredera hasta que no se haga u na nueva se.lección de la maniobra.

(a)

Figura 1,26, Representación de un
Distrib uidos 6 Distribuidor de 2p y 5v, con pilotado neumático para ambos sentidos por presión normal o diferencial.

neumálloo qu& éS bl8$tablé. Símbolo y fundona.nietllo.

a. Símbolo neumático en el que pueden verse las tres posiciones posibles en el distribuidor y que se representan gráficamente en tres figuras. b. Distribuidor representado en posición de reposo (centro cerrado). c. Pilotado neumático por A. d. Pilotado neumático por B.

1.5.3. Válvu las Figura 1~25. Representación de un dislr1buldor de dos posiciones y cinco vfa.s con pilotado neumá11oo. Sfmbolos que rep,esentan dos fo
C) f.diciones Paraninfo

Las válvulas son aparatos destinados a abrir o cerrar el paso de los fluidos, pudiendo ser pilotadas de forma manual o automática (electricidad o aire neumático). En las Figuras 1.27 a 1.33 se muestran diversos tipos de válvulas. C Ediciones Paraninfo • 45


Neum6nca

Representrrción de diversos tipos de válvulrrs: La Figura 1.34 muestra tres vá lvulas de accionamiento manua l como las q ue se encuentra n en el inicio de muchos drcu.i tos neum áticos.

Figura 1.27. Válvula de oompuerta.

Figura 1.28. Válvula de asiento.

Figura 1.29. Válvula de mariposa. Figura 1.34. Válvulas de accionamiento manual.

ｾ＠

- ~A gura 1.00. Válvula de ..l era.

Agura 1.32. Válvula dlr&Cta pllolada neumáttcamente. Sin pllOU>do, hay paso de ftuldo. C<>n pllotado de la válvula se Ciefra el paso de fluido.

A gura 1.31. Válvula antlrTetomo.

A continuación se muestra la representación simbolizada de di versas válv ulas de accionamiento manua.1, eléctrico por electroimán y neumático.

Figura 1,33. Válvula lnw¡rsa pllotada neumátleament&. Stn pilotado no hay pa$0 de fluido.

Cada tipo d e válvula se util.izará en fu nción del tipo d e fluido d e que se trate.

Las válvulas vienen marcadas por su diámetro (en p ulgadas y/o mm) y la presión nominal a que p ueden trabajar.

El material con el q ue están construidas las válvulas depende de la utilización q ue se les vaya a da.r, como: líquidos corrosivos, agua, petróleo, aire, etc. Las hay en fu ndición, latón, bronce e inoxidables. En loscircuilos neu máticos podc'lt1os cnconlnr vá lvulas de muy diversos tipos, qu e per,.

miten hacer muchos combinaciones, olgu nas de las cuales se mue:stron a continuación. 46 • O Ediciones Paraninfo

Vélvula da accionamiento manual. Sllrbolo general.

Válvula de b'es vías. Accionamiento manual E.ntrada por 1, salida por 2.

Válvula de dos vras de acdonam'8nlo manual.

Válvula de tres vías. Accionamiento manual Entrada por 1, salida por 3.

Válvula de dos vfas. Acelonamlento neumático.

Válvula de cuatro vfas. Accionamiento manual. E.ntrada por 1, salida por 3.

Ejemplo: válvula de asiento de diámetro( = 2") y presión nominal (PN25).

+

Donomlnecl6n

Válvulas de tres vfas. AlslamkMlto total.

Válvula de cua1ro vfu . Accionamiento manuaJ. Entrada por 1, salida por 2.

Las válvulas p ued en ser acopladas a las tuberfos u o tros elementos d e la instalación por medio de b1·idas o tuercas en el caso de ser de pequeño diámetro.

Las dimensiones de las válvulas se ajustan a las normas. las más u tilizadas son Jas DIN.

llmtiolo

1 mliolo

Válvula de cuatro vfas. Accionamiento manual Entrada por 1, salida por 4. Habrá una qt,ln!a posición en la
+. +.

Vélvula de iros vfas. Acclonamlen!o eléc!Jlco.

Vélvula de tres vías. Acdonamlento neumático

Válvula de dos vfas. Acclonamlen!o por cjllndro oscilante.

O Ediciones Paraninfo • 4 7

8

Tecnologio y circuitos de aplicación de neumóóco, hklróulico y electricidad

1.5.4. Análisis de los principales aparatos neumáticos En este apartado se hace un pequeño repaso de los principales elementos que intervienen en los circuitos neumáticos. Cuanto mejor se conozcan, más fáci] resultará desarrollar e interpretar esquemas y mantener instalaciones. APARATOS

-

Neum/sriea

-TOS iiiiiil1icoi 2

cw a

Las hay do muy chersas fonmas do dom>, talos

como: mariposa. ~erta, estera. asiento, etc. Su finalidad es aislar" circuitos cuando así Interese, cerrando el paso del ftuido.

:ncoat

FILTRO

Ceraclltf

Se c:olocan al prinda)io de la ln$11lad6n, y su flnalldad es ellmlnar las "'1)urezas "'e ｾ＠ llevar ol aire neum.éllco, como c.ascatlllas, viruta.a. pinturas, al&lant9S, óxldOL uocros mat8flalos que puedan dl-

COMPRESORES DE AIRE

Yo

Eleme1110 principal de la ln s - en el que .. pone el aire atmodlllloo a p,9Slón, para sumlnlSlJ'arlo al clra.110. Hay dlf9""11ac tipos de corl1)facorac, a saber: De 6rnbolo: oomprasor de plslón y C0"1lfacor de diafragma Rotatlv..,:compresor de pistón y cx,mprosor de diafragma.

flcultar el correcco landonamlento de los mó\/llos de los apa,al0S hay on los ctcultos

TUrbocompnisor: radiales y axiales. El aire a pmsi6n se suministra entre 4 y 8 bar.

IIANORREDUCTOR (REGULADOR DE PRESIÓN)

"'º

'

'

L,. _ _ .,

DEl>ÓSITO ACUIIIULADOR DE AIRE COUPR. .100

El acuffllJlador es un reclP*'(e a,ya misión es aaegurar la regularidad del servicio, de manera "'e no .. den fluctuadonN en la pr&s:lón de Ml'lkk>. o que 8llal Man do peqool\o valor, para no afectar a la utllt"1dón.

TUBERIAs DE DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRMDO Las rubelfas de dlsl~buclón del an slompro quo sea posible se realzarán aplicando los siguientes criterios: Tendrén W\a pendiente de 20 a 30. para conducir el agua do condensaol6n y ovac<1alla. L"' d - e s se 18C:Or4n de la parte suporta< de la !Iberia de d1Slr1bud6n. Los tendr4n ol d i - que eoución conviene que sea cerrada para homogoogl?ar el suministro.

4

... _ _ J

-<>-

1.-

SEPARADOR DE AGUA (PURGADOR). SECADOR DEL AIRE COMPRIIIIDO

El aepo,eclo< de egua tiene por -ldod ellmlnar ti agua condensada que acampana al aire. El aire hll,,_ P9'1udlca a las IIJborlas do a08fo (corrosión) y a los apualOC. Hay clrcLl"tSCanelas en las que et ah debe estar totainerte seco, al que se denomina aire de rlstrumentaclón. Para

-ta

conseguir esae aJre se utlllzan sec::ador8s de aire.

Los finales de red acumulan l>Jmodad (agua). Atend6n a la u!llzaclón en él éXlér1or dé aire hllmado y con t...,_aa.ns balas< 4 'C, ya quo puodo congelarse.

48 • O &1iciones Parani nfo

1111oaa

VÁLVULA MANUAL

.,,_..tos

Elemento muy lmponanta e,n el circulo neumático que dene la flnaldad de regular la presión a que debe trabajar el clru*o. Nonmalmente, la presión de la rod de d i - es mayor que la que neo&-

5111 la lns!alaclón. razón po< la cual las p,911ones se

ajuctariln a la nocacldad por modio do aparato. La presión se mido y Nllala con un apanllo Indica· dor de la p,oslón denominado manómolro. ENGRASADOR (lubricador) El aire de las 1Uberfas generalmente es txlmedo. Esta humedad es causa de la oxidación de los aparatos del circuito, y a vec:M, de su lnectr8clo runcionamlento. El engrasador. como la palabra lndi~ tiene la flnalldad de engrasa, el aire y por .., meclo, los demás elementos del c:1,a*o para p.......,,.rtoo de la oxldadón y lacllltar su bldonarnlon10. DISTRIBUIDOR 1

""'' so trata de un d1Slr1buldor do dos poslc:lonos

_.._

(2p) y tros \/las (3v) con aoclonarnlon10 manual. Al poner el distrtJúdor en una posición, penn~

-

ce en ella ml9nlras no se accione maruamente la manéla o pal~ bien sea de forma manual o au-

tomiltlca.

TIC083

DISTRIBUIDOR 2

Olstrlx.lldor de 2P y 5v oon acclonanieno manual por palanca. La &eleoclón o carrtio de maniobra se hace de forma manual, accionando la palanca.

Cl Ediciones ~ i nfo • 49

__

Neum6nca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electricidad

..,.._

81mbolo

(Vie:11e de la págilltt miteri.or)

APARA108 NEUIIATI008 3

...

(Viene de In pdgiM a,:ferior) APARATOS NEWÁTICOB 4

Bfmbolo

Aparato

DISTRIBUIDOR 3 Distribuidor de 2p y 3v oon accionamiento manual po, J)
ANTIRRETORNO

Su flnalldad eo la de Impedir una aobrepreslón en el

DISTRIBUIDOR 4 Distribuidor do 2p y 3v con acclonamlonto por ompuje mocánloo. Sgual fUnclonamlento al seMalado para el aparato ante11or.

....

;,)

APARA108 NEUiiATI008 •

•

Cen--

ELECTROVÁLVULA 2 Equivalente a un dlsttlbuldor do 2p y 2V. En una poolclón hay paso do nuldo y en la olra hay paso do nulclo.

a 81mbolo

, ,~,

ELECTROVÁLVULA 1 Equivalente a un dlsttlbuldor do 2p y 3v. El ftuklo que ltega por el otlfldo lnf'erlor, en una PO· slelón salo por la derecha y on otra posición por la Izquierda. Esta electrováJvuta se emplea QOOeralmente para Circult06 oon fluklo lfquklo. Si se emplea en oo clr· culto neumAllco, se utlllza cuando se emplea para grandes caudales.

SO • O Ediciones Paraninfo

circuito po, retroceoo del ftuldo ompujado por paltes móvllos del clrcufto. El antlrrotorno puede dlsponor do roglajo fijo o ve,. rlable para ajustarlo a las nooesldades rea.l,es del circuito.

DISTRIBUIDOR 5 Distribuidor de 2p y 3v con accionamiento por eleotrolmán. cuando se excita la bobina, el dlstrlbuklor cambia de posición. Al oortarso la comento, el distribuidor vuelve a su posición lnlclal, accionado por resorte. DISTRIBUIDOR 8 Distribuidor de 2p y 5v con accionamiento por electroimán y retomo a la posición lnlclal por resorte.

no

Ce_,.....

SILENCIADOR Al salir el aire n8'1mátleo (comprimido) a la aJmó&. lera a trevés del escape, p,oduce un "'Ido agudo que puede llegar a ser molesto. Puede silenciarse o recklcfrse con este aparato.

REGULADOR DE CAUDAL Cuando se desea controlar una maniobra haclén~ la más lenta o más rápida, se Intercala en el circuito

un mgulador do caudal, por modio del cual so rOQula el paso del fluido en cantidad (caudal) y tiempo.

APARATOS NEUMÁ11COS 5

Aparato

-.

<:en--

SELECTOR DE CAUDAL Este aparato dispone de dos otlftdos dé llégada y uno de salida SI el nulclo (presión) llega por uno do los punl0$ 1 o 2 Indistintamente~ siempre queda a&éQurado él camino de salida por 3, al deo¡llaZars& el olllurador en el sentido del punto que no tiene pr&s:lón. SI llogan do$ presiones, siempre tendrá paS<> la mayor presión por eleeto diferencial. REGULADOR DE CAUDAL EN UNA DIRECCIÓN Cuando el fluld<0 llega a 1, debe pasar necesanarnen, te por &I regulador de caudal, po, Impedir ol posodlrecto el antlrretornoque está conectado en pa,alelo. Cuando el fluido llega por 2, el aire pase libremente a través del an.irretorno, que deja paso llbt'e en esta dirección. TEMPORIZADOR

Este olomonto os uUllzado on maniobras tomporlza~

dos do dotormlnados circuitos noumátfcos y que 11•· ne el siguiente funcionamiento: hasta transcurrido un tiempo, según r eglaje, no se abrirá el paso. El pilotado se haoe por medio de la misma presión que se controla.


Te01ología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electrio·dad

Neum6nca (Vie11e de la página n11feriar)

APARATOS NEWIÁTICOB 8 l!lmbolo

:!J 11...- -

tago o doblo vástago, etc.

APARATOS iiiiiiiATICOS 11

Aporam

CILINDRO DE GIRO LIMITADO

(actuadores noumállooo} Esto dpo de clllndroo ttono la pal1iC1JWldad de quo su pMo m6vll oo un eje que puede hacer girar un plllón (engranaje), un án(I\Jlo que será lnforlor a ~o•. Hay clllndros con corTedera (cremallera y r\leda dentada), y clllndroo con paleta y cámara (actuadores).

1'1co. El conjunto puedo ser ajustado a una detonnlnada presión. CILINDRO Elemento muy importanto on la mayoría de los circuitos neumáticos. Los cfllndros pueden ser de muy diversos tipos, según sea su aplicación: simple o doble efecto, con un vés--

c.-.

CILINDRO DE SIMPLE EFECTO CIiindro de slmple electo con resorte Interno. Una sol.a allmentaclón de .alre para realizar la salida. La cámara d&I resorte donde está el vástago hay que ponerla a escape. Entrará o saldrá .aire .atmosférico según realice la maniobra de &ntrar o salir el vástago. Existe una gama muy amplia de cll!ndros de simple efecto y que se éleglrán en función dé su aplicación.

Tienen muchas apUcedonos para po&lclonamlento de piezas y automa11zar procesos de fabflcaclón.

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111

CILINORO DE DOBLE EFECTO El cutndro neumático de doble éfecto precisa pmslón neumáttca para reall'zar sos dos movlm1&ntos de salida y entrada dél vástago, también llamados avance y retroceso. E)(1Ste en el mercado una gama muy at11)11a de este tipo de cilindros y que se elegirán en !unción de la

aplicación. A Igualdad de p,oolón, la fuerza de salida 8$ mayor que la do onll'ada, dobldo a quo a la sección (itll del émbolo quo actúa on la onll'ada hay quo doscontarlo la socclón del vástago.

C.-lellcea

Aporam

PRESOSTATO Este elemento de control de circuitos consiste en una mombrana quo os accionada por la p,oslón y que en función de la fuerza puede oonmutar un contacto eléc-

APARATOS NIUIII TICOB 7

--

C.-lellcea VÁLVULA DE 2p y 3Y CON ACCIONAIIIENTO MOTORIZADO En una posición, el ftuldo li
En otra posición, el fluido que llega por 1, saJe por 3.

En la parte tnferlor se representa la vátvuta accionada por medio da un motor.

PULSADORES ELÉCTRICOS Elementos eléctrloos del clrculto de maniobra, qué se accionan manualmente.

1 - Pulsador de marcha.

2 - Pulsador do paro. 3 - PI.Asador doble de desoonex:lón-conexión.

<¡> __,.Y"_

RNES OE CURSO ELÉCTRICOS

I

Elementos eléctricos del circuito do maniobra, que se acdonan mecánicamente.

CILINORO CON REGULADOR DE AVANCE

CIiindro neumático en el quo la veloddad de salida

so controla modlanto un regulador do caudal en un segundo cfllndro que contiene aceite. Al no ser práct5camente comprlmlble el aceite y si el aire, la regularldad del avance se logra con este simple prooedlmlento. Se utmza en apUcaclones muy concretas. Precisa un mantenimiento partlrular para reponer el acefte que se pueda perder con el paso del tiempo.


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-l.(-'

3,-_

1 - Fin do C1Jrso (S 1), a la conexión. 2 - Fln do C1Jrso (S1}, a la deoconexlón. 3 - Fin do C1Jrso (S 1) de deoconoxlón.conexlón.

-l.(- '


Neum6nca

Tecnología y drcuitos de opficoción de neumóóco~ hidráulico y electricidad

(Vimt tk la J)Qgi,111 anterior)

ANRAT06 NEÜIÜ•--:n,c.. --"os '=7- - - - - - - - Slmbolo

ea,,_

ｾ＠

ELECTROIIIANES (bobinas) En los drcoltos de maniobra oléctricos se utilizan relés y el8d:rováJvulas, qua son &18Clrolmanes que "'8(lan repn,sen!ados por los slmbolos siguientes:

•

-0--

---0---1 --0--, -0----·

1 - ElectrolmAn que aoolona un r&l6 o un contactor. 2 - Electrolmá.n qUé aooiona una válvula. 3 - Electrolmá.n QUé aooiona un temporizador.

4 - Mokw" monofásico para maniobras.

Elemen.f.m; de la imtalació,i dt la Figura1.J5:

l. ({ed neumática a la que se conecta una determinada instalaci6n neumática. 2. Grifo o válvula de aislamiento en estecasol de dos ,rf.as.. cuando la \'álvula es de tres vfa.s., la tercera vfa se utiJiza para vaciar la i:nstalac:ión neumática que aisla. 3. Filtro para limpiar et aire antes de pasar a la utilización. Diferentes fonn.as. 4. Válvula reguladora de presión. Dispone eJ aire neumático a la presión que precisa la aplicación. 5. Manómetro indicador de la presión. 5.1 . Presión de llega.da 5.2. Presión de utilización. 6. Engrasador o lubricador del aire,. antes de pasar al circuito de utiliuci6n. 1

7. Circuito de utilización.

Simplificación de los elementos: El esquema represenlado en la Figura 1.35 puede simplificarse en su representación de la forma que se recoge en la Figura 1.36.

1.6 . Inicio de una instalación neumática

Según sea la aplicaáón y los elementos que la constituyen, el inicio de la instalación será diferente,. así que podremos encontrar diferentes inicios de instalación a partir de una tu bería de aire neumático, como son los que se estudian a continuación.

a) lnkio de la instalación. b) Conjunto de filtro-rnanorreductor-lubricador.

©

Sólo a través de una válvula de aislamiento. Válvula de aislamiento y manorreductor. Válvula de aislamiento, manorreductor y lubricador. Válvula de aislamiento, filtrado, manorreductor y lubricador. Pueden incorporar otros elen1entos complementarios, como: fvlanómetros para señalar presiones en diferentes puntos de la instalación Secadores de aire y separadores de agua Antirretornos y válvulas de seguridad Válvulas de tres vfas u tilizando una de elJas para descomprimir la ins,. talación. Presostatos. Otros elementos que interesen a la utilización de que se trate.

0

©

0

Figura 1.36. Forma de simplificar tos e'8menk>$ del Hcio de ta instalación representado en ta Figura 1.35.

Los elementos de la instalación son lo.s mismos que se indican en el apartado ''EJe.. mentos de la instalación".

Juicio de instalació-11 2 Juicio de i11stalación 1

La Figura 1.37 representa otra forma de inicio de una instalación neumática. (Ver página sigtriente).

La Figura 1.35 muestra el inicio de una instalación neumática.

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Figura 1.35. Elementos oon que habJlualmenta se lnk:la la lns1aJaclón naumállca. 54 • C Ediciones Paraninfo

C Ediciones Paraninfo• 55

Tecnologjo y circuitos de opliccx:ión de neumático, hidróutico y electrio·dad

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P1

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01

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p asoableno

u111izacl-fl

p asoablenoa

escapo para la zackl

© Elttt~ldn. dt. lA imtala..'"iórt: l. Punto de conexión a la tuberfa con presión. 2. Válvula de cierre. Abertura y corte del aire a presión.

3. Presnatato. Permite detectar &i e l circuito e111tá. c;1

no !,ajo pml6n,

-

4.. Oi11ribuid01' de 2p y 3" oon Acdonamitnlo ma• nual 5. Manómetro indicador de la presión que tiene e l 6. Filtro de aire con eo.,.-acoadón automática de las

m,porezas recogid= 1,).: 7 bor. 7. Regulador de pl'eflión. Permite regular la pl'eflión de lie'\iiciO.

8. Manómetro indicador de la presión en la utiJización.

q.: 4,5 bor.

9. Engrasador del a ire neumétioo. Protege y l.acilila el movimiento de los aparatos y de las partes

~

P2

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_ _ _ _ _ _J

mórilet1,

10, Prtoto!t1to en et dratito de utillndón, que H

utlliu como seguridad de fu ncionamiento. Si La presión es inferior• la prevista no ee permite que entre en servicio la parte eléctria de la maniobra. 11. Válvula de a isla.miento en e l d rco.ito utiliza.dar, con po,.ici6n de descarp del circuit4 cuando ai;f intet'e'le. 12. lnioc, del circuitn de utilitt1ción.

EV1

______ _.•__ _ 1

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1

___ J1

Flguno 1.37. Otra variarte del Inicio do una lnstalaclón noumállca.

Inicio de. instalación 3 la Figura 1.38 muestra otra forma de inicio de una instalación neumática, más compleja que las anteriores por sus posibilidades de selección y acondicionamiento de circuitos. (1)

CDnjunto neu mático que permite la ¡ubida progres.i va de la prefrión en et draiito de maniobr• en e..'lte ci,oconcreto. ~mbién.epuede aplicar al circuito CM potencia, Siste:ff\l de seguridad para evitarco·

nexion8 bruset18 • i m ~ll'l8,

Para maniobra

Para po1anc:1a (aoclonarnlontos) Figura 1.38. Otra fonna de Iniciar una 1ns1alacl6n neumática.

Se trata de una forma m.is de iniciar una instalación neumática, en la 4"' se distinguen dos circuitos, a saber: a) Cirruito de potencia (gran consumo de aire neumático). b) Grcuito de maniobra (circuito de los aparatos neumáticos de maniobra).

56 • C Ediciones Paraninfo

O Edicionos i>araninlo • 5 7

Neumático

Tecnolog.Jo y drcuitos de aplicación de neumático, Mdróulico y electrio·dod

La presión en el circuito de maniobra inicia su subida en presión de forma regulada y controlada, para que no sean bruscos ]os arranques de )os d iferentes aparatos de maniobra. El equipo dispone de presoslatos en los dos circuitos. La válvula en la que se inicia Ja instalación es de tres vfas y dos posiciones, que q ue .. dan representadas arriba y que corresponden a: Posición L Paso de aire neumático hacia la u ti1ización. Posición 2. Cierre de paso de aire neumático hacia la u ti1ización. Puesla a escape del aire almacenado en la utilización. Juicio de la instalación 4

En los armarios neumáticos la aJimentación a los diferentes elementos se hace a partir de tubo distribuidor del aire neumático, similar al representado en la Figura 1.39. La instalación del armario se inicia con un grifo de dos o tres vías (para descarga de la inslalación), con posibilidad de ponerle un candado. Luego viene el regulador de presión si todos los elementos del cuadro trabajan con la misma presión que alimenta un tubo dislribuidor de cierto diámetro, y del qu e parten las derivaciones a circuitos. A partir del tubo distribuidor se inicia cada circuito o ap1icación, comenzando por una válvula de aislamiento y luego el resto de elementos. También se instala un presostato que es un elemento importante en el control y detección de la presión de suministro al cuadro. En muchas aplicaciones, la presión debe tener un determinado valor para que se permita su funcionamiento.

I11icio de 111stalaci6n 5 Empleo de depósitos acumufa.dores de aire neumático. Cuando hay una utilización con muchos aparatos que entran en servicio al mismo tiempo, o algunos de los aparatos tienen elevado consumo, o la tubería de apro";sionamiento es muy larga, se recu.. rre a la instalación de d epósitos acumuladores, cuya capacidad varía entre 0,3 y 5 m 3, dfaponiendo estos depósitos de )os siguientes elementos y características: Espesor de Ja chapa y construcción acorde con la capacidad y presión. Timbrado por el organismo competente respecto a su capacidad para trabajar a la presión de servicio que se indica en la placa de caracteristicas, que estará pegada al recipiente. Válvulas manuales de aislamiento en la llegada y salida. Válvula de seguridad regulada a la presión máxima de seguridad. Válvula manual para purgar el recipiente. Como ya sabemos, el aire tiene un grado de humedad que da lugar a que se acumu.. Je agua en tuberías, aparatos y depósitos, y que en este caso se evacua a través del gn.. fo de purga.

Válvula de seguridad

G2

l---l'>Cl------1:> Uttllzaclón

Hacia drouitos de utffizad-A

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Depósito acumulador GI

1---·D GI

0$

Presión

SIL

G3

(S) .. 1

Purga

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G

) Regulador general

Flgura 1.40. C>Gpóstto acumulador al Inicio de una o varias lnstalaolones neumátkas para asegurar

de presl-tl

un sumlnlstro homogéneo.

F1gura 1.39. Forma dé Iniciar las lnsraladol\8$ neumádcas d&sdé un annar1o neumá.tk:o. 58 • O Ediciones Paran info


m

Tecnologio y circuitos de aplicación de neumática, hidráulica y eiectdddad

.

ESQUEMAS NEUMÁTICOS CIUNDRO

-Socaónde-,e

Para efectuar el estudio de ]os circuitos neumáticos ·\ 'amos a ir paso a paso, primero con cilindros de simple efecto, para pasar a los de doble efecto con iru:orporación paulatina de diversos aparatos y componentes.

1.7.1. Estudio de un circuito básico

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Acondlc:k>namlento del aire

CiJindl'O

P-

0 1 ~ - ......

p

S • O 715 (O' ti,)

So<:cic)n. .......

F - F.-za.on-...on (O,~].

En este apartado se estudia un circujto neumático para el mando de un álindro neu.. mático de doble efecto desde un distribuidor de acc:onamiento manual.

A continuación se presenta un circuito neumáticc, y su desglose de elementos, con la finalidad de facilitar el estudio de los diferentes dispositivos que intervienen en el circuito.

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F •S p

1.7.2. Principales elementos que encontr.imos en los circuitos neumáticos F.n e-;te apart.>do estud,am<>'i algu- de Jo,; elemento,; d'i • en· rontrar en los esquemas neu1Mtic06 que se presentan a rontinwoción. lltEOUJ.OORM OE CAUDAL _ _ _ _ _ _ _ __

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Presión 0·

1 .. 2

2

0

ｾ＠ 2 V~"Vlade .. Re¡ulaoonde-enbs_,_

©

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Figura 1A1. C ircufto neumático para en mando de un clllndrod&sde un distribuidor dé aodonamlento

3 V,""'8 d e N " " " O - ~ - - t-t.y ~taoon en ..-,lldo 1 2 No hity ,eg~r,, en ...-2-1 , .. .... - - ~ • Vá_de .. a,n~ensen!Jdo21 Nohay._-.., ..<*101-2

manual.

ALTRO

El lllto llmpla el aire

.-""1lco
-··

DISTRIBUIDOR El dlSlrlbuldo< es un elemenlo de mank>bta en et circuito neum'1ioo. tal como el tmerrupoor en et drcuilO de .,.,., ddolapagado de una lámpara. El dlSlrlllAdor poctá- piolado de forma maroal, maoénlca,

ne..nállcaoeléclrlca.-

1ener diversas préSér'Udc:lnes, pero los Upo$ d e - no tienen muchas variaciones nm, sobre los IJJ8 se 88!Ullál en 8618 obra.

2VALVUM-ORNO _ _ _ _ _ _ _ ___, 1 2

0

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-·~----~ .. _.,...,,..,._

4 \JMwla :t'*"'9Jrno cuyo paso pue0I! ser -.rt0 po, la

& v.,.;..,1rr,w.....,cuy,,puop..-1o--..pori. -de-P,.-

LUBRICADOR llene et ollJ8'IVO de engrasar las partes móvles, a la vez (JJ& evita la oxldaol6n de los

MANORREDUCTOR C..mple con la luncl6n de ad_,la pn,slón de la red a la preslcln que neoesfta et cirru•o. Conviene recordar que las 11.Jberfas

elementos del clrcutto, como oonsea.Jencla de la lunedad
tendrán e1-.,sulldenteque pe,mlta que las secuendas se

60 • C> Ediciones Paraninfo

v.-.,i, ontrrvh>mO .., ....... ,.,.,,.,. et pooo de

••een ~lido 1-2 v~"""""""rrv_oo,, _ _ .. _

del an en sentido l 2 y sien,pe que se m,:,e,e U'la d-prM,6n J Vatwlil ......,.orno. con muele Pwmiis • p¡11$0 d~ a,e ｾ＠ Mnbdo 1-2 y ~ e Qt,,e t e ~ inl

ENGRASADOR o

-o-

lrB<>g-~--

·~-oo...-E~~..,

realloen en et 1 ~ prew.to.

6 V~l,1 IM"bm'tornounid=t

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estrangulación. En esee ano. hay rt-;uaaón en - 2-1

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l. VM.VUI.AI SELECTORAS Dl cacurro ___________,

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1 WM~--de-1..1--tlooo, por Xo por Y y M .,__, • • • - . . _.. Al igual

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- - Enet-da-~1porX

• Y. leróá ¡¡no,idad .. .,., _

-

o_,r......, • 61

Neum(mca


1.7.3. Diversas formas de mando de un cilindro de simple efecto

(Vie11e de la página 1111terior) 2. Vélvula de escape rápido para acortar tiempos: de maniobra. La Wlvula es pnotada por el aire a é$Ca,:>é, en el conducto A.

Esquema 1

4. BILICTORl!I DI CIRCUn'O, l'UNCIONAIHNl'O Y APUCACl~N

Selector de clroolto. Slmbolo generaJ. La presión puede llegar por 1 o por 2 y slen'C)f& saldrá por 3.

Presión por 2. Salida por 3.

-+ L>I2

o

~ · ~-J

Ejemplo
1

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'

~--.,

1>---, '

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0© ©

e,

Presión por 1. Salida por 3.

..

Mando de un ciHndro de simple efecto, por medfo de un distribuid.ar de dos posicio · nes (2p) y t res vías (3v) accionado manu almente. El distribuidor perman ecerá en la posición cambiada en tanto no se vuelva a accionar ]apalanca

Válvula de ooca¡,e rápido.

2

En los cilindros d e simple efecto, la salida o entrada del vástago se hace por la presión del aire n eumático, y e l otro movimiento por efecto de una fuerza externa (un peso o carga) o por la acción de u n resor te.

,,

J

1

--J © ©

0

Figura 1.42. Mando manual para cilindro de simple efecto, por medio de un distribuidor biestable acclonado manualmente.

El circuito dispone de los sigu ientes e lementos:

7

l . Acometida. Inicio de la insta )ación. Conexión a la red neumática con presión.

,3

2. Válvula de acciona.m iento manual

Ejemplo
o,

Ejemplo,,. epllcacl6n: En esla a¡,llcaclón, la salida 3 dol sol8clor podrá alimentarse desdo 1 (dlS1l'lbuldof) o desde 2, u ob'o origen.

3. Filtro.

4. tvfanorred ucto r. 5. [ndicador de presión. 6. Engrasador.

3

7. Distribuidor manu aI de 2p y 3v. 2

se

01

8. Cilindro de simple efecto. - Salida del vástago por la presión del aire del circuito. - Entrada del vástago por presión exterior.

ｾ＠

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1 1

1 1

P1

• 62 • 10 Ediciones P'araninfo

b

Esquema 2 • p

Representación gráfica del mando de un cilindro de simple efecto con 1·esorte interior pilotado desde un distribuidor accionado manu alme nte (pulsador). Mientras se pul· sa, se alimenta con aire n eumático 1a cámara d eJ cilindro para que eJ vástago rea lice 10 Ediciones Paraninfo • 63

Tecnologia y drcuitos de oplicación de neumático~hidráulico y electricidad

Neum6oca

la salid.,. Al d ejar de pulsar, el distribuidor vuelve a la posición de reposo y el vásta• go hace la entrada.

j

........

Presión

Presión

.....

Accionado

""

'1'

Símbolo

Escape

p

HillI]:{)

/fl.

Esca¡,e

p

Símbolo neumático

Presión

Pre:si6n

Figura 1.43. Esquema grálk:o dél mando de un d l ndro da sirnple electo desde un distribuidor acciona.do por pulsador.

Figura 1.45. Esquema grálk::o para el mando de un dlindro de simple efecto desde un dlstribuidor

pilotado por arre extaMor para las eros posiciones del émbolo del dlS1Jlluldof.

Esquema3 Mando de un cilindro de simple efecto por medio de un distribuidor de 2p y 3v, tipo

Esquemas

pulsador de accionamiento manual. Al cesar la fuerza que oprime a) pulsador, e] dis .. tnouidor vuelve a la posición inicial.

Mando de un cilindro de simple efecto por medio de un distribuidor de 2p y 3v pilotado neumáticamente (presión por aire), por medio de otro distribuidor de menor ta• lla, pero también de 2p y 3v de aa:ionamiento manuat

En este esquema se repiten los elementos átados en el ejercicio anterior, saJvo el 7 que

se ha sustituido por el 9.

El distribuidor de maniobra se situará en el lugar que más convenga al pilotado del

El conjunto filtro1 manorreductor1 indicador de presión y engrasador, se sustituye por un simbolo útúco que simplifica el esquema.

mismo.

0----f~----¡ p

e (9)

D

F R L Figura 1.44. Mando manual para d6ndro de simple eféCtO, por medio de un distribuidor lfpo pulsador

0-iXl-----l : p

(S)

e

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1

D1

F R L

Figura 1.46. Mando manual para cilindro de simple efedO pC>( mecHo de un dis.trlbuldor que está pilotado por otro dlslrlbuldor accionado manualmente.

accionado manualmente.

Esquema 6

Esquema4

Mando de un cilindro neumático de simple efecto por medio de un distribuidor de 2p y 3v accionado eléctricamente mediante un electroimán que está pilotado por un pul•

Representación gráfica para el mando de un cilindro de simple efecto desde un distribuidor d e 2p/3v biestable (la corredera queda en la última posición pilotada) y está pi• lotado neumáticamente para las dos posiciones. 64 • C) Ediciones Paraninfo

sador que le suministra corriente eléctrica.

Hay distribuidores con accionamiento mixto, eléctrico y neumático. C Ediciooes Paraninfo • 65

Neum(rfica

Tecnología y circuitos de opllcoci6n de nttumótico, hl'dr6ulico y elertn'a'dod

El electroimán abre u n paso a través del cual entra el aire a presión q ue empuja el émbolo d el distribuidor, cambián dolo de posición. La u tilización de ]os distribuidores p ilotad os eléctricamente facilita muchísimo la consecución de maniobras complicadas_, razón por la cual son muy empleados.

e 0-p- 00 -~

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Esquema 8 Mando para u n cilindro de simple efecto, con pilotado desd e dos puntos, Esquema equivalente a lámparas conmutadas en alumbrado eléctrico. El esquema de mando consta de un cilindro de si mple efecto con retorn o por resorte y saUda por efecto d e la presión, con man do por d os d istribuidores de accion amiento manual, siendo uno de 2p y 5v y el otro d e 2p y 3v. El cambio de posición de cuaJquiera de los d istribuidores hace cambiar igualmente la posición del vásrago del cilindro.

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p

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F R L

G Fig ura 1..47. Mando manual para clllndro de &Imple efecto, por medio de un distribuidor pllotedo por

º'

electrolmán, versión muy udllzada

02

L A F

Esquema 7 Mando de un cilindro d e simple efecto desd e dos d istribuidores d e 2p y 2v d e accionamiento manual (pulsador), que d ebe ser pilotado de la siguiente manera: • •

Para q ue salga el vástago, pulsar en 0 1. Mientras se p ulsa, hay alimentación a O.. Al dejar de pulsar, se corta la alimentación. Para que entre el vástago por efecto del resorte, pulsar en D2. l'vfientras se p ulsa, está abierto el escape y, por tanto, e1 vástago va realizan do ta e ntrada hasta q ue se completa. Si se deja de p u lsa.r en la ma.n iobra de entrada, el vástago quedará en la posición que se encuentre en ese momento.

Figura 1.49. Mando manual para un cilindro d& simple efeo'to con retomo por resorte, por medio dé

d0$ dlstrlbuldores accionados manuatmenté. Cualquiera de los dos qué se accioné hay modiftcaclón

en la situación del cl1Jndro.

Esquema 9 Mando para un cilindro de simple efecto, con pilotado desde tres puntos. Esquema equivalente a lámpa.r as conmutadas desde tres puntos en alumbrado eléclrico. Este esquema supone un paso más sobre el ejercicio anterior y, al igua l que aquel, consta de un cilindro de simple efecto con salida por presión ncumálica y retorno por resorte, con mando por dos distribuidores de 2p y 5v y uno de 2p y 3v de accionamiento ma.n ua l.

C1

A l actuar sobre cua lquiera de los d istribuidores de que consta el esquema, se efectúa el mando del ci1indro que cambia rá de posición. Los Esquemas 8 y 9 son más didácticos q ue pr~ctkos. Su interpretación y diseño nos ayu dará a u.na mejor comprensión de esta tecnología en lo que se refiere a los distribuidores. Retroceso

Avan00

L R F

(S) 66 • «'.l Ediciones P-aranlnfo

G 1 1---t:>O--~ - p

Figura 1.48. Mando para cillndro de simple efecto desdé dos distribuidores

accionados manualm&nte, uno para la maniobra dé salida y él otro para la maniobra d& entrada. «'.l Ediciones Paraninfo • 67

Neum6nca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electriddad

El mando del cilindro se realiza desde el dic;tribuidor 01, que se acciona manualmente (pulsador). Cuando se p ulsa 01, sa le el vástago. Al dejar de pulsar, entra. Al d ejar d e pulsar 01, la cámara del cilindro a se pone a escape al pilotarse SEL por la propia presión del cilindro y ponerse a escape. Esquema 1.1. DI

Figura 1.50. Mando manual para un clllndro do &Implo efecto con l'Glomo por resorte, por medio do tres distribuidores accionados manualmente. Cualquiera de los tres que se accione hay modlOcaclón en la situación del olllndro.

Esqucma10 Para q ue el escape sea más rápjdo, suponiendo que 0 1 se e ncuen tre lejos de a, se intercala en el circuito y próximo al cilindro una válvula de escape rápido que dará salida al aire hacien do que el vástago de C1 e ntre con mayor celeridad.

Esquema enteramente n eumático en el que 02 p il ota a DI, y este al cilindro CI . El cilindro O es de doble efecto y realiza funciones d e simple efecto. La entrada dc.l vástago se hace por medio de una fuerza externa. El vástago realizo la sa lida por efecto de la prcsi6n dcl aire sobre el émbolo de CJ.. El retorno del vástago se realiza por medio de una, acción externa, como puede ser cl efecto de una carga u otro tipo de acción. En este tipo de esquema puede instalarse una válvula antirretorno, que se colocaría antes d el distribuidor D1, a!,,i se conseguiría que una sobrecarga sobre el vástago de Cl n o tuviera repercusión sobre la presión del aire neumático de la 1·ed, El circuito neumático está protegido con una válvula de seguridad VS, tarada a 3 bar, para evitar que si la presión llega a este va lor, el ci:rcuito se ponga a escape.

e,

VER - Válvula de escape rápido. El mando del cilindro C1 se realiza por medio de un distribuidor Ol, accionado manualmente. Cuando se acciona 0 1, sale el vástago de O. Al dejar d e p ulsar 01, la cámara del cilindro se pone a escape, q ue lo hará a través del escape rápido.

,t 1 1

02

1

vs 2,5 bar

G P• 2bar Figure 1.52. Esquema para el mando de un cilindro de simple efecto d&&de un distribuidor que es

E R F

G

(S) , _-oo--o0 P

Figura 1.51. Esquema para e,J mando de un cillndrode simple efecto con resorte pormedk> de un dlsttlbuldor (pulsador) de 2p y 3v con válvula de escape rápido y sllenclador.


pilotado por otro dlst~buldor accionado por pulsador.

Esquema 12 Esquema para el mando de un cilindro neumático de doble efecto que debe ser pilotado de forma simultánea desde dos distribuidores 01 y 02, de accionamiento por pulsador, u tilizando u na válvu la de simultaneidad. La váJvula de simultaneidad tiene la particularidad de que para que el aire a presión Uegue a a, es necesario pulc;ar al mismo tiempo D1 y D2, ya q ue en caso de darse un O Ediciones Paraninfo • 69

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electdcidad

Neum6tica

intervalo, entre u no y otro accionamiento, la vá lvula de simultaneidad taponaría (cerrarla) el aire que tiene que llegar a la cámara del cilind ro.

Se trata de un esquema neumático de seguridad para el mando de cilind ros que ac• clonan prensas, p unzonadoras, pilones, cizallas u olTos elementos peHgrosos para el operario q ue t rabaja en este tipo de máquinas.

CI

Si el cilindro neumático fuera d e doble efecto, la salida de la váh•ula de simu ltaneidad pilotaría u n distrfüuidor de 2p y 5,; y este al cilindro Cl.

C1

E R F

o

G

t-~Xl--0· P

Figura 1.54. Instalación de seguridad para el mando cl9 un cilindro de simple efecto, para qU9 el opera~o

. - - - - ~i - - - - - , VS

G ------ -----------iXl---0 •p

tenga las dos manos ocupadas con la manlobra, y no pueda hace,, arras tareas al mismo lleff'C)O.

Esquema14 Regulación de la velocidad de salida y entrada del vástago en cilind:ros neumáticos de simp]e efecto. En estas cuatro aplicaciones q ue se hacen a continuación puede apre .. ciarse Ja versatilidad de los cilindros de simp]e efecto respecto a Ja velocidad de sali .. da y entrada del vástago. El esquema de la Fig,ura 1.55 corresponde a una aplicación de un re.g uiador de caudal colocado en la alimentación de ai.Te a un cilindro de simple efecto. Tanto la alimen tación como la evacuación de la cámara del cilindro se hace a través del mismo regulador.

Figura 1.53. Esquoma do sogur1dad para ol acclonamlonto do uno máquina con r1o.sgo para ol operario que trabaja con ella.

CI

Esquema13 Mando para un cilindro de simple efecto por medio de dos distribuidores de 2p y 3v, de accionamiento manual por pulsador_, conectados en paralelo. Para alimentar al cilindro Cl y que su vástago realice la salida,. será necesario q ue se pulsen al unísono y durante el mismo tiempo los dos distribuid.o res D1 y 02. Se trat.a de una instalación de seguridad, ya que para que se rea]ice la maniobra se requiere la condición de que estén accionados al mismo tiempo los dos dislnDuidores.. Si se pulsa uno y el ,o tro no_, se manda el aire a escape y no al cilind.To.

RC

Regulador de caudal

bldlrecdonal

Figura 1.55. Regulador cJo caudal bldlrecclonal (ol m lsmo en los dos sentidos).

El esquema de la Figura 1.56 corn,,,'Ponde a una regu lación de caudal en la alimentación del cilindro y, por tanto, en la salida del vástago. El retomo d<:I vástago se hace sin regulación, escape libre. 70 • O Ediciones Para ninfo

O Ed iciones Paraninfo• 71

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electricidad

Neum6nca

Esqi,ema 15 C1

Se presentan dos esquemas para el gobierno de un cilindro neumático de simplecfocLo que es pilotado desde un distribuidor de 2p y 3v o desde un distribuidor de 2p y Sv, ambos de acci011amiento ncum.átíco.

C1

Regulador da caudal unldlrecclonal

C1

Figura 1.56. Regulación dé caudal en la alimentación de arre al cllfndro.

El esquema de la figura 1.57 corresponde a una regu lación de caudal de escape de un cilindro, es decir, a la entrada del vástago, No hay regu lación para la maniobra de salida del vástago. CI

' p

p

Figura 1.59. Empleo de dos tipos de dlstrfbtJklores para una misma maniobra RC

Regulador dé caudal unldlrooclonal

Agura 1.57, Regulación de caudal en la evacuación del aire del cilindro.

El esquema de la Figura 1,58 corresponde a la regu lación individua l de caudal, tanto en la llegada de aire a I cilindro,como c.n la evacuación del mismo, La entrada y salida del vástago se reali za con regulación indep<.>ndiente, CI

Hay circunstancias en las que no se dispone del distribuidor necesario, en este caso 2p y 3v, o en las q ue interesa generali= el material para reducir el repuesto. En estos casos, hay una salida a1 problema, como la que aquf se presenta, utilizando un distribuidor de 2p y Sv al que se le tapona una vía('), con lo que el distnouidor queda convertido en 2p y 3v. El taponado de vías y orificios se sefiala con (T). 1.7.4. Representación gráfica de las maniobras de un cilindro de doble efecto El esquema gráfico represento los elementos p rincipa les del mando de un cilindro neum.ático de dobleeíecto, como esel d istribuidor, que en este caso es de 2p y 5v. Cilindro neumático de doble efecto

Aeguia
Regulador de caudal unJdlrecclonal

Flgura 1.58. Rogulaclón do caudal tanto on la aumontaclón como on la ovacunclón dol airo dol

Las partes principales del cilindro son: • Émbolo. Parte móvil del álindro que es empujada por la fuerza (presión) de] aire neumático. Por el lado d e] vástago tiene menor superficie ú til de empuje o sección que por el lado opuesto que es de mayor sección. • Cámara. Corresponde al interior del cilindro donde se desliza el émbolo y se distingue la cámara por el lado s in vástago y la cámara por el lado del vástago. • Vástago. Elemento mecánico que realiza con la fuerza de su empuje la tarea que se le encomienda (un trabajo),

cilindro. 72 • O Ediciones Paraninfo


Neum6nca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electricidad

D istri buidor neumático

Funcionanú ento

Su fi.n a l.idad es la de conducir el aire neumático en la dirección q ue convenga en cada caso. El d ü;tribuidor consta básicamente de una base con agujeros (vías) y una conedera. que toma diferentes posicion es, dos, tres o cuatro, y que puede ser movida por efecto de u n resorte, aire a presión, e mpuje manu a l o mecán ico y la fuerza de un elec-

En la posición representada del distribuidor en e l circuito del cilindro, e l aire neu mático entra por 1 y sa le por 4 llegando a I cilindro por e l lado de la cámara con vástago, estan do el lado contrario a escape a través de 3 en e l distribuidor.

troim:in.

En la parte inferior del esquema se represen ta a l distribuidor p ilotado por Y, con lo qt1c fo col'l"Cdcl'~ c..-.mbfo de posición y e.1 3'1'c q ue enLT3 por 1 ~e enc3min..-. po1' 2 h..-.cio e l émbolo por su lado libre, con lo q ue hará la salida del vástago.

Tubcrfas

Al volver a pilotar el distribuidor por X e l vástago hará su enli,ado e n el c ilindro.

Los tuberías son otro e lemento importante del circuito y s u misión es la de conducir el aire neumático.

Complementos Otros e lementos de la instalación son: .fi1trado, regu ladón, e ngrase y otros e lementos comp lementarios que iremos estu d ian do.

1.7.5. Diversas formas de mando de un cilindro de d oble efecto En los cilindros de doble efecto, los movimie1,tos de vástago, sa lir y entra.r, se hacen por medio de la presión del aire neumático del circujto.

Esquema1 Mando para u n cilindro d e d oble efecto por medio de un distribuidm de 2p y Sv accionado manualmente.

Ciindro neum:tooo

Figura 1.61. Mando dé cilindro dé doble efecto d&s:dé un dlslrlbuldor accionado manualmente.

Pilotodo

.2.+

Esquema2

Distribuidor

'==========-- Pro,i... V .,..._ PIiotado

-p

Rgura 1.60. Esquema gráfico de funcionamiento de un cltlndro de doble &facto por mecUo de un

Mando para u n cilindro de doble efecto por medio de un distribuidor de 2p y Sv accionado man ualmente (pu lsador), con retorno a la posición de reposo por medio de un resorte.

Figura 1.62. Mando d& un cilindro d& doble efecto desde un distribuidor accionado manualmente por botón pulsador.

distribuidor de 2p y 5v. 74 • O Ediciones Paraninfo


Neumático

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y elect:riddod

Esquema 3

Esquema 6

Mando para un cilindro d e d oble efecto por medio de un distribuidor de 2p y 5v con

Mando para un cilindro de doble efecto por medio de un distribuidor de 2p y 5v biestable, con pilotado neumático para los dos sentidos.

mando neumático y re tomo a la posición de reposo por medio de resorte que puede

ser mecánico (resorte) o por p resión diferencial

,e X

P~

G

F

R

L

i
11

,1:

e, 1

1

1

Figura 1.63. Mando para cilindro de doble efecto desde un disb'íbukk>f con pa'lotado noomélico para una posición.

G

F

R

L

P ~i6)'1

e, 111

1

:

1

Figura 1.66. Mando para cilindro de doble elécto por medio de distribuidor pilotado n.eumáticamenlé

para las dos manlobf'as.

Esquema 4 Mando para un cilindro de d oble efecto por medio de un distribuidor de 2p y 5v pilo• tado eléctricamente. Retorno de la corredera a la posición de reposo por medio de un resorte1 una vez desexcitada la bobina.

e,

EV1

P~

G

1 F' . .._ __ !
1 _

O

1

Figura 1.64. Mando para un elllndro de doble efécto desdé un distribuidor con piolado ekSctr1oo

Esquema 5 Mando para un cilindro de d oble efecto por medio de un distribuidor de 2p y 5v con doble pilotado elécbico. La corredera del distribuidor es biestable, es decir, que se queda en la última posición pilotada. 8 pilotado del distnouid or se hace desde d os distribuidores de 2p y 3v pilotados eléc-

1 EV2

11 1

"'

1

1

P~ i
F R L

O

Figura 1.65. Mando para cilindro de doble efecto desde un disb'íbukk>f bie:Stablé, pjk>t.ado p0f" electroválvulas para las dos posiciones.

7 6 • C Ediciones Paraninfo

ner mayor sección X que Y, y por tanto1 más fuerza.

e, ~X

111

:

o ~ rv_ ___l _ _ _ .....,! P0---l>
F R L

J

(electroválvula) para una posición y resorte para la otra.

tricamente.

Esquema 7 Mando de un cilindro de doble efecto por medio d e un distribuid or d e 2p y 3v, con pi• lotado neu mático para los dos sentidos. Sin pilotado, el distribuidor está en posición Y que tiene pilotado permanente y hace la función de resorte. Cuando se pilota X, cambiará el distribuidor d e posición por te-

1...---'

Figura 1,87. Mando para cilindro de doblé e
Nottt: tsta farma de pikmldo es fffUmolmtt a un distn?nridor dt dos po,sit.imu.is cim resnrlt. Se lih1iza muello en los cirt"f.titos 1U111tufti1XJ$. Aunque 110 la n-prcsentemos, debemos saber que existe y*-' ,..,1tplea.

Esquemas Mando de un cilindro de doble efecto por medio d e un distribujdor de 3p y 4v pilota• d o por electrO\'álvulas, quedando en posición centro cerrado cuando no hay pilotado: Cuando se pilota Evt, sale el ,<ástago. Cuando se pilota EV2, entra el vástago. Si se deja de pilotar, el vástago queda en la posición q ue se encontraba en ese momento. (0 Ediciones Para.ninfo • 77

Tecnología y drcuitos de aplicación de neumático~hidróulic.o y electricidad

Neum6nca

C1

C1

EV2

p 0· -

G --O
--

F R L

U....."="-'

D

EV1

Esquema 9 Esquema equivalente al estudiado en la Figura 1.61 (Esqu ema 1). Se representa el distribuidor d e 2p y 5v en una posición (posición A) en la que el vástago del cilindro Cl está dentro, cuando se cambia manualmente la posición de la corredera del distribuidor, se alimenta e l cilindro para que el vástago realice la salida (posición B). (Poslci-4\ A)

L

ELECTROVÁLVULA D

-

siendo la de centro cerrado la poslcl6n de mposo (sin nklg6n pilolado).

E~

N

IJisbi>uidor

Figura 1.68. Mando para un cilindro dé doblé etéClo por medk> de un distribuidor de tres posiciones,

p

t

EV

¡~ º

C::·F ===='=== ======"

t l t

(Poslcl-fl B)

p

/1'

-

S1

L N

t p

ELECTROVÁLVULA

\

Figura 1. 70. Re,presentaclón teórica dé un clshtbuldor pllotado por elécl.rolmán y aplicado al mando de un clflndro de doble efecto.

1.7.6. Diferencias de mando entre un cilindro de simple efecto y otro de doble efecto C1 Figura 1.69. Representación teótlca de un distribuidor dé 2P y 5v aodonado manualmente, para aJlmentar un crnndro de doble efecto.

En el esqu ema representado en la Figura 1.71 podemos apreciar las diferen cias e ntre los dos tipos de circuitos que hemos estudiado en los apartados anteriores. Cilin dro de simpl e efecto •

Solo se alimenta con una tuberia. El dic;;tribuidor es de 2p y 3v, con accionamiento manual por pulsador.

Esquema10 Esquema equivalente al estudiado en la Figura 1.64 (Esquema 4). El esquema rep resenta e l distribuidor (D) de 2p y 5v y su pilotado por electroválvula. Se represen ta la instalación en reposo (vástago dentro). En la parte inferior del esqu e• ma se representa la electroválvula alimentada por corriente eléctrica y con el circuito dispuesto para la salida del vástago.


Cilin dro de dob le efecto Necesita dos tuberfas entre el distribuidor y el cilindro. El dic;;tribuidor es de 2p y 5v, con accionamiento manual por palanca.

C Ediciones Paraninfo • 79

Neum(rfica

Técnologlo y circuitos de opli'coci6n de néum6ffco, hl'dr6ulico y elertn'ddod

F A E

01

Esquema 2 Esqu ema igual al de la Figura 1.72 (Esquema 1) realizado de forma cLidáctica para que veamos el comportamiento de los distribuidores y e l encaminamfonto q ue t iene el aire neumático. Slmpla efecto

C1 02

-

C2

Doblé ó16CIO Figura 1.71. Comparación ontro clrcuhos para clllndros do slmplo ofocto y d(I doblo ofecto.

m

+-

OTRAS FORMAS DE MANDO DE CILINDROS NEUMÁTICOS

En este apartado se estudia n otras formas de man do de cilindros n eumáticos que complemen tan lo estudiado e n ]os apartados anteriores.

t

Esqucma1 Mando de un cilúndm de doble efecto desde un distribuidor de 2p y 5v biestable, con pilotado neumático para las dos posiciones, quedándose en la última e n que se ha pilotado. El pilotado se hace desde dos distribuidores de 2p y 3v accion ados manualmente por pulsad.ar: • •

Cuan do se pulsa 02 se selecciona salida del vásta go . Cuando se pulsa 0 3 se selecciona entrada de l vástago.

(A)

p Flgur, 1.73. Representación teórica de una manlobr.a toda neumádca, para el mando de un cilindro

de doble electo.

e,

Representación A: di stribuidor 03 cambiado d e posición (pulsado) re,,-pecto a la posi· ción q ue t iene en e l esquema, Esquema 3

02

X

01

Mando de un ciíindro de dobie efecto desde un distribuidor de 2p y 5v biestabie, con dohle pilotado eléctrico, y mando por medio de pulsadores e léctricos. Como podemos apreciar, la incorporación d.e ]a electricidad a la n eumática hace mucho más simp]e la maniobra y con más posibilidades de incorporarse a un sistema au.. tomatizado.

y

.p Figura 1.72. Mando para un cilindro de dobla efecto con toda la maniobra realtzada neumátlcamente.

SQ • ｾ＠

t4!c;;lgn@!

~'ªn!nfo

Este esquema tiene las núsmas prestaciones que el estudiado en la Figura 1.73 (Esquema 2) .

Neumático

Tecnolog.Jo y drcuitos de opHcación de neumático, hidráulico y electrio·dod

UN

i

S1 .,.,

Esquema 4

Mando para un cilindro de doble efecto desde un distribuidor de 2p y s,, pilotado por e]ectroválvu]a con resorte, cuyo electroimán está pilotado por un circuito eléctrico.

e

EV2

Se puede man dar salida p ulsando en 53 o 54, y retroceso, pulsando en S1 o 52 indistintamente. Cuando se pulsa salida, el circuito eléctrico queda alimentado en esa posi• ción, hasta que no se haga el paro (entrada del vástago). C1

F R L

P O· --;:><1--11

(S)

EV1

Figura 1.74. Mando 8'éclrico por pulsadores, para un distribuidor bi&stable accionado por

L

eléctrová.M.das.

s1E

La Figura 175 muestra un electroimán en el que se aprecian su s p rincipales elemen ..

szE

tos, como son Ja parte fija con sus orificios y Ja corredera con el resorte que lo mantie.. ne en una determinada posición mientras no se alimente )a bobina (electmválvuJa). Cuando se alimente Ja bobina, la corredera tiende a cenlTarse en el circuito magnético creado, con lo que abre el orificio inferior y tapon a eJ orificio su perior, así se manten• eirá mientras la bobina esté alimentada. Cuando se deja de alimentar la bobina, el con • junto v uelve a la posición de reposo, ta] como se representa en la figura.

EV1

S4

E

La electroválvula se utiUza para pilotar distribuidores o como un ele mento más de

KA

L

R F

'

G

.p

KA

maniobra, ya que equivale a un elemento de 2p y 3v. N

Figura 1.76. Mando eléob"lco desde dos puntos (sallr o entrar vástago) para un ciUnctro de doble

efecto.

l

Esque111a 5 ~

l

EV 3

Sfmbolo equlvaJ&nte

Flgura 1.75. Repr&se1ttacl6n dé una electroválvula.

82 • O Ediciones Paran info

Mando de un cilindro n eumático de doble efecto desde dos puntos indistintamen• te. El esquema está representado con el vástago del cilindro C1 dentro. Este criterio se aplica como norma general en toda la obra, aunque puede haber excepciones. En la parte inferior del esquema se representan los distribuidores con su posición cambiad a, para poder comprobar su funcionamiento. Mediante los dos d istribuidores 01 y 02 se puede conseguir cambiar la posición del vástago, de manera q ue si acáona Dl, el ·\ 'ástago realizará la salida Si se acciona 01 o D2, el vástago realizará 1a entrada Cada vez que se accione un distribuidor, cambiará la posición del vástago. La presión sobre el émbolo y, por tanto, la fu erza de empuje se puede modificar por medio d el regulador de presión (manorreductor). O Ediciones Paraninfo • 83

Neum(mca

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y elertdcidod

Esquema 7

C1

Mando d e u n cilindro de doble efecto desde un dislribuidor de 2p y 5v con pilotado por electroválvula para una posición y resorte para la otra. En esta aplicación1 los escapes están equipados con silenciadores (SIL) para reducir el ruido q ue se produce en la evacuación de u n volu me n de aire a presión, en su salida a la atmósfera.

e,

ｾ＠

DI

Silenciador

de escapes

SIL!

S1L2

E R F

G

ｾ＠ , t---;;><1--v· P ._-=..,_,

Figura 1.n. Mando de un cilindro de doble 8f9Cto desde dos pumos lndlsOntamente por se1ecc1on

manual. Flgura 1.79. Esquema que apllc-a sllencladores a los escapes de aire a presión en su sallda a la

Esquema 6 Mando de un cilindro de doble efecto desde un distrib ujdor de 2p y Sv con pilotado por electrová.lvula pa.ra una posición y resorte para la otra. En esta aplicación, los escapes colocados en el distribuidor están regulados por medio d e un RC (regulador de c..,udal) colocados en los escapes del distribuidor, para controlar los dos movim ientos del vástago.

Esquema 8 Circuito neumático para el mando de u n ciHndro d e doble efecto Cl, por medio de un distribuidor 01 de 2p y Sv, con pilotado en un sentido por electroimán EVl y retorno por resorte.

La particularidad de este circu ito está e n que a ambos escapes del distribuidor se les ha añadido un regu lador de caudal RC! y RC2, con lo se puede regular la velocidad d e avance y retroceso del vástago Cl. También incorpora silenciadores en ambos es· capes.

C1

RC1

atmósfera.

RC2

E R F

(S) 1

Los reguladores de caudal lo son e n un sen tido y están compuestos por u n eleme nto anti.rretorno y un regulador de caudal. La función de] silenciador es la de red ucir los elevados niveles de ruido (especia J. mente en lugares silenciosos) producidos por los escapes a 1a atmósfera d el a ire a presión que se almacena en las tuberfas, aparatos, cámaras y recipientes. El ruido es uno de los problemas a combal'ir cuando se hace el estudio de la inst., lación, espcda lmente cua ndo se trata de insta ladones complejos con muchos e lementos que se accionan al mi!o,"fflO tiempo. G 1---11><:J--V· p

En muchas instalacion es, el silenciador p ued e ir acompañado por un regulador de caudal que se coloca en los escapes de los distribuidores.

Figura 1.78. Esquema que aplica una regulación dé caudal para los dos movimientos del vástago. 84 • 10 Ediciones Poaraninfo

10 Ediciones Paraninfo • 85

Neum6rica

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electriddod

e,

Esquema 9 Circuito neum.itko para el mando de un cilindro de doble electo, pilotado desde un distribuidor D1 de 2p y 5v, de accionamiento por electroválvula y retomo por resorte. B circuito incorpora un temporizador. RC2

D1

Sil

T

ev S il

G

L-- - - --(X:,---0 ·

e,

p

Figura 1.ao. Empleo de sllendadol'es para red.dr el ruido y reguladores de caudal para regular' la

volooldad del vá<1ago.

Figura 1.81. Cillodro de doblo elecio que liono 1....-.,omado ti movtmlenlD do entrada d&I vástago.

Sil -Silenciador; RC - Regulador de caudal; 01 - Distribuidor; C1 - Cilindro; G - Gri-

Cuando el distribu idor cambia de posición al recibir una sellal eléctrica, el vástago del circuito del cilindro inici.1 su salida de forma inmediata. Esla salida se hace de forma rápida, ya que e] circuito no tiene ningún impedimento.

fo; L-R-F - Lubricador•Reductor-Filtro.

Al cambiar de nuevo la posición del distribuidor para que el vástago inicie la entrada (retorno), esla no se hará hasta que pasado un tiempo, previamente reglado en el temporizador neumático, abra el paso del aire para alimentar al cilindro.

Nomenclatura de fos aparatos que intervienen en la instalació11:

--,x:¡...

La presión que el distnouidor envfo al cilindro para que el vástago realice la entra•

Váhlula ele aislamiento. P~rq,10 de la lnstalad6n. Conjunlo en c¡uo so Inicia ti ctcullo neumAdco, oonotlttAdo Por llltro. ,-gultdo< do l)rNlón con monómotro y - .

2

-[fil-

3

--e::}

Sllondador del n,ldo producido por ol oscapo de • • noumatlco a la atmósf9ra y c¡ue puede fonnar bloque con .., regulador de caudal.

4

cztXIl1?jN

Dlsirlb!Jdor de 2¡> y sv con acdonamlonto por -..oinlén y retorno por reso,t&.

5

6

111

tJ

1

Conjuiíló riguláiloi' dt Cáudil to uná dlrOCClón, ｾ＠

T

X

p0r

una vélvula antlrretomo y un regulador d& catJdaL

1

:

Cll nclro de d0lllo ol9c:lo.

Nota; &"ta nom.entlatura ron thscriptioo 11ó se grn,ttaliw 1Hira lodos b; tSqueutJ?i;.'" para no lulotr -muy erltnsa lll o!,~ sm ,•mlJargt,, m foda esquema o circuito, CMtmtos m6s dttltls SLpmpt.>reifmttt n~jor seni para las P""""" q,,< tmba}"" sobrr planos y 1/ocumc111o< fh:nic,.,s, dado~ l
86 • O E4icioMs Pira ninfo

da se encuentra con el temporiudor y el antirretorno, razón por la cual, hasla que el temporizador pilotado por la presión del circuito no abra el paso, no se ejecutará la maniobra. La Figura 1.82 es una variante de la utilización del temporizador, que en esla aplicación se ha intercalado en el circuito de maniobra del distribuidor, para retardar lama• niobra del mismo durante un tiempo, desde que se da la señal de cambio.

Figure 1.82. Temporizador ｾ＠

empleado on ti rotardo do la seftal do mando de un clstr1buldor. C1 Edloi....., Pmninlo • 87

Neum(rtJca

Ess¡11t1tt1110 :\!ando de un cilindro de doble ef
C1

...,......... F2

~F1

11 distribuídor lJI está pilotado por un programador ml"Cániro (p
F1 = F2

Cl vá
n,,,,so.

RC2

C1

p2 • ?, dOl)Gnclert do las

socclones s y S.

---¡ 1 1 1

__ .J1

Fl1jvr1 1 lll C~lndro de dotllo er.ciO CU)'O di01robu,00< 01 OOI/I pilo
Esq11tt11a 11 S.,Jección de la fuerz.a de empuje d~I v.l
Se, Ir.Ita de un alindro de doble c í ~ cuvas caractcn•tlCilll 5<'1\C

Sccoón uhl dd frnbolo por d lodu vlo 11<>< d l,,J,, •in "·"t.\gn -.,1ag,, 4 b.lT Dct...rmJn•r el n-gl•ie • reJllt.tr en d n-gul.tdor de ¡m-,,<,n RP2 F',

=, ·p

11.5 x4 286da'1

F ; S · p,; 78.S · p ,; 286 d.tS P

'

.e s

286 S.. 1 5

Figura 1.84. Esquema neumático en el que la fuerza ejercida por 10& dos lados del émbolo es la misma.

Nota:~ se pref,•nden re1,llacimws difemrtt>s a las dt.• la ptt'Bicfo de la red, se tendrían qtu.\ pmtt.'Y ~u/adores de prt.'.~iátt en la tubt.>rfa de alinu:ntacidn pam la salitfa del vdMaR'J y en lo tubtrfd de alimenfacicfo pam la cntrodo dd v.istago (Vt:r F.~qtJL"Jna 13).

Esquema 12 Circuito neumático para el mando de un cilindro de doble efecto desde un distribuidor d e accionamiento manual de 2p y Sv. Como quiera que se requieren movimientos rápidos del émbolo, y dado q ue e l distribuidor está alejado del cilindTo, se han instalado escapes rápidos próximos a l cilindro.

Las válvulas de escape rápido VER son autopilotadas por la presión del circuito y, al estar situadas junto al cilindro, permiten u n escape rápido del aire sin te ner que hacer todo el recorrido de la tubería.

3.64 ba,

FJ ma"''9nefl'(l M2 dcl f\'Ju (l\lr de presión RP2 deb.,r.1 tn.lf'(Or 3,64 b.lr.

1 bar - 10 r,. cm - 1 dl:-1 cm 4'.I Ediciones Paraninfo • 89

Te01olog"Ía y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electrio·dad

Neum6nca

Maniobra de entrada del vástago:

C1

Pilotado del disLTibuidor accionado por e l resorte., al cortar 1a alimentación neumática a X. VER2

---,

-

J

Regulación de la presión neumática por medio de RP2. Escape normal a través de ARl.

Nmnenclatura de 1"s npnmtos que intervienen e,r la ir,stnlnción:

L R F (S) 11--t:x:l--O· p Figura 1.85. Esquema neumático que emplea válvulas de escape rápido.

Vilvula de aislamiento. Principio de la lnstalaclón.

Altrado del airo neum'11co.

2

3

Esquema 13 Circuito neumático con regulación independiente de 1" fuerza de salida y entrada del vástago del cilindro Cl.

Dllcrlpcl6n

-<>-

Engrasado del aire neumático, antes de pasar a los aparatos del clrcuho.

4

Regulador de presión. En el circuito está acompatlado de un manómetro.

5

Válvula antirretorno unktrecclonal.

6

Oi&tr1buldor de 2p y 5v con acdonamlénto por elédrolmán y retomo por resot1e.

C1

M1

AR2

7

DI

E

F ).--

a

,D..G---0· p

Ftgura 1.86. Reguladón de la fuerza de empuje del vástago en sus maniobras de salida y entrada

Maniobra de salida del vástago:

111

CIiindro de doble efeoto.

ESlflWIIQ 14 Ma.ndo de un cilindro de doble efecto (Cl) por med.io de un distribuidor 02, de 2p y 4v, con pilotado por aire desde otro distribuidor 01, de 2p y 3v. El p ilotado neu.máHco de (Y) tiene mayor fuerza que el pilotado desde (X), por lo que siempre q ue se pilote 01, cambiará la posición de 02, por q ue se trata de efecto diferencial., que ya se ha estudiado.

Pilotado del distribuidor 01 a través de X (presión neum.ática). Regulación de la presión neumática por medfo de RPl. Escape normal a través de AR2. 90 • O Ediciones Paraninfo


Neum6:Jr:a

Ttrcnologlo y circuitos dtr oplicoc16n dt ncum6ffco, hidl'6ulico y tr'ectriddad

ID MOTORES NEUMÁTICOS

e,

El motor neumático t iene d iversas uti.lidades bien sea en u_n sentido de giro o en dos. Una varfante del motor son los vibrad01·es neumáticos con bola de inercia. E.,r;quema 1

Circuito para el man do de un motor neumático con pilotado desde u n distribuidor de 2p y 3v de accionamiento manual L A F

0

El motor tiene un so1o sen tido de giro y regulación de ve1ocidad por medio de u n regu lador de caudal.

G

!'t--C>
Rgura 1,87. Olslrlbuldor (02) con pilotado neumático para las dos posiciones del dlsb'lbuldor, siendo

El esquema se inicia con un 6Jtro, manorreductor y 1ubricad or. Como puede apreciar,. se, e l ma ndo del mo tor neumático resulta muy sencillo, y es equivalente a l mando de un cilindro de simple efecto.

una de ellas por efecto diferencia!.

Esquema 15

G

Mand o para un c ilindro d e d oble efecto d esde un d istrib uidor de 2p y 5v accion ado manualmente. En a lgunas aplicaciones, cuando la capacid ad d el cilindro es muy grande, e l circui to requiere en la proximidad del cilindro, un d epósito acumula dor para que la alimen .. tación sea regular, y por tanto, la sal ida y retomo d el vástago se haga a una velocidad normal, sin altibajos. Cuan do la distancia desde el compresor es larga y la sección de la tubería escasa, y ade,. más, hay otros elementos de consumo, p uede darse la circunstancia, que debid o al gran caudal q ue se necesita puntu al mente, sea causa d e un.a pérdida d e carga para todo eJ circuito, por lo q ue es aconsejable poner un acu mulador lo más próximo a Ja utiliz..1ción.

e,

p 0--

RC2

o

o

MN

Figura 1.89. Mando manual para motor neurnátioo oon variación dé velocidad en un &entSdo dé giro.

Esqucma 2 Circuito para eJ mando de un mo tor neumático con p ilotado d esd e un distribuidor de 3p y 4v de accionamiento manual El motor tiene d os sentidos d e g iro y regulación d e caudal individu al para cada sentid o d e giro, lo q ue hace que la velocidad p ueda ser variable. Como pu ede apreciarse, el mand o deJ motor ne umático resulta muy sencillo, y es equivalente a l mand o de un cj .. Hn dro de d oble efecto .

•

RC1

F R L

C>
p o--

G F R L -D
(S)

2

D

Dep-ello

acomulador

MN Flgu111 1-8$. E"'4lleo de un depósito aoumulador de aire para compensar consum0$ elevados y punlUales. 92 • CI Ediciones Paraninfo

Flgur, 1.90. Mando para un moto, neumátlco con variación de velocidad y dos sentidos de gtro (Inversión). CI EdlclOl'\IS Paraninfo • 93

Neu m6dca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y e'ectdo·dad

Esquema 3

F AL G p G·--i:><1----t

(S)

Mando para un mo tor ne umático con dos sentidos de giro, con regu lación de la velo• cid ad de rotación para los dos sentidos d e giro La selección de rotación se h ace por med io del d islribuidor Dl, de 3p y 5v, con centro cerrado y que es accionado por las electroválvulas EVl y E\12:

• •

Motor con un sonlfdo de giro

Pilotando EV1, giro a la derecha. Pilotando EV2: giro a la izquierda. E\12 G

F

R L

PG·> -- D
D1 Figura 1.92. Mando para un motor neumátk:o con vartaclón do velocidad y control olectrónlco con un

EV1

RC1

RC2

sentido de giro.

111 APLICACIONES NEUMÁTICAS En este apartado se p resentan divenos esquemas q ue n os ayud arán a la mejor com .. prensión de los circuitos ne umáticos, sus aparatos y sus muchas posibilidades, tan.. to q ue sean circuitos enteramente neumáticos o q ue incluyan elementos eléctricos u otros.

- RCJ y RC2 - Reguladores de caudal y velocidad. - F-R·L - Equipo de acondicionamiento del aire. - MN - Motor neumá tico.

Flgura 1.91. Mando para un motor neumátloo oon variación d9 velocidad (dos &entklo& de giro).

Esqr¡ema4

Este sistema de regulación permite q ue a partir de una velocidad de consigna se pueda mantener la misma a través del equipo electrónico, por diálogo permanente con la dinamo tacométrica (OT) acoplada a l tjc del motor, al actuar sobre la válvula regu ladora de cauda l VRC. La vá lvu la VRC, además de abrir el paso al aire neumático hacia el motor, lo regu la para así mantener la velocidad de consigna.

94 • 10 Ediciones Paraninfo

1.10.1. Circuitos con maniobra neumática Esquema 1 Esquema para el m ando de un cilindro de doble efecto, que cada vez q ue se pu lsa en el distribuid or D1, el vástago realiza la maniobra d e salida y retorn o de for ma a uto• mática. Los elemen tos del circuito serian:

• • •

Equipo regu lador constituido por filtro, manorrcductor y engrasador. Distribuidor 01. de 2p y 3,· de accionamiento manual por pu lsador y resorte. Distribu idor 02 biestabl~ de 2p y 5v con pilotado neumático para las dos posiciones. Distribuidores D3 y 04 de 2p y 3v de accionam iento mecá.n.ico. Un conjunto de regu lador de caudal paro regular la velocidad de salida del vástago. Cilindro de doble efecto.

10 Ediciones Paraninfo • 9 5

Tecnologio y circuitos de aplicación de neumática, hidráulica y eiectdddad

04

ｾ＠

&

Neum6tico

Distribuidor 02 de 2p y 4,· de pilotado neumático biestable para las dos posiciones. Distribuidor 03 de 2p y 3v de accion amiento mecánico. Hace función de fin de curso. Temporizador T neumático. Cilindro de doble efecto CJ con retomo amortiguado (frenado).

r-°= ]

l

1

: ~----:----_J 1 1

1 1 1

I 1

1

1 I

1 1

1

Ct

1 1

L--: --- :----1

1

1

1

1

L

1

1

1

T

l_¡~~---4------t'.>--~-t--<.!>

+ 1 - - - - - ---'

D2

Figura 1.93. Esquema de la seouencla de funcionamiento deun clllndfo que hace ta salida lenla y la

L R F

G (S) : f--f>
entrada r.iplda.

,(.) . p

El funcionamiento seria e] siguiente:

•

•

•

•

Al pulsar en 01, a través de 03 llega abe de pilotado a 02 por X, con lo que este cambia su posición, de manera que el vástago del cilindro realiza su salida a una velocidad regulada. Al llegar el vástago al fi n al de su recorrido quedará concluida la maniobra. Será en este momento cuando quede accionado 04, quien dispone e] circuito para que p u eda real izarse el ciclo de entrada del vástago cuando así se solicite. Estando accionado 04, al p ulsar Dl llega aire de pilotado a 02 por Y, con lo que este cambia su posición para q ue el vástago realice la operación de retomo (entrada). Cada vez que se pulsa en 01 se realiza una maniobra, siempre la contraria de la anterior.

Figura 1.94.. Esquoo,a qllé lncorpofa un te«portzador para retardar la enuada del vásrago.

El funcionamiento seria e] siguiente: •

•

•

AJ pulsar en Dl llega aire¿ D2 por X, con lo que el d istribuidor cambia de posiáón y Jo dispone para que el vástago realice su salida. Al llegar el vástago a1 final de su recorrido, acciona el final de curso 03 que dejará pasar aire para pilo tar D2 por Y, operación que no se realiza• rá hasta que e) temporizador I abra e l pa.'io hacia Y. Se...á en este momento, cuando 02 cambie su posición para q ue el aire a presión llegue al cilindro para que el vástago realice la entrada. Cada vez que se pu]se Dl, el cilindro realiza el ciclo que se ha descrito.

Esquenra3 Esquenra2

Esquema para el mando de un cilindro de doble efecto, en el que cada vez que se pulsa en Dl, el vástago realiza el ciclo completo de salida y retorno del vástago después de un tiempo de haber concluido la salida. Los elementos del circuito serían: Conjunto regulador de presión y acondicionadores del aire neumático. Distribuidor 01 de 2p y 3v de accion amiento manual por pulsador. 9 6 • O Ediciones Paraninfo

Diversas aplicaciones de cilindros n eumáticos q ue disponen de émbolo y no del vástago tradicional En estos casos, será el embo]o o su prolongación exterior el elemento que mueve el dispositivo. l.

Desplazamiento de una puerta o una corredera, una bancada de máquina, etc. la longitud del desplazamiento es igu al a la carrera del émbolo. El mando es manuaJ desde u n dis tribuidor de 3p y 5v, con posición de centro cerrado, por lo q ue en esta posición, el émbolo queda bloqueado. C Ediciones Paraninfo • 9 7

Tecnología y circuitos de aplicación de neumática, hidráulica y electriddad

Neumáoca

4.

e

----

Complejo sistema para hacer que dos soportes de pistolas de pintura, se desplacen en el sentido que se indica en la figura. El cilindro tendrá la maniobra que corresponda a su aplicación.

o

..... -e:,

I•

-

1

.

Figura 1.95. Empleo de un cilindro con un solo vástago.

2.

1

e

\. . )

o

..

..;_-.;¡: '

4--

Giro de un redondo o eje, a partir de un cilindro con émbolo sin vástago. El eje girará a derecha o izquierda, según sea la posición del dislribuidor y el sentido de desplazamiento del émbolo. El mando es manual desde un distribuidor de 3p y 5v, con posición de centro cerrado, por lo que en esta posición, el émbolo queda bloqueado.

,

1

T

~-

• ·...:1:

_ _.,.

Figura 1.98. Otra apllcaci6n de un olllndro s'n vástago.

S.

Accionamiento de un cilindro de doble efecto y sin vástago, pilotado desde un distribuidor de 2p y 5v con accionamiento por electroimán para una posición y resorte para la otra, con regulación de caudal para controlar la velocidad en los desplazamientos, tanto hacia la derecha, como hacia la iz.. quierda. El vástago tiene a ambos lados un cable guiado por ruedas acanaladas (roldanas), que permiten el desplazamiento de una pieza, una persiana, u otro elemento desplazable. El émbolo tiene amortiguación en el final de ambos desplazamientos.

e,

Figura 1.96. Apllcad6n de un cilindro sin vástago para conseguir el movimiento de un tambor.

3.

RC1

Una forma de aumentar el espacio de recorrido. En este caso, muJtiplicado por dos. Un juego de poleas aumenta el recorrido del émbolo (carrera). El cilindro tendrá el mando que interese a la aplicación.

. .

1

e

/

·'

EV1

l R F

·~

'

' +--

T

--•

Figura 1.97. Aplicacl6n de un dllnclro sin vástago ampliando El recorrido del émbolo. 98 • C> Ediciones Paraninfo

G

(S) 11---IXI----<>· p

Figura 1.99. Cillndro c:on 6mbolo sin vástagc con regulación de velocidad para ambos desplazamlen11l$. C'} Ediciones Paraninfo

• 99

Tecnología y drcuitos de opHcación de neumático, hJ'dróulico y Electrio·dad

Nevm6tk.o

Esqum,a 4

CI

Gobierno de un cilindro de doble efecto, de manerJ que cada vez q ue se p ulsa el distribuidor 04 el vástago hace automáticamente la saJida y su e ntrada a continuación.

El disll'ibuidor 01 es biestable con accionamiento neumático. Se queda e n la última posición pilotada.

Pulsando en 02, se cambia la posición de 01 por X, iniciando el vástago la salida. Cuando el vástago completa su salida, acciona 03 que pilota a 01 por Y, cambiando su posición e iniciando el vástago de C1 su entrada. con lo que concluye el delo. EVI

EV2

CI

4 : 1

í - -- 1 L

A

-

JI

: 1

(9

F -

1

r-- ----------- -----' : r----- --- -~ :I 1

--- ,--,

rrin+h y

L

S I E-

PQ--

G -(>::1--'

N L

1

: 1

~¡

Flgura 1.101. Secuencia de funcionamiento de un olllndro de doble efecto en el que la maniobra es enterament& eléctrica. L M F

G

6) 1 H>
Esquema 6 p

Esquema enteramente neumático para la salida y entrada del vástago del cilindro O de forma automática. CI

Figura 1.100. Secuencia de funciona.miento de un elllnctro de doble efecto en el qu& la maniobra es

en'9fam&nte neumá1.lea.

Esqumta5

D2

Esquema equivalente al anterior, pero en este caso, en versión eléctrica. Gobierno de un cilindro de doble efecto, de manera que cada vez que se p ulsa e n St, el vástago hace automáticamente la sa1ida y su enl.Tada a continuación.

El d istribuidor 01 de 2p y Sv es biestable. Se queda en la última posición que se ha pi• Jotado, y tiene doble pilotado eléctrico por electroimán. Pulsando en 51, se cambia la posición de 01 por medio de EVl, iniciando el vástago la salida. Cuando el , •ásrago completa su salida, acciona el final de cerrera 52 q ue pilota a 01 por EV2, cambiando s.u posición e iniciando el vástago de Cl su entrada, con lo que concluye el cido, tal como se aprecia en el diagrama que acompaña al esquema.

-1---t=. I

1

1

ACI

1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1

1

1

1

_________1 , ______ _J1

1

1

1

L A F G 1 1---IXl-

0· P

Figura 1.102. Esquema enteramente neumático para el mando de un ciJlndro de doble efecto que realiza en automático el cielo de saUda/entrlda.



Neum6nca

Te01ologla y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electrio·dad

El e lemento principal es el distribuidor biest.,ble Dl de 2p y Sv con pilot.,do neumático para las dos posiciones. Al p ulsar D4 se pilot..1 Dl a través de X que al cambiar de posición se inicia el ciclo de salida/entrada del vástago de O. Para que se pu eda rea lizar esta maniobra es necesario que D2 esté accionado, tal como se representa e n et esquema. Al llegar el vástago al anal de su rcrorrido, acciona el disLTibuidor 03, q ue a l cambiar su posición pilota D1 por Y q ue cambia su posición para a limcntaT a l c ilindm para que ,-u vástago realice la e ntrada. Al completar el vástago su e ntrada, acciona a l distribuidor D2 que vuelve a suministrar presión a l d istrib uidor Dl pa ra cw ndo se vuelva a p ulsar se realice un nuev o ciclo.

Esquetna 7 Esquema q ue perm ite trabajar con dos presiones diferentes, previamente regladas a 5 u 8 bar de presión.

Posición I del conmutador Q: se acciona e l dLc;tribuidor Dl a través de EVl suministran d o a] circuito una presión de5 bar. • Posición II del conmutador Q: se acciona del distribuidor D2 a través de EV2, suministrando a l circuito una presión de 8 bar. Los regu !adores de presión R1 y R2 han sido previamente reglados. •

1.10.2. Esquemas varios (especiales) Estos esquemas. incluyen e lementos especiales y otros Auidos además del n eu mático y la e lectricidad.

Esquema 1 Mando de un ci lindro d e doble efecto desde un distribuidor D de accionamlento manual de 3p y 4v.

Mediante el conmut.ldor (Q) se selecciona la presión con la que se quiere trabajar, electroválvulas EV1 o EV2.

El e mpuje del v'á stago del c ilindro a se hace con aceite que llega desde un depósito Dep. Cuando el distrib uidor D se posiciona en 1, manda aire a p resión al depósito Dep. Esta p resión hace que el aceite o fluido hidráulico fl uya por la tubería y llene la cámara d el cilindro O, cuyo vást.lgo realizará la salida.

El se1ec tor se e ncarga de l encaminamiento de la presión seleccionada.

La ventaja de utilizar aire-aceite viene dada por ser el aceite me nos compresili]e y más

El cilindro Cl está alimentado desde un distribuidor d e 2p y Sv que está p ilot.ldo por un electroimán para u na posición y resorte para la otra.

uniforme, lo q ue permitirá una salida más regular del vást.lgo. Además, absorbe las variaciones de carga sin que apenas tenga repercusión sobre la uniformidad de lasalida y posterior posicionamiento.

C1

La velocidad de salida y entrada d el vástago está regulada por sendos elem entos regu !adores de velocidad.

N

L

ns 1

Para eJ retorno d el vástago se alimenta la otra parte de la cámara con aire, poniendo eJ distribuidor Den la posición 2. El aceite regresa al d epósito

0 _ 11 ía~ar bar ~ - - - <1 EV1

Si estan do e l vástago e n mo,1imiento, se pone e l distribuidor e n la posición C que es de centro cerrado, el vástago quedará bloqueado en la situación e n q ue se e ncuentre en ese momento.

EV2

RC2

LR F

ｾ＠

11--f>
C1 RC1

Figura 1M103. Mando de un clllndro de doble efecto con po&lbUldod de apllcarle d'os prGSlones diferentes.

Posición O del conmutador Q: no hay se1ecdón de presión para ]a utilización . 102 • O Ediciones Paraninfo

p

Rgura 1,104. c mndro oon salida del vástago empujado por aceite y entrada con empuje por aire. @ Edk iones Paraninfo • 103

Tacnologla y circuitos dt oplicoc16n dt neum6tfco, hidl'6ullco y elcctriddad

Nt&1m6rJr:a

Esquema 2 Depósito con líquido calentado por el vapor que pasa por un serpenlin. La temperatura del fluido está controlada por una caña o sonda pirométrica. Hay dos tipos de sondas pirométricas: • Sonda pirométrica directa.. Este elemento pirométrico permite el paso de vapo1·, mjentras la temperatura del recipiente no alca nce de los lhnjtes d e reglado de la sonda. • Sonda pirométrica inversa. Elemento neumáticamente contra.río a1 anter ior. No pasa vapor hasta que una determinada temperatu ra permite cortar el paso de aire. El esquema es un ejemplo d e aplicación de una sonda pirométrica directa. En esta aplicación se trabaja con presiones muy bajas. El esquema consta de un regulado1· de cauda l unido a una válvula inversa (no hay paso de vapor si la válvu.Ja no está activada). De esta unión sa1e una derivación ha .. d a la sonda pirométrica. Cuando la caña p irométrica está a escape porque detecta w 1a. lt:'UIJ:)t:'t'é:1lusa Ut:11LJ·u c.lt: Jo:s lúu..ilt:~ t:-~UtUlt:t:ido~,

ltU ] 1ay pilul'1tlu

c.lt: la válvul'1

Cua ndo sa le el vástago de Cl, tambi.é n sale el de C2, a rrastrado por el primero. En este movimiento hay una cier ta reguJación o uniformidad de movimiento, por estar C2 cargado con un Auido hidráulico. El retorno de los v~stagos se hace lentamente, a1 pasar el .flu ido de C2 poi· un regulador d e caudal RCl, de un lado de la cámara Cl, al otro d e C2.

La salida de los vástagos se efectúa cuando EV'l p ilota a D1. La entrada de los vástagos se hace cuando el distribujdor D1 v uelve a su posición de reposo (E\rl desconecrado). El cilindro regulador C2 está cargado con fluido hidráulico y está comunkada su entrada con el escape. Cuando avanza o retrocede el vástago, el fl uido hidráulico pasa d e un lado de la cámara al otro.

itt ..

versa (VI). Cuando baja la temperatura de los límites establecidos o reglados, la sonda cierra el escape y se activa la válv ula (VI) q ue abre el paso de vapor. Cuando se calienta el lfqujdo del recipiente, la sonda se pone a escape, y d eja de estar pilotada la válvula q ue corta el paso del vapor.

Sonda plrom:!!lrlca

L R F S} 1 ,--[>G
0 P

Figura 1.106. Clllndfo hidráulico complementario para regular la velocidad de entrada del vástago de otro clllndro.

Esquema 4

Esquema similar al anterior con las diferencias q ue se citan a continuación:

• •

· Vapor

•

Figura 1.105. Clrcutto neumátlco para el mando de una válvula Inversa (VI) pilotada desde una sonda plrométrlca.

Esqi,ema .3 Regulación de la velocidad de entrada del vástago del cilindro Cl por medio de otro cilindro hidráulico C2 con regulación de caudal RCI. Los cilindros Cl y C2 tienen sus vástagos unidos solidariamente. 104 • CI Ediciones Par,nlnto

l\)

Hay regulación de velocidad para la salida d el vástago Cl. No hay regulación de velocidad para el movimiento de entrada de los vás-tagos ~l. El equipo d ispone de un depósito con empuje por resorte y válvula antirretorno VAR, desde el que se efectúa la recarga de fl uido hidráulico que p ueda perder el cilindro C2.

SI émbolo dP.I dlindro C2 tiene u na válvul& tinlirretQm(l que comunicti 108 doR ladM de la cámara, y que permite el paM directo del lado i:r.quierd(l de la cám&rJ al derecho.

C Edk:lonts Paraninfo • 105

Tecnolog.ío y o·rcuitos de opJicación de neumático, hidráulico y electdo·dod

Nevmátko

CI

Oepósrtode n,ca,gadel cilindro C2

DEPósrro ,

F1uklo hldráullco Cfllndro con émbolo

OEPósrT02 Fluido hldr.!uHoo Cillndto con émbolo

G

I--D<:1--0· p 01 EV1

Flgura 1.1 í17. Cilindro oon regulactón de la veloc:ldad dé salida del vástago, por medio de otro clllndro supetpUasto, con

depósito dé recarga.

G .__ _ _ _-i>
Esqumta 5 Instalación mixta para el mando de un cilindro neumático de doble efecto, desde un distribuidor de 2p y 5v, pilotado por electroválvula y retorno por resorte. Descriptivo de la instalación neumática-hidráulica: Depósito l. Cilindro con émbolo que almacena en un lado fl uido hidráulico (conexión con Cl), y en e) otro, aire con presión o que está a vacío. Depósito 2. Cilindro con émbo)o de )as mismas características que el cilindro l. Los cilindros con émbolo 1 y 2 tendrán una capacidad útil que sobrepase en al menos

25 % la capacidad máxima del cilindro O. En situación de reposo, el vástago está dentro, por lo que el depósito 1 estará lleno de fluido hidráulico, mientras q ue el depósito 2 estará casi vacío. Salida del vástago de Cl. Cuando el distribuidor Dl sea pilotado por la electroválvula EVJ, entrará aire a presión (pn) al depósito 1, que transferirá el fluido hidráulico al cilindro O empujando al émbolo para que el vástago realice la salida. Por su lado, el fluido hidráulico contenido en la cámara del cilindro O se encamina al depósito.

Figura 1.108. Circuito que convierte una presión neumática en presión hldráuflca de Igual valor.

Esquema6 Esquema para el mando de un cilindro neumático de doble efecto con bloqueo de vástago en la posición que se desee.

Se trata de un circuito compensado, ya que ambos lados del émbolo trabajan con presiones diferentes para conseguir fuerzas iguales en el empuje del vástago, cuando los distribuidores DI y D2 están en reposo. Las presiones empleadas en este circuito serian:

p - Presión neumática de la red pl - Presión de servido.

p2 - Presión de aplicación por el lado del émbolo, sin vástago. Las fuerzas en el émbolo de CI serían las siguientes: Fl (lado 5) = p2 ·S F2 (lados) = pl · s Fl = F2;p2
Entrada del vástago de Cl. Para la entrada del vástago, se invertirá la maniobra que se acaba de describir.

Tanto la salida como la entrada del vástago están reguladas por los reguladores RCJ yRC2.

El principio de funcionamiento sería asf:

• • •


Salida del vástago de C1 a presión p2. Pilotado de EV1 y EV3, con desbloqueo del vástago de CI al alimentarse C2. Entrada del vástago de Cl a presión pl. Pilotado de EV2 y EV3, con desbloqueo del vástago de Cl al alimentarse C2. Bloqueo del vástago de Cl. El bloqueo del vástago de Cl se da en el momento en que se dejan de pilotar EVJ o EV2 y EV3. C Ediciones Paraninfo • 107

Neum6rJr:o

Teenologlo y circuitos de oplicocl6n de ntum6tfco, hidrdullco y d1tctn'cidod

Esq11cmal Ma11do para un cilindro de doble efecto desde un d istribuidor 05 biest.ible de 2p y 5v con p ilotado neumático para las dos posiciones. El cilindrn de doble efecto Cl est.i equipado co11 reguladmes d e caudal para los dos desplazamie11tos del vást.lgo por medio de RCl y RC2. La ma nfobra del c i.fcu.ilú t:S e nlt:1'i1.1n..::nlt: ne01:nálica, y su (i.nal iJaU. es co1npaJ'al'lo ccm el esquema del ejercicio siguiente en el q ue la maniobra se hace eléctricamente.

Bloqueo

VAR

El funcionamiento serfa el siguiente:

C1

s

pe

P0•-

' .,, RP .__

F R L 0G
EV3

En primer lugar, se accionará Dl para proporcionar presión al drcujto de manfobra. A l pulsaT e11 02, se pilota la electroválvula X del clistribuidor 05, que es biestable., a través d el fin de curso neumático D3, ahora accionado. El vástago inicia su salida hasta llegar a l fin de curso 04, que pilota la e1ectrová1vu1a Y de D5, prua que e] vástago realice su entrada. El ciclo concJuye cuando el vástago ha completado su entrada y accionado el fin de curso 03. Mientras que se man.tenga D1 en posición de paso de fluido, cada vez q ue se p ulse en D2 se realizará un ciclo como el que se ha d escripto.

Figura 1.109. Bloqueo del vástago de un elllndro.

1.10.3. Esquemas mixtos (elect.ro-neumáticos) lv1uchos circuitos neumáticos tienen aparatos q ue incluyen componentes eléctricos o elementos elecLTónkos como base fundamenta] de su automatismo. En este apartado se estudian 1os circuitos electro ..neumáticos que son muy utilizados en la automatización de máquinas, aparatos y en procesos muy diversos. A lo largo de la obra, el objeto principal es presentar y estudia.resquemas denominados básicos, q ue luego serán u tilizados e n la práctica de u na for ma conjunta en fun.. ción de las n ecesidades del mecanismo a automatiza.r.

02

Es importan te que el técnico o estudioso d e estas materias conozca correctamente los elementos n eumáticos y sus posibilidades de automatización, ya que de esta forma conseguirá de ellos las máximas prestaciones.

D1

Este apartado es una muestra d e la forma de automatizar instalaciones n eumáticas por automatismos eléctricos compatibles con los eleme ntos neumáticos.

L R F

Se han buscado instalaciones sencillas a base d e relés, temporizadores y fi.nes decurso, etc., pe.r o en algunos casos el esquema se com?lica como consecue ncia de tener q ue guardar memoria de maniobras que se han reilizado con anterioridad. Aunque sabemos que tiene n soluciones empicando autómah,s programables, intentamos darfo una solución didáctica por medio de relés.

108 • CI Edlclone$ P1r1nlnto

(S) 11---DG
P

Figura 1.110. Automatización de la salida/entrada del vástago da un clllndr<> con todo naumátleo.

Esqi,ema 2 Igual maniobra que el esquema d e la Figura 1.110, pero e n este caso, sustituyendo los elementos de p ilotado neumático por eléctricos. C Edk lones Paraninfo •

109


Neum6nca

El esquema queda sensiblemente simplificado. El circuito eléctrico queda d ispuesto

Distribuidor 0 1 biestable de 2p y Sv con accionamiento por e lectroválvulas E\11. y E\12

paro entraren servicio al cerrar c.l intrrruptorQ. A l pu lsar SM se alimenta la e leclmválvula EV1 del distribuidor 01, que es biestable,

paro los dos posiciones. OislTlouidor 02 de 2p y 2v con accionamie nto pOT elc,cLToválvu la para una posición y

a través del fin de curso S1, inicia ndo e l v~stago su sa lida, hasta q ue al llegar al final

retorno por resorte.

de su carrera acciona S2, y alimenta la e lect:rová1vula EV2, para que e l vástago realice la e ntrada, que se completa al accionar el fin de carrera S1, dándose por concluido e l ciclo,

Esquema neumático. El circuito de potencia es neumático,

Mientras Q esté cerrado se podrán realizar ciclos como e l que se ha descripto, cada vez que se pulseenStvL

j,_ S2

C1

RC2

RCI

$1

J_

j,_ $4

$3

H t- s

$2

+--E

DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO

01 EV1

EV2

SME Flgura 1.1 12. Sallda con paradas para el vástago de un cl1Jnd:ro.

El esquema eJéctrico se ajusta al modo de funcionami e nto indicado anteriormente.

LR F

(S) •-

L

xª.1--<'-'· p

F

11 0

-El-

N

.

----

$1

L

SM t

Figura 1.111. Clrcuho neumático con pilotado eléctrlco, equlva!ente al de la F1gura 1.110.

(1)

1--11--1>--o--.--.--...----,

· S2

KA1

KA2

S4

KA3

KA1

Esquema 3 Esquema e leclm-neumático para el mando de un cilindro d e doble efecto que realiza

las maniobras que se indkan en el gráfico. El funcionamiento serfa e l sigujente:

KA3

Al pulsar en SM, e l vástago sale hacia S2, espera un tiempo (tl) para continuar hasta 53, con nue\ro tiempo de espera (t:2) para continuar e l vástago hasta 53. Tra.nscurrido un tiempo de espera (t3), e l vástago inicia e l re torno sin ninguna interrupción. Se !Tata de un esquema un poco complicado de seguir, dado q ue se interrumpe el ava.n ce del vástago cuando se desconecta la clectr·ová lvu la EV1, para después de un tiempo volverla a ali mentar.

KA3

E\13 N

Figura 1.113. Esqtuema elllctrlco correspondiente a la maniobra reprGSentada en la Flgura 1.11 2.

110 • @Ediciones Paraninfo

@Edk.iones Paraninfo• 111

Neumádco

Tecnología y circuitos de oolicación de neumática, hidráulico y elect:riddod

El funcionamiento del circuito eléctrico sería como sigue: En la posición e n la que se representa el esquema neumático, el fin de carrera doble 51 está accion ado, Jo que permite alimentar a EVl de 01, al pulsar SM. El vástago inicia su salida, y en este tmmento, Sl vuelve a su posición de reposo, se abre e1 circuito de EVl y se conecta el circujto del resto de la instalación por (1).

C3

e,

C2

Al llegar el vástago a S2, conecta el temporizador KAl y desconecta la electrov:ilvu• la EV3, con Jo q ue el distribwdor 02 corta el paso de aire y para el ,<ástaso, hasta que transcurra el tiempo de parada. En este momento KA1 acciona su contacto tempori.. zado a la conexión y alimenta n uevamente a EV3 de 02, que abre el paso de aire para que el vástago haga otro recorrido. Al llegar el émbolo a 53, se conecta el temporizador KA2, que abre el circuito de E\13 para que 02 vu elva a posición de reposo y corte la alimentación a C1 y el vástago se pare. Transcurrido otro tiempo, KA2 acciona su contacto temporizado y alimenta de nuevo a E\13 de 02 que abre el paso del ílwdo hacia el cilindro para que complete el vástago su salida. AJ 11~.u d é111l,olu aS4, .st: t:unt:t:W d lt:mpudzatlut· KA3, tjU~ i.Wn: d dn:uilo
para que 02 vu elva a posición de reposo y corte la alimentación a Cl y el vástago se pare durante un tiempo. Transcurrido dicho tiempo, KA3 acciona su contacto tempo.. rizado doble y conecta EV3 de 02 y E\12 de 01, con lo que al cilindro Je llega aire para que realice la entrada del vástago. Al llegar el vástago aSl se abre e l circuito (1) y se desconectan todos los elementos del esquema eléctrico, quedando en disposición de realizar una nueva maniobra, que se iniciará cuando se p ulse SM.

Esquema4 Esquema para e l mando de cu atro cilindros de doble efecto que realizan ciclos conti• nuos, como e1 q ue se señala en e] programa dibujado en la parte inferior del esquema. Todo el pilotado del circujto neumático se hace desde un programador a levas. El motorreductor mueve un árbol o eje de le\'as, mediante las cuales (forma constructiva) se camb ia la posición de los pequeños distribuidores, para realizar el programa que necesita el proceso de la máquina. Todos los elementos ne u máticos del circuito están pilotados por otros elementos tam.. bién neumáticos.

Hay programadores de muchas levas con sus correspondientes distribuidores. El nú.. mero de distribuidores corresponderá con el número de circuitos a alimentar. Ejemplo de program• de funcionamiento.

1 delo Figura 1.114. Circuito neunádoo plotado por un programador a lwas, también neumático.

Esquemas Esquema para el mando de cuatro ciJindros de doble efecto q ue realiza ciclos conti• nuados como el que se señala en el esquema anterior. Este esquema equivale al representado en la Figura 1.114, teniendo como diferenci~ que el pilotado de los distribuidores que mandan a los cilindros ie lectroválvulas), se hace por corriente eléctrica


© Ej kiones Paraninfo • 113

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electdcidad

Neum6nca

El pilorado eléctrico de los distribuidores simplifica los circuitos de maniobra, hacien-

do que resu lten más sc11cillos, tanto en fa ejecució11 como en su mantenimiento. El programador a levas eléctrico acciona contaclos y estos son los encargados de alimentar o cortar la corrie nte a las respectivas e lectrová1vufas que accionan los distri· huidores y estos a los cilindros.

Ejemplo de circuilu mixto.

•

Una rejilla o prote,cción de seguridad q ue descenderá antes de que baje la

prensa y que es accionada por el cilindro C2. • La prens., que troquela la pic2a y que es accionada por el ci li ndro C3. Los elementos neumáticos de la insta1aci6n son; DistribuidoT accionado por las e lectrovAlvulas EVl y EV6 para e1 mando

del cilindro Cl. Distribuidor accionado por las electroválvulas EV2 y EVS para el mando del cilindro C2.

Distribuidor accionado por las electroválvulas EV3 y EV4 para el mando del cilindro C3. Regu !adores de presión para los cilindros Cl y C3. Tres distribuidores biestables de 2p y Sv accionados por electroválvulas para las dos

C3

C1

C2

posicim1es. Regu ladores de caudal y velocidad (Rq para todos los movim ientos.

C2

PRENSA C3 S6

G

1: i: ~;ador

ºll L

ｾ＠

C1 ~

ｾｾ＠Ｍｾ＠

11 11 Rejilla (ptotecclón) 11 11

L R

,_,_,_,_,_j

ｾ＠

F -

Programa correspondiente a un clclo

,,"

S5

1

G

S3

f--0

0--\ S4 1

11

11

u

p

N

ｾ＠

Figura 1.115. Circuito neumático pilotado por un programador eléctrico accionado por levas.

Esquema6 Esquema para el accionamiento de una prensa que consta de los siguientes elementos: •

Una mesa con soporte donde se coloca la pie:,;a a troquelar y que e s accionada por el cili ndro Cl.

114 • @EdicionesPiranlnfo

1

S2

C1 (Aprovisionamiento)

Ag ura 1.116. Elomon10s do la ln&'lalaclón o máquina.

O Edk.iones Paraninfo • 115

Neum6nca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electdddad

El funcionamiento serla como se describe a continuación:

C1

C2

Una vez que se ha puesto la pieza sobre la mesa, el operario pu Isa en S, con lo que se inicia el ciclo. Avanza la pieza (CJ.) hasta accionar S2, a continuación, baja la rejilla de protección (C2) que se completa al accionar S3. En este momento, la prensa (C3) inicia su descenso, que se completa al accionar S4., C!.ctpcrando un tiempo hasta quC! C!l contacto temporizado de KA pilota al mismo tiempo EV4, EVS y EV6, para que (C3) inicie su subida hasta accionar S6, C2 haga la elevación de la rejilla que termina al accionar SS, y C! la evacuación de la pieza troquelada, concluyendo la operación cuando se acciona el ~n decurso SI. Cada vez que se pu Jse S, se realizará un ciclo como el que se acaba de describir.

Recordamos que los distribuidores uti1izados son biestables, esto quiere decir, que quedan en la última posición que se ha p ilotado, y está n accionados por electroimanes paTa las dos posiciones. Esquema 7 L R F

Esquema electro-neumático para dos cilindros de doble efecto pilotados por dos distribuidores de 2p y 5v biestables_, que son accionados por electroválvulas para las dos posiciones y que están apLicados a una máqu.ina para realizar ]a siguien te maniobra.

G

(S),t--~J-- P

C2

Figura 1.117. Cfrcutto neumático para el accionamiento de Sos elementos de una prensa.

L

(2)

ｾ＠

F E3

e, l(•> (4)

ｾ＠

'

e,

EV4 4

EV2

1

1

03

' 02 1

S$ .

0--'\

RCI

RC2

KA

EV1

1

(SJ CI

S4

$1

'

ｾ＠

RC3

EV5

l

eve 1

01

1-{G><)---OP

Rgura 1.118, Esquema eléctrlco de la maniobra. Rgura 1,119. Circuito neumático corTespondlente a la maniobra.


@Ediciones Paraninfo • 1 17

Tecnolog.ío y drcuitos de op#cación de neumático, hidráulico y electnb·dod

Nevm6f:ico

Al pulsar en S se alimenta EVl del distribuidor 01, que alimenta al cilindro Cl cuyo vástago hace su salida (1). Al llegar el vástago a 51 activa EV2 del distribuidor 02, después de esperar un tiempo (parada 1), y el vástago de C2 inicia su salida (2). Al llegar el vástago a 52 se activa EV3 del d istribuidor 01, después de esperar un tiempo (pa• rada 2), y el vástago de C1 inicia su entrada (3). Cuando el vástago llega a 53, se activa EV4 del distribuidor 02, después de esperar un tiempo (parada 3) y el vástago de C2 inicia su entrada (4). Cuando se acciona 54, los dos vástagos están dentro y se da por concluido el ciclo de trabajo.

p

G

e,

F R
C2

l

-1'7*3· +--S- 1- ¡o --KA-1....--S2.....-KA2 -.-S3 ~

S3

-KA - 3 ,._._

s C3

02

S5

Figura 1.122. Clrcuho neumático conesponclente a la lnstaladón.

Flgura 1.120. Esquema eláctrloo de la maniobra.

L

Esquemas

·~

Esquemas electro neumáticos para el mando de una instalación destinada a elevar piezas, y luego desplazarlas en dos sentidos. 00

S6

S1 S3 5' .

SS S2

s

f-l

KA2

KAI

e,

Flgura 1.121. 9ementos de la lns!alac:16n.


Figura 1.123. Esquema e&éculco de la maniobra C Ediciones Paraninfo • 119

Tecnología y circuitos de opHcación de neumático, Mdróulico y electrio·dad

Neum6tk.o

El circuito neuntático constaría de los siguientes elementos:

Glindros O, C2 y C3 de doble efecto. Distribuidores Dl, D2 y D3 de 2p y 5v con pilotado por electroválvula para las dos posiciones. • Reguladores de caudal (velocidad) para los movimientos de salida de los vástagos. • Conjunto para el tratamiento del aire (f:iltro, manorreductor y lubricador). El funcionamiento sería como se indica a continuación: • •

C2

Al pulsar en 5, se conecta el relé KAl y la electroválvula EVl del distribuidor Dl, iniciando la salida el vástago de O, y por tanto, la ascensión de la pieza. Al llegar a la parte alta, se acciona 52 que conecta el relé KA2, y con él, EV2 de D2, que hace salir el vástago de C2. Al mismo tiempo, 52 desconecta KA1 y EVl, con lo que el ,<ástago de O realizará la maniobra de entrada. Cuando el , •ástago de C2 completa su recorrido, acciona 54, conectando KA3 y E\13 de 03, iniciando el vástago de C3 su salida y desconectando al mismo tiempo KA2 y EV2, iniciando el ,<ástago de C2 su entrada. Al llegar el vástago de C3 al final de su recorrido, acciona 56 q ue desconecta KA3 y EV3, iniciando el vástago de C3 su entrada, q ue completa al accionar 55. Cuando todos los vástagos eslán dentro, los fines de curso 51, 53 y 55 estarán cerrados (conectados). Será en este momento, cuando pulsando en S, p ueda iniciarse un nuevo delo. Al ser los distTibuidores de pilotado eléctrico en un sentido y retorno por resorte, el esquema eléctrico debe ser capaz de mantener conectada la electroválvula todo el tiempo que Jo precise la maniobra, lo que se consigue con un relé con contacto auxi .. liar de rearme a la que se conecta en paralelo la eleclTováJvu)a.

Esquema 9 Instalación correspondiente a un multiplicador de presión. Circuito mixto aire/aceite

F R L

Figura 1.124. Representación del circuito neumátlcolhl«~ulioo correspondiente al ctrcuíto.

En el esquema eléctrico, pulsando en 51 se puede volver atrás la maniobra. F

cuyo funcionamiento es el siguiente:

Al pulsar marcha en 52 entra KAl y EV1 del distribuidor Dl que cambia su posición alimentado con aire el cambiador o depósito n.(11, y este con aceite aJ cilindro a a tra .. vés del multiplicador que no actúa. El vástago del cilindro desciende con la presión de la red de aire y al accionar 53 co• necta KA2 y EV2 del distribuidor D2, con lo que llega presión al cilindro multiplicador (C2), que alimenta el último tramo del recorrido del vástago (entre 53 y 54), con una presión muy superior a la presión de la red. Cuando el vástago completa su recorrido, acciona 54, que tira toda la maniobra, de modo que al volver a la posición de reposo los distribuidores Dl y D2, el vástago del cilindro O hace el retomo, lo mismo que el multiplicador C2 empujado por el fluido de O , con lo que se completa la maniobra.

Este tipo de instalación tiene aplicación en prensas y cortadoras (cizallas). Figura 1.125. Esquema eláctr1c:o de la maniobra. 120 • O Ediciones Paraninfo


Neum6nca

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electricidad

Esquema eléctrico

Esquema 10

Esquema n eumático para el mando de u.n taladro n eumático con su movimiento de avance y retroceso.

El esquema consta bá!'-:icamente de los siguientes elementos: •

Conjunto de filtro y e n grase.

•

Manorrcductorcs pa~a regu lar la presión de los dos circuitos.

• • • • •

DisLTibuidor de 2p y 3v para el circu ito del motor neumático MN. OisLTibuidor de 2p y 5v para el ci rcuilo del cilindro C! de empuje. Un conjunto regulador de cauda.! para el avance del vástago de Cl. Un presostoto en el drcu ito del motor neumático. Un cilindro de doble efecto. Un motor neumático con un sentido de giro.

S2 - Pulsador de marcha para el motor neumático. 53 - Pulsador de avance del raladro. 51 - Pulsador de paro o seguridad.

Esquema neun1ático Los dos circuitos n eumáticos (taladro y empujador) tienen sendos reguladores de presión (RPl y RP2). El d etector de presión Pr permitirá q ue funcione e1 avance del taladro, siempre que h aya presión suficiente en el circuito de] motor ne umático. MN

Figura 2.127. Esquema eléclrico para efectuar la maniobra.

El funcionamiento sería como se indica a continu.adón: Después de ajustar las presiones y la velocidad para el motor neumático y el cilindro que hace el avance (salida) se podrá pulsar S2con Jo q ue entrará KAl y EVl del distribuidor 01, y a través de este ú ltimo1 presión al motor, que e mpezará a girar.

C1

RC

Cuando gira e1 motor, hay presión en su circuito q ue es detectad o por Pr. Es en este momento cuando p ued e iniciarse et avance pulc;ando e n S3 de forma continua para que se alimente E\12 d el distribuidor D2, para que el vásrago de Cl haga su salida. La falta de presión al motor, detectada por el presostato Pr abrirá su contacto y aun• que se estuviera p ulsando 53, el vásrago del cilindro haría su entrada (retroceso). En funcionamiento n ormal, si se deja de pulsar e,i 53, el vástago del cilindro hará su entrada. El pulsador 51 desconecta la maniobra.

Esquema 11 RP2 L R F

Figura 1,126. Circuito para en accionamiento del taladro neumático. 1 22 • O Ediciones Paraninfo

G

Esquema electro-n eumático para una instaJación destinada a la limpieza quf.mka de piezas q ue se depositan en una cesta o recipiente metálico. La instalación ne umática tiene la mh,.ión de elevar la cesta, desplazarla e introducirla en el recipiente con líquido. Transcurrido el tiempo fijado para el tratamiento qufm.ico, se eleva la cesta y vuelve al p unto de partida

@Edk iones Parani nfo • 123

Tecnología y circuitos de oplia,ción de neu.máDCO, Mdráulico y elecrricidad

Neumórica

Funciones:

Círc'u íto neumático

La instálatl6n nétiñ15.líca ronslá ~ e n t e de los siguientes elemeñtos: • •

EV1 - Electrov~lvula de bajar cesta.

Dos cilindros de doble efecto (Cl y C2). Dos d istribuidores biestables de 2p y 5v con pilotado electro-neumático para Jas dos posiciones.

•

Reguladores de caudal (velocidad) para todos los movimientos de los vástagos. los elementos principa les del circuito neumático serían los siguientes: • Conjunto de tratamiento del aire neumático (filtro, manorreductor y lubricador). • Grifo de aislamiento G.

EV2 - Electroválvula de subir cesta EV3 - Electroválvula de desplazar cesta hacia la derecha. EV4 - Electroválvula de desplazar cesta hacia la izquierda.

Observación importante: Para que en un distribuidor biestable entre la posición contraria. antes debe estar desconectada la maniobra anlx?rior, de ahí la dificultad que entra/la este ejercicio. EV2

S3 KA,

RC4

RC3

RC2

, 1 ., fiKA 1

,

\

$4

"H"' "·.,.¡J"'

\___ _ __

PROGRAMA

RC1

SUBIR

Desp. dcha.

BAJAR

Desp. lzda.

Rgura 1.129. Esquema allklrleo de maniobra.

$1

?.~

$4

/\

I I

\

\

•--1• '

L-J

Balsa

El funcionamiento sería como sigue a continuación: Al pulsar en S, se alimenta EVl, con lo que el distribuidor m manda s ubir el vástago del cilindro a. Al llegar la cesta a su nivel alto, acciona S2, alimentando EV2 del distribuidor 02 que alimenta al cilindro C2, cuyo vástago hace su entrada (desplazamiento hacia la derecha) hasta accionar S3. En este momei,to se excita EV3, iniciándose e] descenso de la

cesta. El recorrido de ida se completa cuando la cesta acciona S4, momento en el que se inicia la cuenta del temporizador KAl.

Transcurrido el tiempo de parada establecido, KAl conecta su contacto temporizado

Figura 1.128. Circuito neumAtlco y los elemen.os accionados.

que alimenta EV1 de 01 para que suba la cesta

Circuito eléctrico S - Pulsador de marcha (tnicio de la maniobra). 51 a 54 - Finales de carrera. EVl a EV4 - Electrov:ílvulas.

Al accionar la cesta a 53, se conecta EV4 de 02 para que se desplace la cesta a la iz,. quierda. Al llegar a 52, conecta EV3 de 0 1 que manda descender la cesta hasta que acciona Sl y se da por concluido el ciclo. Mientras se realiza el ciclo, la marcha queda bloqueada. Cada vez que se pulsa en SM, se realiz., un ciclo completo. El interruptor Q es cl dispositi,-o general de alimentación al circuito e.léctrico.

124 • fl Edidone, Paíininlo

fl [diclone, P•rmñll • l2S

Neum6nca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electdcidad

Esquema12

L

Esquema neumático para el mando de un conjunto que realiza diversas maniobras para coger una p ieza y tra.n sport•.nla de uno a otro lugar situado íl 180° d el primero por medio de un cilindro rotativo. Este esquema incorpora u n cilindro con efecto rotativo (actuador).

F~

ｾ＠

'Esquema n eumático Los clc.m c.n tos principa les del circu ito neumático son: • •

.

- r

$ 1 ~1

SM E SPE

MotoT oscilante C2. Cilindro neumático de doble efecto Cl. Un distribuidor de 3p y 4v con posición de centro cerrado y pilotado por electro\rá lv ulas para las otras dos posiciones. Un distribuidor de 2p y 3v con accionamiento por electroválvula para una posición y reso1·te pa.ra la otra. Presos rato.

Figura 1.131, Esquema eléctr1co d& la manJobra.

El funcionamiento sería como sigue:

S1.

D

(A)

Una vez que se ha posicionado la pieza entre las garras prensoras se puJsará en S M para q ue el vástago d el cilindro sujete la p ieza, lo que se consigue al conectarse el relé KA1 que tiene en paralelo a la electroválvula EVl del distribuidor 01. Al alcanzar la cámara del cilindro Cl la presión nominal, es detecrado por el presostato Pr, que autoriza el desplazamiento en giro d e la pieza, lo que se hace accionando el conmutador Q2 a la posición 1, q ue alimenta KA2 y E\12 de 02, sumjnistrando presión al cilindro giratorio C2 para que pase de la posición A, a la posición B. Al llegar la pieza a B, se abren las garras p ulsando e n SP. No podrán cerrarse las ga• rras hasta que el conjun to no vu elva a la situación in icia] o d e reposo.

1 li EV1

G

p ~· ---iXJ----1

F R L

(9 11---lXI- - - - - '

Agura 1.130. Circuito noumétlco y sus olomontos do acclonamlonto.

Esquema eléctrico SM - Pulsador d e marcha. SP - Pulsador de paro y de abertura de las garras. Pr - Presostato. Sl - Fin de curso.

1 26 • O Ediciones Parani nfo

G

Para volver el cilindro C2 a la posición inicial hay q ue cambiílr la posición de Q2,. con lo que se descon ecta KA2 y EV3, y se conecta KA3 y E\13 de 02 para que el cilindro y las pinzas vuelvan a I punto de partida. El fin de curso 51 desconecta KA3 y E\13, volviendo el d istribu idor 02 a la posición centro.

Esquema 13 Conjunto de elementos neumáticos q ue reoliza.n los movim ientos q ue se indican en la Figura 1 .133. Las manfobras podl'án realiz¡use de forma manual o automátic.a, según convenga..

Elementos de la instalación Dos cilindros a y C2 sin vástago q ue están conectados en serie y q ue tiene n en sus dos cámaras contiguas aceite hidráulico, para que se muevan sus émbolos al mismo @ Ediciones Parani nfo • 1 27

Neum(rfica

Técnologío y circuitos de opllcáci6n de neum6óco, hl'dr6ulico y éleetn'a'dod

tiempo, regulando su velocidad por medio de un solo regu ladm d e caudal RCl. Sobre estos vástagos se fija transversalmente e] cilindro C3 con un soJo émbolo sobre el que se fija el cilindro C4 que tiene vástago. Tres d istribuid ores de 3p y Sv con pilotad o eléctrico para dos posiciones y posición central en reposo. En posición centro de los disln"bujdores, Jos circuitos quedan cerra.. dos y los vástagos de los cilindros bloqueados. E.c;te montaje pued e realizar maniobras d e mecanizado u otras tareas que empleen los mismos ejes para mecanizados o accionamiento de elementos. Las posibilidades de maniobra son muy amplias, por Jo q ue este tipo d e mecanismo lo podemos ver en d ivcrsas aplicaciones,

C2 GR~ FICO DE DESPLAZAMIENTO DEL CONJUNTO

Cl

4

Circuito neum ático El circu ito neumático tiene cierta complejidad al entrar cilindros sin vástago y con vástago y tener el montaje que se indic., en la Figu ra 1.134, y q ue realiza los desplaza• mien tos que se muestran en la Figura 1133. No se representad esqueff1a elé-ctl'ico p.)1·q ue 1-esulta1·fa bastante corn.plejo y dil:ícil de seguir.

C1

C2

4

ºi

C2

/c4

.

• ---• •

Rgura 1,133. Movfmlentos y desplaz.amlenlos.

2

Rgura 1,134. Mesa móvil.

IIEI TUBERÍAS NEUMÁTICAS Las tuberíac; neumáticas se caracterizan por trabajar a muy baja presión que normal.. mente no superan Jos 10 bar. Pueden ser metálicas o de "plástico" y su espesor es pequeño si Jo comparamos con las Lubeñas hidráulicas que trabajan a. muy altas presio nes.

1.11.1. Tuberías para instalaciones neumáticas El las tablas q ue! se presentan a continuación, se indican las caracl"crísticas principales de los tubos para instalaciones neumáticas. Los tubos neumáticos serán adecuados al medio donde se inst., len. Para la elección de los tubos a coloco.r en u110 instalación se tendrán en cuenta los con .. ceptos particula res que se citan a continuación: • •

G

E R L

{S)

P0,,--IXl---11

Presión máxima de trabajo. Cauda les necesarios en momentos puntuales que nos determinarán el diá.metro d e la tu bería. Características d e los aparatos a instalar. Med io en el q ue trabajan los tubos. Ambiente, temperatura, h umedad y otros. Racordaje a emplear en la insta !ación. Otros conceptos o particular idades q ue convenga tener e n cuenta.

Figura 1.132. E.squetna neumático dé la Instalación. 128 • 4'.l Ediciones Paraninfo

@Edk iones Paraninfo • 1 29

Neum6:Jr:o

Tecnologlo y circuitos de oplicoclón de neum6tfco, hidl'dullco y tll(!ctricjdod

1.11.2. Velocidad del aire en tuberfas neumáticas

(VJ1m1:di! lA ¡,dgit,a antf!rinr)

La Tabla U l recoge las velocidad es d el aire a p resit.n e n funci611 de las car acterísticas d e las tuberías.

-

Tabla 1.11. Velocldac.les del aire neumático en diferentes apllcaclones.

v.loddod dol .....

c.na1ar11e1ca1c1e 111_u _ Tuberías principales y secundarias Distribuciones de pequena y m9Clana extensión Tuberías principales para grandes distancias Tuberías de allmentaclón a máquinas Tuberías que unen los dHerentes aparatos Tubos de cobre y poOamlda de pequefta distancia Mangueras de toma de aire para úttles neumáticos Mangueras largas utilizadas en obras y astllleros

-

E""'*'to do la 1Mtalacl6n

1/4"

Codo a 4511 Codo a 9011 T (recta en el Interior) T (salida lat9fal)

0,015 0,042 0,015 0,076

3/8" 0,015

0,042 0,015 0,078

DIÁMETRO DE LA 1\JBERIA 1· 314" 11/4" 1/2" 0,037 0,023 0,029 0,048 0,079 0,107 0,051 0,084 0,021 0,033 0,048 0,055 0,126 0,214 0,100 0,162

1112·

01057 0,125 0,087 0,248

1112· O,o 73 0,156 0,090 0,317

La Figura 1.135 muestra un ábaco mediante el cual se puede determinar la pérd ida de carga y ctiámetro d e t uberías en función d e la p resión de trabajo y caudal de aire libre.

Do 2,3 a 10 mis Do5a6m/s

Hasta 25 mis Hasta 50 mis

Do 15a29m/s Do5a6m/s

Tabla 1.12. Caudal máximo recomendado en tuberías de aire a presión para longhudes no superiores

a 15 m.

lnlclol lcg/

cm' 0,7 1,4 2, 1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 T,O

118.. 14 25 34

42 SI 65

76 65 93

'""

8,7 10,5

119 142

12,3

173

14 18 20 25

190 232 256 ~ 17

114•

318''

112·

314•

1·

1 114•

1 112·

CAUDAL MÁXIMO RECOMENDADO ~llroo - · 1119 - ) 65 156 340 708 1.133 2.548 3.539 108 255 566 1.133 1.840 4.247 5.946 142 340 849 1.567 2.831 5.663 9.061 198 1.48 1.982 3.539 7.079 10.619 453 1.274 2.407 4.248 9.203 12.742 241 566 1.556 2.831 4.814 9 .9 11 269 651 15.574 765 1.699 3.398 5.360 12.743 18.406 325 368 849 1.840 3.681 6.513 13.450 19.822 396 1.982 4.247 7.079 14.158 22.653 963 420

1.048

2.124

4.814

510

1.274 1.416 1.699 1.982 2.684 3.000 :¡J15Q...

2.973 3.396 3 .828 4 .247 5 .8 14 6.460 8 .075

5.663 6.513 7.362 9.061 11.651 12.960 16.2@.

651 708

793 1.098 1.300 1.725

r 7.079 12.743 16.990 21.238 25.483 29.783 32.564 36.8 12 42.475

8 .4~

10 .~4

~ .8~

~ .870

9.911 11.326 12.742 14 .442 20.388 23.100 28.875

20.388 24.069 26.901 29.732 33.495 37.400 47. Q.J

28.317 31.148 36.812 42.475 58.252 66.600 65.125

59.465

67.960 76.456

64.950 116.504 132.540 11)9.500

....

El caudal máximo ma.ntenido no debe exceder del 73 %. Para longitudes mayores de 15 m, elegir diámetro superior. Tabla 1.13. PérdklM por rozamtento en elemen1os udllzado$ en tubetfu . Elemento do la lnotoloclón Válvula do oompuerta Válvula en ánl¡\llo Válvula cónica 130 • CI Ediciones Paraninfo

1/4"

0,009 0,240 0,427

3/8" 0,009 0,240 0,427

DIÁMETRO DE LA 1\JBERfA 1/2" 314" 1• 1 1/4" 0,010 0,013 0,011 0,022 0,286 0,352 0,450 0,590 0,566 0,706 0,900 0,875

1112· 0,026 0,690 1.380

1 1/2" 0,033 0,860 1,795

OIQI.IETRONQUINAL CE LA "'\18 E~

Figure 1.135. Ábaco para dotermlnar el diámetro y el caudal do una tube
Neum6:Jr:a

A continuación 5<' realüan t = 1.135 v L> Tabla 1.1:l

cpcrcicios sobre la utlli.t..>CJón dc,I ,ooco d<' la Figura

En la Tabla 1.13 se tomará el factor, corre,l'ondiente a un codo de 45° y 1/'2:' de diámetro, y que en este caso es 0.,023.

Prol>lt11ta 1

Calcular la p<'T.-r~ ,-onoc1<'11do "" d•to. 1/2". l'ncsión dd ,ure 7 bar Caudal aire hbre: 20001/mm l'ara solucionar e•le problema hay que hacer u,;o del ,1haco (figura 1 11-1), SI· gu,cndo el cammo que se mdica en el qcmplo rcprc,;cntado sobre el abaco L.,

¡x-nliJ.a de Coll'!l,t h,1JJ.,J.a <"n L1 t•bl• ,, de 0,371'g/cm' ptir c.iJ.1 Ul m

P•

JO ,0, 37

10

Para hacer cl cálculo debe hacerse uso del ábaco de lo Figura U34, donde se determinará la pérdida de carga porcada 10 m d e tubería.

• 1,11 k¡;/cm1 de, p.;.dida de c•r¡;a en los 30 m.

Para calcular la pérdida de carga se multiplic.ml la pérdjda de carga por cada 10 m de tuberfa, por el factor del ábaco de la figura 1.134, dando en este caso el siguiente valor: P0

=0,37 X 0,023 =0,00851 kg/cm2

La pérdida de carga del elemento se sumará a la pérdida de la tuberia Tabla 1.14, Pérdkla de carga admlslble en b.Jberlas para una presión Inicial de 7 bar.

-Je•-ldo

"'

p - JO " ~

095

1

ｾ＠

1,5a 2,5 2,Sa4 4a8 8a 10 10a 13 13 a 14

0,285 k¡;/cm 1 de ¡xnbdadecarp;,,, en 10630 m.

2

Caudal de, aire libre,: 2.5001/min. l\,rdida de carga en kx SO m O,S kg/cm 1• !:,eg-un d icho abaco w tl'?ndna que porM!r un dtíimctro interior de tubena de 3/4", a u nque se pod ría <'lcgu de 1¡2·, va que el rc,ult.Jdo obten ido cst,1 mu1· pro>,imo a e,t• me,füla

1,4a2 2 a 1,75 1,75 a 1,12 1,12ao,84 0,84a0,7D 0,70 a 0,45 0,45 ao,33 0,33 a0,26

De 1.000 a 2 .000 De 2.000 a 3.000 De 3.ooo a 4.000

Tabla 1.15. Dimensiones dé tuberías para Instalaciones neumáticas

lnlallor

mm

mm

10 13 17 21 27 34 42 49 60

1/4"

318" 1/2" 314" 1. 1 1/4" 1 1/'Z' 2·

12 15 20 25 33 40 50

Cuando m la ,nstalac,on ha\' que 1nrorporar curva<, ,-alvula• \' otro< ~lcmmto,, ,e ten dr.in m cumt.,, en d mOffll'nto de realizar d calculo 11eneral de pc,rd id._, de ca.-,;.-. lo,; v,1lon,<, qu.:,.., i.Lin en l., fabla 1 U C•kul.u la r<-rJ,.I• d,• c,•r¡;;t de 11n ">Jo• 4; ,,111,"I".., L, h•l•:n• dd r">bk'ffl , 1 132 • e (d,c:~ ,.r9Pllffl'O

41-

41 Interior

3 4

4

2,97 4,57

6

8

6,20

10

8

10

7,62

12

10

15

13

mm

mm

mm

mm

4

3

4

6

4,5

8

6,5 8

6 8

10

3 5 6 8 10 12 15 20

B 10 13 15 19 24

d9cobre,olor900Cldo 1llbod98*0Bundy - ~!o-'4141 lnteltor 41 ~lallor 41-

Probltma J

mllU-mbo

De250a500

Haci.-ri., de la que conocemo-. los ,iguientc, d.1tO'i.

Longitud de la tuber1.1. 50 m. Presion del aire. 7 lg/cm-.

Hasta50 De50a 100 De 100a 250

De 500 a 1.000

14 a 15

Pro<1na

Pérdida do cargo múllM por

111!

1a5

S, m lugar J,· ekgu un , tubcn , de 1/r', ,,, hub1<:r.i elegido '{4•, l., IX"'
Longllud d9 la d1Mrllucl6n

mm 6

mm

C Edklonts Paraninfo • 133

Nevmátko

Tecnología y o·rcuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electrio·dad

·-- ·-- --· -·

Tabla 1.16. Oláme1.ros y pres:lone,s dé trabajo admlslbles en tuberías de naJlon.

....

lrllbllo•2IO'C

4 6 6 6 8 8 10 10 10 12 14 15 16 18 20 25

3 2.5 2 4 ,5 4 3 ,7 6

5 8 7,5 6 9 11

11 ~3 13 1:!,5 15 19

0,5 0,75 1 0,75 1 1,15 1 1,5 1 1,25 2 1,5 1,5 1,85 1,5 2,25 2.5 3

P19116ndo -mlnlmo 2IO'Cbar

decurv•ra mm

30 60 70 30 40 60 30 60 25 30 60 30 20 30 15

60 120 140 60 80 120 60 120 50

30

40 40 40 60 60 60 80 80 100 100 100 120 140 150 160

30 30 30

60 60 60

180 200 250

60

120

60 40 60

-par 100m 11g

0,57 0,79 1,00 1,28 1,63 1,81 2,32 3,16 2,93 3 ,59 5,181 5,15 6,4 7,9 8 ,28 11 ,5 14,2 21,4

Factores de corrección presión ...temperatum: Las presiones son válidas a 20 ªC. Para temperaturas superiores, aplicar los factores adjuntos en la Tabla l lZ Tabla 1.17. Factoms de corréCClón presl6n-tamp&ratura para dtféf&nte,s temperaturas. 20 30 40 50 60 70 60

Omdalts teóriros en 1/miu de aire libre a partir de aire oomprimido, c.on salida a la atmósfi!m a !mués de orificios regi,lados:

Consultar Figura 1.16 al inicio de este capítulo.

llpo do 1Ubo (Logrts)

. fllo, .... - . . . 'Mio do cobra: cabro ostlrado., ,110 y., barras-. Tuboflno-. ddoblancoy .. b a m l o - ~ llpo do conexión (l.egrla) ~-onbloonoy......,do exlón ol8cluada oon blcono y IUon:a u n - Logrts. --(Nrleeonsullo40l,_

......

Oidmdros

Ejemplo de •plirnció>1 del ábaco: Determinar el caudal en 1/ min (aire libre) que sale por un orificio de 8 mm de cliáme• tro a una presión de 6 bar. Solución: a una presión de 6 bar y un diámetro de orificio de 50,24 mm', el caudal de aire libre es de 4.000 J/min.


=0,785 · d' =0,785 x 8' =50,24 mm'

··- - - ............... -.. -..-..... .. -........ --

Dimcnsiont:s del luto ~cxh:<.

mm

mm

2 X4 3x5 4X6 6X8 Sx 10 10x 12 12x 14 13x 15

4

mbima d•

dela

dcltuto

bar 230 190 150 100 75 55 45 42 40 37 55 35 50 30 60 20 55

bar 440 280 220 145 110 85 73 66 62 55 67 45 60 32 74 30 64 33 56 73

14X 16

16x 18 15,6X 18 16X 20 17,6 X20 20X22 18,8 X22 23x25 2 1,8 X25 26X28 24,8 X28 24X28

mm 1 1

5 6 8 10 12 14 15 16 18 18 20 20 22 22 25 25 28 28 28

Prcml

PrcSOI mbima d•

a,nexi6n

1,2 1 1,2 1 1,6 1 1,6 1 1,6 2

25 40 50

Prcsl6n d•

bar 2.200 1.400 1.100 730 550 440 360 330 3 10 270 450 240 300 210

........

máxWlla

""""' bar

....... ........ ...... ""'·"" ....... ...... ..... ,,,_, ,,,_, bar 460

bar 970

370

860

290

3 10 240 200 160 150 140 120

225 185 145 125 115 110 85

590

280 230

100

70

190

110

340

90

60

160

90

290

70

40

115

70

240

no

480

400 340 310

3X4 2,7X4 (') 2X4 (') 3,3 x5 (') 4x6(') 6X8(') 8X 10(')

mm

0,5 0,65 1 0,85 1

....

20

25 40 30 32 22 16

20 25 50 30 32 22 16

740 616 530 490 460 400

bar 65 75 135 70 85 58 42

-........... ""'° ..........

Coooxlón oloctuada con ruoroa bleono dé pll,s1lco (Mlrlo eon 70)

eslallido del

bar

920

Atención: Ullllzadón exclusiva dé llJbos tia 16 nwn de cr, éXtef1or: espesor mblmo 1 mm. En clámetro exteoor superior a 16 mm, el espes,o, debe ser de 1,5mm.

__ ............. .......... .. _ . Di-........ -.... .... .... - ·-· ....

mm

1.850 1.400 1.230

nog de acero de 6

l1¡x) do conexión: conexión olOCIUada con blcono y ftJoroa universal Legrts

a. oorw111ón

bar

400

Tabla 1.19. Tubo de pollamlda.

Pnsión mb.

.. ....

,,,_,

bar 580 470 420 320 250 210 180 165 155 130

550 470

370 180 320 165 280 365

Tubo de latón en ba,ras rectas: ldéndoo re,suttado. Tubo de cobre recocido en rollos. Reducir la presión de lrabajo un 35 o/o y evitar totalmente las vlbractone.s.

Olimelrodd

S

-·-dol-

Tabla 1.18. Tubos para circuitos ne,umátleos.

,.__,

PNsiónmh. clent.¡odel

bar 10 10 10

bar 20 25 50

10 10 10

32 32 16

85 75 135 85 58 42


Neum6nca

Te01ología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electdcidad

7

(Vitue de la pági11a a,rttrior)

-

Tipo de conexión: conexión efectuada con blcono y tuerca universal Legrls

-

Wmewodel

D1111W1elonee

.......

do.,..,. do lloone1dón

mm

mm

1,25 1 1,5

7,5x 10(')

10x12(') 9x12(') 12x14(') 11x l 4(' )

10,4x14 12 X 15 11 X 15 13x16(') 12x 16 14 X 18

15x 20 16x 22 19x 25 23x 28 22x 28

--

,._

Conexión e.fectuada con 1uerca blcono do ptásltco {setle coo SIJ!ljo

... _.., ....

PNelon lNx. del lubo

Presión do ostallldodel

dt tnblljo dt

de tt•baJo dol

70} PtNión,nh.

PrNl6ndt

bor

bor

bor

bor

bor

bor

23

23

57

23

12

12

32

57 32

22

22

10 16

10 16

22

22

22

52 88

14

14

83 'l:1 52 66 48

10 10 10 10 10 10

23

23

70

2 2

12 21 17

12 21 17

10 10

12 21

44 88

2,5

20

20

44 66 58 69

3 3

21 18

21 18

75

2,5 3

16

16

20

20

50 60

de..,.

Pfeslón mb.

1 1,5 1,8

1,5 2 1,5

Pl'Nlón,ná.

.....

,

12 22 10 18

mi ALGUNOS EJEMPLOS DE MATERIALES Y APLICACIONES NEUMÁTICAS

A continuación se presenta un pequeño muestrario de materiales neumáticos y alguna aplicación de estos materiales en máquinas e instalaciones.

63 27

Agura 1,136. E]omplos de aplicación de cilindros neumáticos.

68

(1 Los valores citados en la tabla son válidos para 1empera1uras de 20 1C. A distintas te~awru, aplcar loa ooeflclent&s de C0ff80clón siguientes,:

_.,

"""""'"

ea

-14tca +3011C

+31 te a +SO te

+51 +70 11C

1

0,68

0,55

+71 tC a +100 IIC

-

0,31 desaconsejado

Tabla 1.20. Dimensiones de tubos de diferentes materlaléS pa,a Instalaciones neumáticas.

Tubodeecero...-gae Referencia pulgodMC')

4>I

Tubode ......

mm

mm

mm

5

4 6 8

3/4

10 13 17 21 27

1

34

1/8

1/4 3/8 1/2

1 1/4

42

1 112

49

2

60

8 12 15

20 25 33 40

so

10

4>I

mm 3 4,,5 6,5 8

Tubo de cobre recocido

mm 4 6 8 10

12 15

4>I

mm 3

• 6 8

10 13

Tubo de (-)

Tubode poi'-

mm

4>1

mm

4 6 8

2,97 4,57 6,20

4 6 8

7,62

10

10

14 15 19 24

Rgura 1.137. Manómetros para m&dlda en b8! y en psi.

4>I mm

3 5 8 8 10 12

15 20

Agura 1,138. Válvulas pilotadas por electroválvulas.

Figura 1,139. Apll<:aclón do cilindros.

La Figura L140 muestra diversas aplicaciones de cilindros neumáticos. 136 • O Ediciones Parani nfo

@Ediciones Parani nfo • 137

Tecnolog.lo y circuitos de opHcación de neumático, hidráulico y electnb ·dod

~· ~·

1

1

1

1

ooan

~.~.lo--~1

1

,, ,,/ , ,

Empujar o dosplazar

Apretar, prensar

Girar o plVotar

CAPÍTULO ~ ~

/

,,

w

HIDRAULICA

Rotación limitada

Rotación condnua

2.1. Física aplicada 2. 2. Fluidos hidráulicos

2 . 3, Símbolos hidráulicos

2.4. Grupos hidráulicos 2.5. Bombas hidráulicas 2.6. Motores hidráulicos 2 .7. Motor oscilante {actuador hidráulico)

Tensar Embudr, prensar

].

11

,- ------"','¡

SUblribajar

Figura 1.140. Olvef'sas aplk::adones de cilindros neumáticos.

i

2 .8 , Oistribuidore.s hidráulicos 2 .9. Cilindros hidráulicos 2.10. Componentes hidráulicos 2.11. Esquemas hidráulicos básicos 2.12, Motores hidráulicos

2 .13, Aplicaciones hidráulicas 2.14. Tuberías hidráulicas

2.15, A lgunos ejemplos de materiales y aplicaciones hidráulicas


CI Edidones Paraninfo • 139

Siend0c m - M.>.S.1 del \'Olumen
V - \'olumen de la masa del Ouido, en dm'. d - Densidad a una temperatura dada (p. .¡_ 20 "C). La densidad pu en d fluido líquido, ,,.;gun .e• tn<'n
de la marca q1.t~ q~J • 1.1 alt1.tra de la ｾ＠

Hidrii 11Jica:

L-

E,"'"' mrn• Je i. fi'1u "*'<\ IKM mudw> , , , , i - mJu>ltwk,

m

FÍSICA APLICADA

Jnicwmo,, es1<, capitulo e.tudwncl<> lo,, flwdo> que ,on d t'km<-nto ¡mnopaJ de trnnl>DU51Ón de mergi• m«áruca m k,. amuto,, ludr.iuhn~ y su, •pi,cac-

del 1-")uido (figur• 2.~

_o, .. _.,.,,.,...,~_,.., .,_,o

•'11vr• 2.z •..

2 .1 .1. Conceptos generales Hidr1uliu Parte de la ffsíca que estudí.a In ~-es que rigen el equilibrio y mo\·imiento de los lfquidos y su •pücación indu,tri.11. La,, presiones nomwes de trabajo están comprendidas entre 10 y 500 bu. El Oiccionano de la L,,ngua Española define hiddulica romo- "parte de la mecanica que c,;tud,a d equilibrio v cl lllOYUIUCJllo de la. 6wdos" Lo! liqu_ido.

•n g,ntt.11

Son fluidos poco n•mprt""tbb m lo. que, l.>, molt•n m equ1hlm<~ pud1<'ndo,.. despl.u.u una, :.oore otrL, pero mant.niendó la d,;t.tncia ca,, ron,tank IA< puedffl-ron-~ad
Presión

La prl'Sión ('l<,md• por un líquido >Obre un• wp.-mc~ dcll't'm,nada d~de de la luer1., que el liquido~'"' w¡>e
....

F

S Cbarl

Ll densidad de un íluido ,...,,, detenmnada por su peso y ,·olu men.

d • - Lidm'

140 • Oldioonc,.,._,,..,..,

F - Fu<'f"la en da!\ (" ki;) S - Supemci,, en cm'·

c,~,.,.,..r,1o • 141

Hidr6ulica

Prlndplo fundament~ de la hldrosUUca

Líquidos en movinúento

En un liquido en equilibriQ. I• diferencia de presión entre dos puntos cualesquiera del mi•mo (A y 8). es igual a l peso de u.na columna liquida de I cm 1 de base v de altura igual a la diferencia de n ivel ente A y B (Figura 2.3).

La presión q ue ejercen líq uidos y gases sob re las paredes de los recipientes que los contienen determinan que, en e] caso de q ue exista un orificio, se produzca una salida y por tanto una corriente. Compresión de los líquidos Los líquidos se comprimen por e fecto de la presión que se ejerce sobre ellos. la varia ción de volumen en los líqujdos por efecto de la presión es generalmente muy pequeña, a d iferenc ia de la que sucede en los gases en los que las diferencias son muy grandes.

Sol'ndO: 11 - A lt ura. d - Densodad o fX'llO 4''lp<'Cl í,co. S - Superficie.

Dilatación de los liquidas por efecto del calor

En los líqu idos, la dilatación es perceptible cuando se calientan o enfrían y d ebe ser tenida en cuenta cuando están sometidos a temperat uras variables.

Principio de P..scal La pn,s- c,crdda sobre un punto dt, u n hquido en n,poso se transmite ron igual lnten,,d.xt en todas las d,n,cc,ones v sentido:i. Una apllc.xión di=t• de este pri nc1pí0

e• la prcnn hidraulica (ftgun 2 4).

F

,~ s f

f·S

F ~J

F

•

t s

V = V.,(1 +a·llr) Siendo: V - Volumen final. V., - VolnmPn inki:..1.

a - Coeficiente de dilatación. ó.t - Incremento de temperatura. Tabla 2.1. Coeftcient8s de dilatac ión para algunos líquidos.

Uquldoa Agua Mercurio

•moo

Emp•fe: E - F, F,

1,8x 104

11,0X10<

Benzol

12,4x 104 5,0 X 104

Aceite mineral

l'rincipio de Arquimcdn

1,S X 104

Alcohol elflloo Glk:e
Tod o ,Ol,Jo -unwrg1 h.-.c:i• (,
CoollclenlN de dllatacl6n

Solución glloollagua Líquidos slntéllco$ (doler.. foslórioos) Emulsión a~a/acelte (50 o 60 % de acolle)

6,5 X 1()' 8,0 X 1()' 7,5 X 11)4 4,5x 1et'

2.1.2. Propiedades de los fluidos Las p1·op iedades p rincipales d e los fluidos serían las que se estudian a conti nuación.

Fluidez Se entiende como fluidez, la mayor o menor facilidad que encuentran ]os fluidos para fluir. Viscosidad i:igun 2.5. Pmci,-:, de Arquirnedes.

La ,•iscosidad viene dada por la mayor o menor resistencia de Jas moléculas de los fluidos a desplazarse unas sobre otras. C Ediciones Paraninfo • 143

Téc:nologío y circuitos de opli'coci6n de neum6ffco, hl'dr6ulico y eleetn'ddod

Dada la importancia de esta propiedad de los fluidos se estudia con más profundidad d entro de este mismo capítulo.

Cilculo de I• púdld1 do
Compresibilidad

Un fl ujdo sometido a presión se comprime, sin embargo, esta compresibilidad es muy reducida en los líquidos, no así en Jos gases. En algunos cá lcuJos se toma eJ fluido como si no fuera compresible, ahora bien, en otros casos en que la presión es importante d ebe tenerse en cuen ta este concepto.

ll., - P,,rd ida de car¡;.,. en J..g/m·.

ó - Pe,o e,p;.>cif,co del fluido. en kg/dm'· L - Longitud de la tuberla.. m metros (m~

Ciiiftcliiili o com

Aceite mineral Emulslón acoltelagua (50 a 60 % do acollo) Líquidos slntóll00$ (óotoros fosfóricos)

d

Siendo.

Tabla 2.2. Coéflclentes de compresión para algunos fluidos.

Agua

0,51 ó L ,; /

ll.,=

Q-Duda l que cucula. en dm /min. t - Coefkientc dc, (rot.>miento

0,00005 0,00008 0,00007 0,00004

D - Di~metro de la tub<,rla, en cm. t• - Velocidad del fluido, en m/s.

La variación del volumen con la comp1·esi6n serfa de la sig uiente forma:

2.1 .3. ley de Poiseuille

Siendo:

poh."Tiet.1 d~I r..JK, dc.•I tubo y" 11-1 d1fcn'nClJ1 ~e pn.,1ont..'" t'Tlttt loo,¡ ("( tn•mos dd m,~ mo, e m'
El g•>tO de, ••hJ• de, un liquido por un tubo"" dirmcnte prt>p
.iiv - Variación de volumen, en d m3 • V - Volumen inicia], en dm3 • !>., - Variación de presión, en kg/cm2 • P- Coeficiente de compresibilidad, en cm'/kg. Régimen de flujo

El flujo puede circular por un conducto en régimen laminar o turbulento. Este concepto resulta muy importan te a la hora de determinar las pérdidas de carga que se originan en un fluido que circula por una tubería. Pérdida de cargo:

G-

Resistencias loca lizadas que producen pérdidas de carga locales, tales como curvas, codos, tubos, válvulas, uniones, racores, etc. • Resistencias distribuidas, que originan pérdidas de carga locaJes y tienen su origen en el frotamiento. Las pérdidas de carga se deben preferentemente a: • • •

El caudal Q que circula por el circuito (tubería). Longitud del circuito. Diámetro de la tubería. Régimen de flujo. Viscosidad del flujo.

144 • «'.I Ediciones Paraninfo

r' (pi pl) 81µ

Siendo;

C - Casto, en 1/s r - Radio dd tubo, en dm. l. - Longitud del tubo, en dm. ,,, .. Presión m,1yor, en ":\/m, ¡1· - Pre•ión menor, en N/m " - V1
Todo fluido al circular por u11a tubería encuentra dos tipos de dJ6cult.1d o resistencia q ue o rig inan pérdida d e carga. Estas resistencias son; •

11

,

.

L__..:...__::.P--==::::l==.:r,' l

Figura Z,I , Aecp.,_• con aberl.a de 1 ~

2.1.4. Teorem.i de Torriulli

ó ·J ' = ..::...L.,___ • 32 " /

Lo veloetdod d.- S1hdo d.- un líquido rontmiJo en un m:,p,cnte a tra,·és de un o rifi Ct<> Pl'
')-$,· - pd' " • 40, 7 µ I

,~...""1Jl'1Ínal~J

•·,-

-

S.endll' ｾ＠

t•. • Veloc.,dad m
\
11 - Vi<.ro<.dad dél llu ldn. l. - Longitud de la tuberla , p - Pl'('Sión puntu•l

Q-CaudaL S - Sección 1nt:crtor de la tubert.l~

g • I\Wff.tdón, 9,81 . h-Altura.

,, -coer.......,,.. (0..62). 2.1 .6. Presión hldrostátic:a

l - Coeficiente de , elocrd.ld (0.85 a 0,90).

Un,, column,, de IJqu,do e,ern,, romo ron>«....-no.1 de ,u prop,o pe,,<>. un., pn-,.Kln ><>bre la ; u~>nflCIC' en L, qU<' .ictú•

. . . .:. ·. . :' : : :: . . ·::.: : ·. :: :.. ~: _:

IW:i:f_W.'-_;;J · 'i. .', ｾ＠ .. =.· . . :

·...... . .·:..•. "

l.a pres,/"' esU en func,ón d,, la altura (h) de l., rolumna, d(' la den,id.ld (d) del llqul• do y de l.t gmt'
p • h ·d ·g l.a presión e1cn:1d a , St Ll.s altura., (h) son 1gU.>b l'rcs,ón; pi

• p2 • p3; secoón: SI • S2 • S3

Fl m1
Fl·f'l·f1

~1gur. 2.7, - d o N l ~ d o ... - d o ... , _ .

2.1.5. Flujos hidráulicos l..,5 Figuras 2.8 y

2.9 mu~tr.m do, fomi,t\ d..- lluJO, como ,on d lam onJr }' el turbu• h

k,nto

~·,.._-. --c.--_ｾｾ＠ .,..... 21 ~ " ' -·

L
La altura (11) del hquido que almacenan los tres recipientes es la misma El líquido es el mismo en los tres recipientes. La misma sección en el fondo de los tres recipientes.

Multlpllc.dor de presión

=

Cambiando secciones de émbolos de a menos. se puede conseguir incrementar la presión original tal romo
pi · SI • pl · SZ

Presión ejn-c:ida por fouus e:xlfflU! (Ley de P~J)

la pn-stón c¡cn:xl.i sobre un líquido se transmrtc por ,gua] m todas las din.-cc1011CS Pré>IOO ｾ＠ la fueru (J) que .e qem', por uruJ.ld de supmic,e

Fl • pi · SI

n • p2 · S2

p=!.

ｾ＠

s

l'Tl'9ÓII de ll/111 n~umJU lit

p2

• S2 SI

ogu, (c.,t_._o cd4)·

10 m dcc.d.a. qm:e una p=>oruobn, d fond<1, de I bar F

pi - - -...¡

F1

S2

S1

..

...

F'l!w• 2.11. Dable Dllndn>mulllJ'klldorc• prn,on

.....

.•.

2.1 .7. Viscosidad R<':,¡)<'CtO .l l.l V I ~ 1\.1)
Tr.>nsmi
Presión ejen:ida por ta fueru n :

f1 S1

pl=-

f'2•p1 S2

f'l!U
"""°"'º

~lmii,lhrlod<' un«nhsk)l.ef61~ QU<"""IUl\alu b v,....-o,,dad del agua~ 20"C, l/11iJado pl'llC

S2

"8 f\lllOOI ......... 0t 11 , , , _ -

148 • 0(6~,.,.,....,

...

1 poise = 0,01019 t¡, . ' 1 stokc • 1 cm'/•• ().0001 m'/s • 10' SI

n

s,

En laboratorio se mide ta, 1,ro,;id.>d -,n un n>cip,,nte que hene en el fondo un agu,er<1. por ta canti
Medidas de Lt vis
fuerza resultante (f2) como ronsecuencia de la presión pl:

FI

Para la,. liquido,;, 3 m.l< temperatura, mene,,¡ n"4'0Sld.ld. Para el aire. ..1 m..1.., temper:ttura:. mh USiCOSida.,.t

Engle< - UtiliL>do en Europa continental rS) S..ybolt - Utilizado en Estados l,mdos. rR) Redwood - Utilízado en Reino Lnido.

("E)

Hidr6ulica

Respecto a la conservación d e los aparatos y los circuitos:

Equinúcncia mi re JJfr«nlcs unida.des. 22E50. equi\'aJe s 12.000 S' , a 10.000 R· . Engler se mide en grados centígrados CC), Saybolt y Rl>dwood en gndos F.1hrenheit

Paso de stokcs (St)., grados Englcr ('1:1.

St • 0,0S4

f.

• Qu e tenga buenas cualidades lubricantes. • Qu e estén protegidos contra ta oxidación. • Que no se a lteren con e] tiempo. • Que no ataque a las juntas y demás elementos de los apa~atos y tuberías . Respecto a la seguridad de la instalación y de las personas:

ir).

O.OS E

• •

Ttn:ptnrJum, ,,,.. ,¡ut K miJc,r I,~ d(t'1tt..., ('11i11nJv "'° J.m tn gn,Jc):'. Engkr·

LO'\ U't'1h"< hgi'ro1 ｾ＠ miden a 20 "C. l"" are,te< p,lr3 ,n.iqu,n3< de miden 3 SO ''C. loo arelte,; P"'-'d"" se miden > 100 "C.

Que no sea tóxico. Q ue no sea inflamable.

2.2.2. Tipos de líquidos hidráulicos Los líquidos hidráulicos se pueden clivi.clir de la siguje nte manera:

Líquidos de base acuosa "E -S 1' ..- ( c a , ¡ ______________ __,

YIICOINled di I T Mtc,1 1ft

3

392

6.25 11,1 11,7 ,.,,

Fluido

Ccclfp t11a

"'-°""'-""

05'0

-OI

2.S 3.0

as

1,

e6

' ·º ,.s

T•blo 2.• . V,_ad pon, ,q.-dos ffl -

T,.menM'\I

31 38 •1

3.5

39,6 33.•

Aceite de air..a

310 l9 ••

2.0

z,,,

ｾ＠

1 12 1.3 1,5

•

El agua nunca se utiliza sola como fluido hjdráulico por p resentar u.na serie de incon· venientes, como:

ｾ＠

1015.6

9C J

111.0 138,5 159,3

1015 122 138

21 'C CcclipiN 1,50 2

oo,,

32 10

OSIO 1.00 1.20 1.-45

En estos líqu idos, la resistencia a la inffamación ";ene dada por su presencia en agua, ya q ue en caso de incendio genera vapor que impide la aAuencia de oxígeno a la zona d e ignición.

No tiene poder de lub1·ificación. Se congela a O ''C. Es un agente a ltamente oxidan te. Su viscosidad es muy baja (l c:St a 20 ºC), por lo q ue resulta fácil su fuga. Utilización de materiaJes antioxidantes. • Las bombas presurizadas a pistones son voluminosas y lentas. Lo normal es uti1iz:ar e mulsiones, soluciones y mczc1as e n las que e l agua esté mez.cla da con otros productos.

300

_ _ _ tQO _ _ｾ＠

111 FLUIDOS HIDRÁULICOS

Solución de agna-glicol Mezcla d e 35 a 60 % de agua y resto glicol, que es un producto de la famfüa de los aJ. coholes.

F.J íluido hidráull('o t"'i un producto bj,'t.co C'n C'I f unrion..lmiC'nto y rcndlmlcnh, dir- l..1, ,n,Lolacione, o lr0hídrau1.,a, por~, qui' t'S q"" reun.i una-...,¡,. dt' prop,,.. d,ldt's y car"'1<'rt.11c.1, a1gu11.v, d<' 1.1., cualM SO'C11,\n a ron1 111uJC1(1n.

"""'""'''°

2.2.1. Cualidades principales d e los líquidos hídráulico.s R.c,,,prtio ~J fuoc,on.._m1mtu dd c1rcu1t'tble f\fantencr el con¡unto del drcu ,10 ,1 ni, e~ r.17..ona~ de tcmper..1t ura. EviL.1 r ..11lcr.1c1onN brusc..ls en la~ nuniobra~ que aíecten .a lo~ ..1p.u.1to~. ron rep<'l'C\JSl6n en el propio íluído hi
•

La temperatura de trabajo está entre ·15 "C +60 "C. Tiene un poder Jubricante comparable con las emulsiones agua/aceite, con una estabilidad mayor. • Las solucion es agua/glicol son de baja compresibilidad., in ferior a la del agua. • Para mejorar la visco,;dad se le incorpora un ""'P"sa nte. • También se le aftade:n ad itivos para evitar la formación d!e espuma_, la oxi,. dadón y la corrosión. Este fluido tiene aplicación e n circuitos con servomecanismos donde se necesita reducir a l máximo ]os efectos elásticos que afectan a la presión. •

@Ediciones Paraninfo • 151


Ertmlsió11 de aceite mineral en agua Este ti¡:,o de e mulsión comprende un porcentaje de aceite mineral soluble variable entre 2 y 15 %, y tiene buen poder lubricante con propiedades anticormsivas. La temperatura de trabajo está comprend ida entre +10 y +70 "C. Es resistente a la infla mación. Dado que se trata de una emulsión, cuando está en reposo, la emulsión se rompe, volviendo a la situación de régimen norma l con eJ agitado del prod ucto. Debe mantenerse limpio de impurezas. La posible descomposición por microorganismos se controla añadiendo agentes bactericidas a la emulsión.

Emulsión de ngun etl aceite • • • •

Esta e mulsión comprende entre SO y 60 % de aceite. Tiene un poder lubrica.n te muy superior a las emu lsiones aceite/agua. 1...o rosistc.nci:i a l:i i.nfüunac:ión os i1, for ior a 1:i cmu lsi6n ac:citc/agua. La temperatura de servicio está comprendida entre +10 y +70 "C.

Uquidos sintéticos Las principales cualidades d e estos líquidos son ]as sigufontes: • Muy buena resistencia al fuego. • Buenas cualidades Jubricantes, superior a los líq uidos d e base acuosa. • Amplio campo d e aplicación en lo que se refiere a Jas temperaturas. • Buen en vejecimiento y conservación. • Jncompatib1e con juntas y pinturas normales. Los principa les líquidos sintéticos son los siguientes:

l:stms fo.
Hidrocarburos dorados o hnlogenados No son muy empleados por su e levado coste.

smcrmas Tie nen un índice de viscosidad muy elevado. Son compuesl'Os orgánicos en los que est.i e l silicio. La temperatura de servicio oscila entre-70"C y +300"C. Tienen un fndke de visco~'idad muy elevado. 152 • O Ediciones Paraninfo

Hidráulica

Tienen una gran resistencia a la hidrólisis (combinación que con e l agua produce ácidos y a lcoholes.

Liquidas mine~ales Son los líquidos hid rá ulicos más empleados, dado que su rel.,ción calidad-precio es muy buena, y sus principales propiedades son: Vis,:osidad. la ,,;scosidad de trabajo en los líquidos hidráulicos está comprendida entre 15 a 2,5 ºE, )' 120 cSt, equivalentes 2,5 "E y 16 "E, siendo los valores más normales d e u tilización los comprendidos entre 35 y 70 cSt, equivalentes a 4.,5 "E y 9 °E.

indice de viscosidad Para aceites hidráulicos se considera el siguiente índice de viscosidad: • De 60 a 70 se considera un índice de ,,;scosidad (Vl) bajo. • De 80 " 90, bueno. • De 90 a l.00, muy bueno. • Por encima de 100, excelente. Poder antiesp wma. La espuma es una consecuencia de la falta de estabilidad de la dispersión del aire en e l aceite. Un buen p urgado reduce la espuma en e l líquido.

Filmorresistencia. Resistencia límite a la rotul'a de la película de aceite que cubre las partes en presión. Muy importante para prevenir desgaste premaluro de los órganos d el circuito. DemuJsibilida.d. Un b uen aceite debe tener un índice que no supere 40, aunq ue se puede modificar con los aditivos que acompañan al aceite. Untosidad. Es la propiedad que tiene un líqui do de mante nerse adherido a las superficies, para así e";rar el contacto directo entre piezas d eslizantes. f nd.ice de acidez. El índice de acidez se expresa en miligramos (mg) de potasa (KOH) que son necesarios para neutralizar 1 gramo de aceite a ensayar, y su resu lttado debe ser menor de 0,1. El aceite hidráulico debe ser neutro. Si es ácido, puede tener un efecto corrosivo muy perjud icial para e l conjunto de la instal ación y sus e lementos. La acid ez en el 1fqujdo h.idrAu l.ico lo hace corrosivo, situación que se debe evitar.

Estabilidad quiimica. Con la temperatura, el oxígeno y otras :,'Ustancias q ue recoge el líquido al recor rer el circujto, tales como hierro, p lomo, cobre., estaño, cinc, ácidos, etc., resultan agentes perjudiciales y tiend en a su envejecimjento. La estabilidad quínúca es u n factor q ue da resistencia al envejecimiento d el líquid o. Evitar temperaturas elevadas en los circuitos, impurezas, formación de espuma, partículas metálicaoe; y otras acciones que ayuden a mantener el 1íqujdo en buenas condiciones de servicio d urante más tiempo. Se puede ensayar el comportamiento de las juntas y cauchos introduciéndolos en e l líquido a ensayar durante 168 horas (7 días) a +70 "C. Punto d e inflamación. Tcmpcratu.r a a ta cual se obtiene una combustión permanente si se les aproxima una llama que está a +20 ºC sobre el punto de destello.

Punto de autoinflamací6n. Te mperatura a la cual los vapores de aceite se inflaman espontáneamente. @Ediciones Paraninfo• 153

Hidr6ulica

Técnologío y circuitos de opllcoci6n de neumático, hl'dr6ulico y electn'ddad

Aceites vegetal es Los aceites vegetales están constituidos a base de ricino y alcohol, y a unque tuvieron importancia en épocas pasadas por tener buenas cua lidades Jubricantes y p erm itir u tiliz..u ju ntas a base d e cau cho natural han qu edado en desuso c uando comenzaron a u tilizarse las juntas de cau cho sintético. Tienen el inconveniente de q ue estos aceites se d egeneran con el tiempo y con el uso, llegando a volverse oxidantes.

2.2.3. Aditivos que se añaden a los líquidos hidráulicos Los aditivos tienen la finalidad de mejorar, conservar y dar propiedades especiales a los líquidos hidráu licos. EnLTC los principales aditivos, están los sigu ientes: Aditivos viscosos. Aume ntan la viscosidad del liquido hidráulico.

Aditivos anticongelantes. Mejoran la íluidez o bajas temperaturas, impidiendo la for-

2.2.5. Duración de los líquidos hidrá ulicos De acu erdo con la calidad del líquido y la temperatura a la q ue trabaja se establece la Tabla 2.5 que nos: orienta sobre su d uración o vid a útiL Tabla 2.5. Vida illll de llquldos hldráullcos.

~-d• ..... 1o

, . . _ . ... de ..,..clo, en 'C

- d • beJe calded

Acellee de bueno celldld

Acelleedeeltl cellded

Muy buenas

<3S

2.000 a 3.ooo h

10.000 a 15.000 h

>20.000 h

Buenas

38044

1.500 a 2.500 h

8.000 a 10.000 h

12.000 a 20.000 h

Regulares

44a55

1.000 a 2.000 h

4.000 a 5.000 h

8.oooa 12.oooh

M,,tas

55a65

500 a 1.000 h

2.000 a 4.000 h

4.000 a a.ooo h

Muy matas

>65

500a 1.000h

2.000a4.000h

mación de c ristales de parafina. Aditivos de adherencia. lvtejoran la adherencia a las pa redes de los elementos metálicos del circuito. Aditivos antiespuma. Reducen la formación de espuma. Las siliconas son los produc-

tos antiespuma más u tilizados (una parte de silicon a por 10'p.ut es de fluido). Antioxida ntes. Estos productos evitan la formación d e posos insolubles e n el aceite y el aumento d e la viscosidad. Según sea la temperatura d el fluid o, los productos a uti• tizar son los siguientes: • •

Para trabajar e ntre 100 y 130 1)C: aminas-fenoles y aminofenoles. Para trabajar e ntre 150 y 20Q<)C: produ ctos con contenidos d e azufre o fósforo, o ambos a la vez.

Otros aditivos. Tales como los in hibidorcs de corrosión (an ticorrosivos) y los aditivos anti herrumbre.

2.2.6. Conservación de los líquidos hidráulicos De la buena conservación de los líquidos hidráulicos depende en gran parte el correcto funcionamiento de todos los elementos de la instalación, y q ue se den menor nú mero de averías, por Jo c ual, hay que hacer un segu i núento periódico de] mismo, de acuerdo con las indicaciones q ue se hacen a continu ación:

• • • • • • •

2.2.4. Líquidos hidráulicos resistentes al fuego

•

Los líquidos hidráulicos comúnmente utiliUtdos está n constituidos a base de aceites q ue proceden del petróleo. Al ser hidroca rburos, tienen riesgo de incendio cuando se dan las circ unstancias propicias. En lugares con r iesgo de incendio o explosión, hay

• •

q u t: t:vil.JL' ka u tilizaci611 Ut: líY,u.iUu:; u u1 JedvaJus Ut:1 pt:U'últ:u, p;;s.n1 lu y_ut: l1,;1y qut:

recurrir a líquid os especiales que sean poco inflamahles. La u tilización de estos líquid os disminuye la calidad y las p restaciones respecto a los líquid os convencion ales basados en derivados de] petróleo. Los líquidos hidráulicos resistentes al fuego p ueden ser: De base acuosa: emulsiones aceite en agu a, e mulsiones agua en aceite y soluciones agua--glicol. Sin téticos: ésteres fosfóricos, hidrocarburos cloru rados y siliconas 154 • 4'.I Ediciones P-araninfo

m

Un fluido hid ráulko n o es para toda la vida de la insta lación, y no d ebemos oh~d ar q ue está ahí. Realizar an álisis periódicos. Verificar el estado de los filtros. Limpiarlos y cambiarlos cu ando proceda. Evitar que se den en el circuito temperaturas mu y elevadas en el fl uido. Control.ar los niveles de líquido en el depósito. La aspiración y los retorn os deben estar cubiertos de Auido en todo momento. E,~tar la formación de espuma. Evit.n la contamin~ción del Auido con sustancias externas. Evitar la entrada de aguo. fa~tar que el fluido vaya acompañado d e aire. Purgar cuando procedo. SÍMBOLOS HIDRÁULICOS

Los símbolos hidráulicos se ajustan a normas. Hay q ue conocerlos, para así interpretar y ,,.leer" los esquemas hidráulicos. A continuación se presenta un.a recopilación de los principales símbolos, muchos de ellos utilizados en las figuras, circuitos y esque.. mas d e este apar tado.

@Ediciones Paraninfo • 155


Hidrdulica

Símbolos ltidráulicos 2

Símbolos JtidráuUcos 1

81rnbolo

·-t-

++

-

Donomlnocl6n Tubería de carga

tfglda. Tubedafte-.

Cruce de tuberías con unión. Cruce de tuberías sin unión. Tubería de maniobra (pllotado).

Derivación tapada (cerrada).

tL ü

Recipiente para fluido hldréulloo.

e,?

Recipiente para fluido hldréulloo a presión.

_L

o -- 4 ｾ＠

Escape de aire

Acumulador hldréulloo. FlllrO de fluido. Sfmllolo general. FIitro con purga.

T --6:).il 156 •

e Edicior.esParaninfo

©-

con1ente alterna.

©=

Moto< 1tffésk:o de c:orrienie alama.

O=

Molo< témilco.

Moto< monofásico de

9=

C?=

o/= ｾ＠

ｾ＠ =f.* o,[ .

"l{ b[.

--10 -Bomba de

Motot- hidrau1ico. a) Un &eotldo del flujo. b) Doble sentido del flujo.

Motot- hidrau1ico de caudal varlable. a) Un &eotldo de flujo. b) Doble sentido del flujo. Motot- hidrau1ico oscilante con ｾ＠ de rotad6n lmllado.

Acdooamlemos: a) Mecénóco. b) Pulsador. e) Leva. d) Pedal.

·~

o,{.

,, a[

rzL[ .

Acdc:wwnlemos: a) Resorte. b) Roldana.

C) 86cl1co a bobina.

d)Elédrlco adoble bobina.

llave de paso (grtfo).

'

LO:[ ｾ＠

Bomba de caudal constan1e. a) Un &eotldo del flujo. b) Doble sentido del flujo.

lntercamblador de calor. Refrigerador. lmercamblador de calor. Refrigerador lfquldo. Pr8$0Stal0.

•

.

A<:donamlénlos:

a)NetMnállco. b) Hlcr.lulco. c)Neuméllc»-

hldréuloo. d) -ldréullco.

a) Eje con un ....Ido

+ +:±:

81mbolo

Denomlnecf6,i

ｾﾡ＠

Válvula de doble control y regulac:16n de caudal. Para regular los dOG ....ldOGde circulación del fluido hidráulico.

Do, ..........

oc:[ oc:[

Bomba de caudal variable. a) Un &eotldo del flujo. b) Ooble-tido dél flujo.

"'? t6 9= 9'

• s,[

8lmbaló

Deno,. .IICI&,

Manómeb'o.

lmercamblador de calor. Cal&nlador.

-4-

Sln,lli,lo

u

de giro. b) Eje con doble senddo de giro. e) EndavamlenlO

mecárko.

L-

-

--

~~,S:

L

-

-

1

J

-

Válvula doble de retención oon

accionamiento pilotado po, la p,...ión

del circuito.

a) lnldo de

l•

1 T

•

l

u

ｾ＠ｾ＠

lnstaladón. b) No hay lllujo hldréuloo. e) Hayffulo hldréuloo.

-

dlfen,ndaJ. Séllalapraslón

máxima y mínima.

caudalímMrO.

ｾ＠

--O')-

Ol{

eo.uoor.,-llzador.

Válvulas antlrretorno: a) PIiotado a la apertura b) PIiotado a la apertura con drenaje.

ｾＭｾｾＭ

Válvulas !Imitadoras

¡~ ~---｛ｾ

'

ｾ＠

dep,eslcln

.

A<:donamlénlo .-ltadoendOG sentidos.

t. t

b) Vélwla

--+- . -E:3- .

a) V.IM.da reguladora dé caudal (vat1able). b) V.!Mia reguladora

i;r ,

Selector de circuitos.

a)Vélwla anlfrTalOmo.

anlfrTalOmo con

Válvulas de reduoclón dep,eslcln:

ｾｊ＠

•

=

ape,,ura p,1otada.

de caudal en un

sentido. Co,ijt>,IO de regulador más anl:lrretomo.

(segu~dad). a) PIiotado lmemo. b) PIiotado extooor a dlstanola.

..iJ~ J·-·

a) Reductora.

b) Reductora con retención. e) Reductora dlf&mnolal con drenado.

Válvula da exclusión.

© Edidones Paraninfo • 157

Técnologlo y drcuitos de. opHcoc16n dt neum6tko, hidfdulico y eltttrlcidod

Hklr6ullca

Simbo/os lridrául-icos 3

. . . .o

Dlno111lneoldll

[{(~ ·•··0,; • r'L 1 ,:. ~ \.

.....

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9

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ｾ＠

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llfflbolo

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[¿:I) " [X]'.] " rx;::}]J~

[Xi!:,1DJ •

IXIR:nJ.,

íXrnIDI • ™1J.

"

e) Por palanco manual y ondavamltn!o ....,.,,leo.

cz[I}... •

d) Por olectmmén y reromo po, ré80r'le .

"

czCD:z, • c[D-> .,

!• 1 t?J

l:-rrIJ:!. • w; 1.,]:::JM

f) 3p/4Y

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g) 3p/4v

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h) 3p/4v

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o) 3p/4v

ｾ＠ 158 • O Ediciones Paraninfo

l.rO,

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b) 2p/3v

d) 3p/4Y

b) Por aoclonarnlenln mecénlco y ralomo po
•

Villwlas-as: a)Do8P0$1(2p) y doe vlu (2v).

e) 2p/4v

r::t,_IJ1J .

r:QJN

Vtlvulaa de contra¡,,Mlón: Estas villvulaa originan una COntra¡lfMlón a la salida del aoruador, que deberá .. vencida pare que Nta pueda moverse. a) PIiotado 111Como. b) PIiotado ol
ｾ＠

C"..D

Aoclonamlenlo o pilotado d e ~ dlSl~boJldoras. a) Por pulsador en un senlldoy..-no po< ,....,,,.

Válvulas de

secuencia: Pennlten • Impelan el pa$O de caudal enro do1 poncoo do un circuito mectanl8 pilotado Interno o externo. a) PIiotado l11Como. bl PIiotado e><1emo . e) Con relllnclcln.

Simbo/os hidráulicos 4 . . . .o Denollllneol6n

Denon"h1mtln

e) Por aire y..-no po< ,....,,,.

f) Por fluido 1-j(Hullco yrelomopo, resorte.

•

.

l~I' , ｾ＠

[tjlf3 ,

lífl[

ｾ＠

"

•

J·

.,

C&=

[(8:PJ

1) o. doblo efecto. F'.reno e,n el lado Izquierdo, ,eguhll>lo• g) O. doblo electo. Freno &n ambas carreras. h) o. doblo efecto. ~reno regul@lt en ambas carreras. 9 CIUndro taloscóplco do simple electo.

DCmndro taloscóplco do doble eleclO.

111 .,

ｾ＠

Meconlamos artlcu1ados.

Coneldor.es rotativas: - De 1 vra. • De 3vfaa.

Dls~o do paro brusco. Dlsp<)Sl!lvo de enclavamiento.

k) Multlpllcador de presión.

·-

: 1

Den0ffllNCl6li

9 CIiindro en

dlferenclal. m) Converildo
?· #. ｾ＠

-e-

poslclo,_. QuedaenolODno pilotado (bleslabla). h) Por aire para lu dol poolclonto.

VALVULAINT 3vlle

-é.

-*

1) Por eloelrolm.in para lasdoc posicionas

.

extremas.

j) Por palanca manual.

-é-

Representado en posición cenlrO.

y

manualmente. Enrepooo, poolc:1611 centro.

-$

* * * *

JL
Tonn.!metro.

ｾ＠

·-e

ｾ＠

ｾ＠ｾ＠

ｾ＠

VALVUUINL hlu

ｾ＠

>@a

==<>'=e

VALVIU8DUy4

ｾ＠

CIiindros hldréulcos: a) O. almpe tle<:IO. b) O. olmple eltc1o.

m

e) Do doblo olado. d) o. doblo-· Doble váolaQo.

El grupo hidráulico es la parte de la instalación donde se pone el fl uido en presión y se controla la ca lidad y estado del mismo. Para su estudio, lo vamo!ii a dividir en dos partes, como son: el depósito que contiene el fluido hidráulico, Figura 2.14, y el gru· pode bombeo y los dispositivos de detección y conlrol, representado e n la Figura 2.15.

"

"

1~ 1

g) Por electrom6n para ludOI

k) Por olodl'Cllmán

:,

o) CIiindro. Freno en lado Izquierdo.

llfflbolo

GRUPOS HIDRÁULICOS


71 HJdróulica

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electricidad

Depósito y complementos

@

O tras veces, el volumen del depósito se determina en función del cauda l de la bomba. • El volumen tota l del depósito será igual a 3 o 4 veces el cauda l del circuito. • Res-pecto al llenado total del depósito se aconseja dejas libre (vacio) entre un 10 y un 15 % de su capacidad total pa.ra cornpensa.r djJataciones térm.icas, almacen ado de gases y otros. En el depósito se realizan o tras funciones, tales como: • •

Los elemcncn..11 prlndpole8 que ooompt1fto11 t1I depó81to de u nn central hid ráulico 11on lns siguientes: 8. Sonda e.lk trico de nivel. l. Oep611lto, 9, Sonda e.lk lrica de temperatura. 2. Uandeja de recogid& de fugait de aceite. 3.

Respiradero o aireación natural del depóGit('.

4.

5.

6. 7.

Nivel visual del flu id o al macenado e n el depósito (nivel mfnitn o, nivel normal y nivel máximo). Resistencia calefactora. Toma de fluido (aspiración}. Tapa de registro lateral.

10. 'IApón de la boca de Uenado que podrá dis poner de filtro. 1J. Llegada del íluido de retomo. 12. Refr igeración del fluido con intercam· biador agua/aceite. 13. Líquido h id ráulico. 14. Grifo por donde vaciar el depósito

(d..ague).

Figura 2 .14. Elementos principal&& del depósito hldráullco.

Refrigerado del líqu;cto hidráulico o su calentamiento, si procede. Filtrado del líquido (eliminación de L, suciedad y partículas contaminantes). • Inicio de la instalación a partir de la bomba y retomo del l!quido. • Sobre el propio depósito se instala fa motobomba y los elementos de control, y si la instalación es peq ueña, el armario e1éctrico. Por úlHmo, el depósito contiene el líquido hidráulico, fundamenta l en la instalación oleohidráulica. Grupo de bombeo y los dispositivos de detección y control El dep<>sito ae comp lem enta con e l grup o de bombeo y IOf. aparatos d e d e tección, con-

trol y acondicionamiento del fluido.

En este apartado vamos a estudiar las principales fórmulas de cálculo de un grupo lúdráulico, q ue está formado por motor eléctrico, bomba y elementos de maniobra y protección. La Figura 2.15 corresponde al esquema de un grupo hidráulico que pone en presión y servicio un fluido hidráuHco.

@

Carocteri'., ticas del dep6sito de fluido: El depósito, como ya se ha d icho, es uno de los elementos principales del circuito oleohidráulico, ya que almacena y trata el llquido hidráulico mediante el cual se transmjte la energfa a los dife rentes aparatos de mando y control y a los receptores actuadores. Los depósitos deben reunir una serie de condiciones como las que se relacionan a continuación: T.ns m;itpri;ilpc: Pn 'l"*' Pst," n rom,trnirini:. .C:PT~n ;irlpru:.utns :\1 lí'}nirlo h 1.. dráulico a almacenar, de manera q ue n o pueda ser atacado por las sustan.. das químicas contenidas en el líqui do, ni se puedan despren der pa.rtícu las que lo ensucien y degraden . Jnteriormente el d epósito puede llevar un tratamiento e.speciat. Es recomendable que en su perímetro disponga de una bandeja para la recogida de fugas. t.., capacidad del depósito será capaz de almacenar todo el lfquido del circuito en situación de parada, con un excedente que podría llegar hasta el 30 %. 160 • O Ediciones Paraninfo

1 1

1 1 1

@ _ _ _____ .J:

Flgura 2.15. Esquema básico de un grupo hidráulico. @ Ediciones Paraninfo • 161

Tecnología y circuitos de aplicación de neumódco, hidráulico y electdcidad

Lo• elemento• que contiene el esquema representado en la Figura 2.15 son los siguientes: l.

2.

Recipie nte o de pósito que contiene et fl uido htdr,ullco y sopo·rt• dll tren•

U11 d istribuidor de accle>ntim len· to manunl paro dor pHo al Auldo

te&e lementos. Incorpora una bandejR par8 la recogida de fugas. Nivel visual del Auido hid.r~uJico e n el

que se quiera medi r oon un mt1• nóme tro.

9.

Salida de p resión h idr~ulica hacia el

""°iph•nto:>

3.

4. 5.

6,

7. 8.

10.

Respiradero def dep66ito con l'iltro de l p para evitar la e ntrada de pofvo y su ciedad. Detector e léctrico de nh •el, tipo boya., con indicación de los ni'\-eJes alto y bajo. Detector e léctrico de temper8tur8 del fluido hidráulico con ind icación de temperatura baja y muy alta, C rupo motnbQmba de pueshl en p re•

Re tomo del Ruido h idráulico a l depósito. 1l. Refrigerador del Ruido hidráulico por medio de un intercambiador. 12. Alimentación de agua fria a l intercambiador, por ejemplo., 30 1/min con agua a 25 "C. 13. Un d i,;tribuidor abrirá. e l pa,io de agua cu,mdo e l fl u ido hidráulico e8té ca·

8ión y drcultición del fluid() hidráulico. El grupo está t1ccl,mt1dn por u n mo tor tiif,!llco con rotor en corl'o circuito. Equipo de regulación compuesto por:

tiente, PlltfO del fluido hldr6ullcocon detección de un e:11,Lodn de limpieza. L& ma• lla de fi ltrodo podrd ser de 4 a 20µ..

1.4·,

15.

Una \,1lvu la d e segu:ridad tarada a un a dete.nninada presión. Un manómetro in dicador de presión.

Detector de temperatura que seré el medio a tra1;éi. del cual se pilota el di&tribuidor q ue pennite e l p.aso de agua hada el intercambiador.

También p ued e incorporar otros elementos de control y protección. Rep resentación simbólica de las principales bombas hidráulicas El símbolo no tiene en cuenta el procedimiento de bombeo y presurización (engranajes, paletas., pistones., helicoidales y otras).

'"'"'"°'"' ,~ ,.

L.~rr·•· 1

l

•ob~ '"' f,sur• l . 16-·· fk'IIT'l'9Jr klkWIJffll1•t'1ll'ffU!1úll

°'-•• h4.•"liv• • c,11.hi.tl , tin~t,,nh' ...,,,,~1.1J, .. 1:•r1 .,..,..,-...... un ....,-ii.lodi.',tirv

ti

e...,mt,;i dt ('11uJ¡I «,n"l.lnh· l n """1"S,, d,•

&.~rnb.l • c.1"J.ll un;.bl,• rt~ h~ub(4óln r..-uJ•l Ln ""'11.do d" 1,m,

7.

~lhl

l. &.:.nlN ｾ＠

c.aud.ll \ .lnalr Un .-.Jo ..X gl.ro.

C, llomb.a dr ui.td...11 corut.a.nt~. Coa M!Rltdo. dt' guo.

8. Bomb.J de p.ud.u ai uu.ta.l, .a.rwb. con l..a.1011 Je pn,a,1n. L11 K"11L1Ju ｾ＠

suu.

.t.,

""u

S. Bomba d(' oud11I nra•bk. Do, .wntido,, dt' guo

Gt ntrolldad,s • ttntr tn cuenta D11titt1,iotJado dt bis mrrmlts J1id11folicas.:

r,quen.. pre>lón nominal de O a 50 bar. Media presion: de 50 a 150 b.u Alta presiOO; de 150a 250 l>ar )' más. úirartaist,n,s ¡mnnpnJN mptdo • : Volumen del depó>1tcr I'

J Q<' (lmin}

Siendo: Q;- - Caudal de.- la bomba, en 1/mm, Prc-;IÓfl nominal a qJfflanl.5tri1r1 en bar filtro de ••hda (asp1rac1011)· 160 µ (micras)

filtro tle ll,i;ad• (retorno): 1 500 • 2 000 11 \l,\ lvul• ti<" ,e;;uml•d: S.: rq¡lar.\ a: r. • p 1,1

p - l'resíón de scrvic10, en bar

0

®

Oispondn de manómetro indlclldor de La presión. Sonda de temperatura La temperatura en el depósito no debe sobrepasar 65 a 70-C.

®

l'ottncia d el motor <'ltctriro que corr..-ponde a !a bomba (P.1

P.

©

®

p

'1- ' ,,

P,, flW)

rJ,

'\..-,,_.,,,,

Figura 2.16. Símbolos que reprGSent.an bombas hldrá.u11cas. 1 6 2 • O Ediciones Parani nfo

c,c-..,,........ .

163

Hidt611lica

p_pQ(kW) " 612 p

~.i'J

P. - 44

Paletas (rotor y equilib radas). Tornillos sinfín manuales. De caudal variable: Paletas sin equilibrar. Pistones (radiales, axiales y eje inclinado-barrilete).

I'/, ({'V)

La Figura 2.18 muestra una bomba lú dráulica d e alta presión.

P, · PotfflCoa del• bomoo, en kW 'l..• Renduruento ~meo del~ bomb.,. '1, - Rendmu.cnto ,nd,m,ento tot•l de la bomb., . p f>re
111 BOMBAS HIDRÁULICAS J...is bombos hidriulic.as son máquinas que penen en presión el fluido hidr.iulic,o y que es impuls.>do por ellas a lo Llrgo del circuito. J...i Figu:ra 2.l7 com,spondc al esquema de una bomba de c n g r ~ Alpuonodo _ _ , ,

Figura 2.18. Bomba hidfAulica dé alta presión (>250 bar).

Las bombas de engranajes son las más utilizadas en aplicaciones hidráulicas, qu e por sus caracterlsticas las hacen muy válidas para resolver muchac;; aplicaáones 'industria• les. Las caracteristicas principales de estas bombas son: •

Trabajan a presion es q ue p ueden superar los 200 bar en régimen continu o

• • • •

Se puede incrementar Ja presión generada, redu ciendo el caudal Funcionan a velocidades comprendidas entre 500 y 3.500 rpm. Son de conslrucci6n sóHda y de volumen reducido. En el mercado se encuentra una amplia gama de bombas, tanto en dimensiones, como en los valores de caudal, presión y potencia. El rendimiento en condiciones normales máximas oscila entre 85 y 90 %, que baja rápidamen te con el desgaste de la bomba.

y en una sola etapa

·-deo-·2.5.1. Tipos de bombas Encont'41mos vanos hpos de bomOOs, a partar de que el caudal sea constante o ~·a..

nablc: De C-•udal (Ons).

•

Las bombas de engranajes p ueden ser: Bombas de en granajes exteriores para grandes caudales y presiones relati• vamente bajas. Bombas de e n gra.n ajes interiores con buen rendimiento volumétrico, próximo al 98 %, que tienen bu ena aspiración, y son silenciosas y de oon s,. trucci6n compacta. Bombas de engranajes múltiples. Tienen u na o varias salidas independientes. El caudal que proporciona una bomba de e ngranajes se calcula de forma aproximada mediante la siguiente fórmula:

O Eáiciooes Paran;nfo • 165

3. Rendimiento de las bombas mJ5 ulllludll OpMbn (l 'mm) 1 000

a) Bombas de engranajes .... . . . ........ . ............ (),J;u 0,85 b) Bomba de paletas . . ...... . . . ........ . .•...... . .•. 0.90 a 0.95 c) Bomba de pistones... •. .. • . .. .• . ..••.. . ••..••. .. • . 0,70 a 0,95

-

P,,

Dp - Diámetro prurutl''O, en cm. M - ｾ＠ lódulo del fflgrana,c, ¡, - And,o del dimtc.. c,n c:m n - '\"umero de rt"-olUCIO!ll.,. por mmuto (rpm) la potmaa dd motor dectnro 'llK ocaona •• bomba se calcula mro,antc la fórmuk p ; •

fJ ll· /

ｾ＠

~. • 0,75 (rend [miento total). q • O.SO (rendimiento volumétrico~ q_ • 0.90 (rendimiento hidráuliro/mec.inico~

1 000

4. Pokncia dd motor eléctrico que acciona la bomba bidriulica p

- Rmdimicnto.

2.5.2. Fórmulas de cálculo para bombas en general 1. Potencia neceuria pan el a«lonamlento de una bomba hldr.lulia (PJ P.

= 1/ • ,,_

5iend0t

cos•·q (1:W)

U - Tensióo. en ,-ol1ios (V). I - Intensidad, en amperios (A) cos 1' - Factor de potencia. ｾ＠

~.- ¡;;;

...l!....fL (~WI

-

; ./f t

/
1000

1:W" I '

ll;I b k \·aJor corn°"pondt'n .al ,·;aloe dr L, potencia nrct'Sl.J'U a.lcuJacb

1 de .._..,k Jf7'oll'bdo.

pm b tomwb del punto

5. Caudal teórico de una bomba hidráulica de engranajes externos

612·'1

Q = 0.10412 Dp·•·a·nlm •I Siend0<

Q - Cauda~ m'/s. Dp - Diámetro pr imitivo de la rueda motriz. en mm. m - Módulo del engranaje. • - Ancho del diente, en mm. 11 - Velocidad de rotación, en rpm.

P - Po1encia. en I.W. P - Potencia. en CV. p - Presion. en bar. ri. - Rendimiento total.

6. Velocidad dd fluido en la tubcria (v,I

2. Cau
º

= 2Jr Dp_ " " 1 000

Pp- D"1metm prim,11,0 \1 - \lódulo del engrana,e. 1, -Ancho del diente, en c m. 11 - Vdocidad de giro. en rpm.

ft•

1-

1

• (l mm)

21,22 J

Siend0<

Q- Caudal circulante. en 1/ min. ,1 - Diámet ro del tubo. en cm.

Q

lm>)

Hidráulica

2.5.3. Pri ncipales caracterí$ticas de las bombas hidráulicas

2 .5.4. Bomba de engranajes

Caud al. &el ,·olumm ele Ruido que entrq;• I• bumb• m I• umd.J ck hempo• 1 500 rpm

Las bombas d e engranajes se utilizan par a grandes c.audales y presiones relativamen• te bajas. Son de constru cción sen cilla, fáciles de utilizar y con rendimientos de hasta e190 %.

C3,odal

"""""ª' dt> la bomoo (QJ "

".

-

\' 11

fJ

Estas bombas pueden ser: rl (1 mm)

l. 000

V - \'olumen o c•udill g<"Otnnnro que propumona una bomb,.1, cn cm1 11 umcrv d,· rc,oluc10n<"" ¡, ronoct'r la prt> <0¡,.,rt• la bomb.l E.tt', alor..., dado por el fobnc:ante Veloclruid de giro. Se debe romocer Umbién par• c.ikul.u el m«an,smo de acdonJ·

miento para que suminisue es., caud•L Rendim iento de I• bomb•. El que le C<>m!"J'Ond• por tipo y íabncacion. Se con•id._... ran: Rr.,.frmrmto t<~umtlnro. El rcndmticnto volum<'tnro de la bomoo <'> cl coocntc que se

obtieni, al dividir cl c•ud.tl de liquido que compnme I• bomba y cl que teóric.unmte debería comprimir Dicho en ot= tcrrmn°" cl rcnd1mK"nto n,lumétnco expre
El rer,dimiento ,·olumt'trlro e,. un fdClor de t., bomb.l muy 1mport,1 nte, pu<'>.,_ p,trttr d<' ｾ＠ se puede analu,ar fo CllJ'3(1dad dt d1"'110 y d t<.tóklo M de,g.,,te en qU<" S<' " "

Bombas d e engranajes interiores. Bombas d e engra najes mOltiplcs. Bombas de tomillos. Una bomba de engranajes consta básicamente de "Una ca rcasa exterior que en su inte· rior oloja los c11granajes y e n e l exterior t iene los a coplam ientos roscados para conectar el conducto de aspiración por un lado y por el otro el conducto de ímp ulsi6n.

En e l interior de la carcasa está n los dos e ngran ajes o p iñones, siendo u no el motriz o cond uctor y qu e está acoplado en el exte rior a l eje del motor e léctrico y e l otro p iñón es e l conducido. Los p iñones están acoplados a la car casa y tiene n las ho1gu ras normales e n tre die n tes d e ambos piñones, a través de lo s c uales e l líquido aspirado es conducido hada a l lado de la impulsión. El caudal y la presión v ienen dados por la capacidad o volumen que tien en los huecos u holguras e ntre d ientes y e l ajuste en tre los mismos para poder dar p resión al liquido. Los piñones está n fabricados generalme nte e n acero al cromo-níquel y cementad os a una profun dida d de 0,7 a 1 mm, que les a.,egura un.a d ureza elevada y finalmente son rectificad os. Los dientes de los p iñones para uso en bombas tienen un tallado diferen• te q ue los convencionales. El cu erpo o carcasa es de fu n d ición gris o de una a leación de alumi nio. Lty
ru~ntr> una b()mb,1.

FJ l't'ndimi..nhl, <1lun1rtriro ..- .e afet•t.-Jo umbi<>n por Ll ph"iit\n .i..1Ruido hidtlull• ro que se tran.,pott.1 y umbi~n por la temperatura del mismo Rtndrmr~nlo lllttlt!!Íro. El rcnd,mic'nto mcdnico mide las perdidas de cner¡;ia mcc.ini-

l. Carcalioa. 2. B.ngmnaje!I. 3. Cámara.

< 4-.

4. Entrada del íluido, Aspiración.

que se prodlJC'en en•~ bomba. debidas ..il rozami.!nto y a LJ fricción de los mt..""'C~nismos i nli!mos.

5 . Salid a d e l fluido. l mp ulldón b.ajo

ln tcrm,nos gcncra~ se pucdc ~firmar que una bombil de b.l10 rc-nd,m,cnto mccaniro es un• bomoo de desgaste .i«lerado Rrt1J1mrtt1l<1 t,•t•I "1(1,J..,¡ El rt'nJ,m,cntu tot,11 " r,lob.il e• el product<, tle fo, rcnd imn.-nto• ,·ólumé-troa> y rn<-c•ntro 5" ll•m• lt>t,11 pon1ue m,dc I• d,c....,c1,1i;,-ner,,I de I• t,omb., ""•U función d,· boml,c;r liqu ,Jo • pre"On, con cl ,,porte min1ffl<' de cm•r gi,1 .il <1e Je I• bomb•. A•I !"'•"", el rmd1ml('11IO t<>t•I se "'P"'"" coo,o el rm<.11lo p.,ra

S ímbolos de un grupo mo ttlbomlxl de caudal Ajo y de caud al vt1rhlbfe.

Cil

prodoc,r 13 pn" nom,n,I del ,l,tem.i_

pre1ión .

Motobomba el& caudal nio

Motobomba. de caudal varlable

Rgura 2.19. Croquis de una bomba de engranaJ&S. 168 •

o [die~ ,.,,.,,..,,o


El c•udal tot.il q~ propomorna ""ª bomb., de.- <-ngran•J<"> ..- colrulo de.- form,, •pro>.1 mad• medtffll<' Lt ,1gu,entr fótmula,

l,:Dp.líb• (l m111t 1.000

Q• = - - - ' - - - -

Entrada aspiración

Dp - Diámetro pnm,tn'O, en cm. M - Módulo del engnna,c. I> - Ancho del diente, en mL n - Número de 11"-olucic,no por minuto (rpm)

Rotor Palet>

Figura 2.20. Bomba dé paletas.

2.5 .5. Bomba de paletas Otro de los tipos de bomba es la de paletas, pudtmdo ser de ca.udal ftjo o va.rublo, con \11\d gama muy amplía de utiliz.adón en lo que a caudales se refiere, pudiendo osdlar liU aplic.lción entre 2.5 y 300 1/min.

Esll? tipo de bomba tr.tbaja a baja pn!SIOI\, s,endo..., campo normal de utiliz.aaon de O a 140 bar, a ,,,locidadcs que oscilan entre 500 \' 3.000 rpm. El pnncipio de funcioNrrumto en qur "" b.t.sa esta bomba C'OMistc W5icamcntc en un rotor m el que ""alo¡.tn unas paletas móvtles qu., i;ar;in dmtro de una camara (c.irter).

2.5.6. Bomba de pistones axiales Las bombas de pistones se u tilizan para grandes presiones, que pueden variar en.. tre 'L'i() y 2.000 bar,con caudales que a&ilan entre 0,3 y250 dm' /min y velocidades de hasta 7.000 rpm.

Hay bombas de pistones en línea, de pistones radiales y de pistones axiales. los diferentes caudales se consiguen modificando el ángulo que forma el plato incli-, nado con el eje del motor, lo q ue hace variar la carrera del pistón, y así, la cilindrada.

l..1> pa.kt.,.,, toman d ment• 1• Pre
(),- 2b

lf[lf (R'-r' )-( R-r),:] ·

cosa

(1mm)

Eje

motñz

Q - C"ud•~ m 1/mm 1, • Anchura dd rolor, ..-n cm n • Numero d..- .....- oluet<>n<-S por mmuto (rpm)

R - RMIJo ma)O< dd p..-rfil dd AtUllo <">lál<>r. <'n cm r - Rikl,o menor del pttfiJ del .uullo ~tator, ffl cm e F.~p('S('I' de la p11 ｾ＠ m cm : - "1umcro J..- p.,k•ta, " - Angulo J<1 ,nchn.l("O<)n J<' I• p.,leta con ,..,,l)l'<.10 .,1raJ,o. L1 Figura 2.20 muestra el croquis Je ronstrucclÓI\ y func,onamlenlo de una bomba de pat..-th

Leyenda:

5. Di.'>po.'>itirn desliz.ante de regulación.

l. Eje que se acopla al motor de accionamiento nor-

6. Pistones.

malmente elktrico. 2. Pla to inclinado.

7. Bielas que unen la placa oscilante con loe pist~ nes.

3. Placa oecilante.

8.Cáma.ra.

4. Rodamie ntos interpuestos entre la placa oscilante y el plato indinado.

9. Uola de retención (antirretomo~ 10. Bola de retención (antirretomo~

Figura 2.21 . Bomba dé pistones axlales.

170 • e

e-,.......,""°

©EdKionesParaninfo • 171

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electdo·dad

m

MOTORES HIDRÁULICOS

r-

Los motores hidráulicos son máquinas que transfonnan la energfa d el fluido hidráulico q ue se les aplica en una encrgfa mecánica rotativa que se toma del eje del propio motor.

2.R n - - (rad ., 60

e,¡ •

En la Figu ra 2.22sc prescn t..1 un motor hidr.tiulko.

P-

Estudiamos a cont inuación las principales fórmulas aplicadas a l cálculo de los motores h id r.t.u licos.

,\f n (LW) 9.550

p Q IJ..

jkW)

600

~- - O,kO • 0,11.S'.I

Q- C1udJ I dt> alln1...nt.i. Ión, ..n 1/ mln

q, - Caltndr;wla reducida

,,. - Velocod3d .mgular, en rad/'11 - Velocidad dc rotil<1ón. ,·n rpm J\f - Par1 t't'I l\nt. 3. Caudal •bsorbldo por el motor (Q)

()- 16•" 'l.

º

Figura 2.22. Motor hldráutico para una presión dél ftuldo de hasta 30 bar.

l. Par torsor en el eje del motor (M)

M=F · r M=~. q,

Siendo: 1\.1 - Par torsor, en Nm. F - Fuerza, e n N. r- Radio de g iro, en m. t>., - Prc,;ón llti l (t>., • p, - p,). Di fcrcncia de presión c nh'c la presión de cnlTada (p.) y la presión de sal ida (p). q, - C ilindrada reducida. q - C ilindrado por revolución.

2. Potencia desarrollada por el motor

Q = q, . m P=,\,f · m

P = Q · '1¡, 172 • O Ed iciones Paraninfo

(1 m,n)

I' n l . 10' "· ( m,01

q - Cllind rada teór"'"· en l/m1n. Velocidad de rotxi
11 -

4. Vcloddad e n • 1

•J• de l motor (n) n-

101 Q 1/ q

(rpm)

S. P,,.16n util tn t i motor 1\.l 612 p (barl Q IJ, 6. Caud•I consumido por un motor hidr•ulico

Q- 10q, "'l.

(1

m1n)

Hidróu/ica


7. Representación simbolizada de motores hidráulicos En la Figura 2.23 se represent:a.n motores hidráulicos de forma simbolizada.

La Figura 2.24 muestra un actuador o motor oscilante en el que se aprecian los sigu ientes elementos: 1. Cámara del cilindro. 2. Tope fijo que delimita la carrera del 1,"lifltago (cremallera), l. Vástago. 4 , C..rcMl'li,

S. ' lbpe111 regulablM que delimHt1n la Ct'lirre-

@

@

Leyeuda: l . Motor hidráulico de caudal constante. No reversible.

2. Motor hidr.iuHco de caudal consta.nte. Revel'8ible. 3. Motor hidráulico de caudal va riable. N'o reversible. 4. Motor hidr.iuJico de caudal varia~e. l{evel'8ible. 5. Motor hidráulico oecilante.

Rgura 2.23. Representación slmboll2ada de motores hldráulloos.

rt'I del v.islagoy el ,ngulo de &11'(), 6. 6ntTJdu y Mlidas del fluido a la ctimu,1 del dllndro. 7. ~mbolc,,, 8. B¡e giratorio donde se hoce la opUcoción. 9. l>iM n transmi.!lor del esfuerw. 10. ' l'uerc.a del tapón de re.lleno.

U . Carcasa. 12.Aceite.

Rgura 2.24. Motor oscilante o ac.h.Jador hidráulico.

La Figura 2.25 represent:a el esquema de aplicación correspondiente al mando de un actuador hidráulico desde un dh;tribuidor de 3p y 4v de accionamiento manual. El motor oscilante tiene regulación de velocidad para sus dos movimientos. El esquema dispone de un antirretorno y una válvula reguladora de presión.

8. Tipos de motores hidráulicos Los motores hidráulicos son máquinas hidrostáticac;. Existen varios tipos de motores atendiendo a su forma constructiva, como son: • Motor hidráulico de engranajes. • Motor hidráulico de paletas. • Motor hidráulico de pistones rad iales. • Motor hidráulico de pistones axiales. Los motores hidráulicos son accionados por el fluido hidráulico que llega por las tuberías y que es accionado por unai bomba hid.ráulie.1.

Símbolo RC1

RC2

Hay mucha similitud construcHva entre las bombas y los motores hidráulicos.

m

MOTOR OSCILANTE (ACTUADOR H IDRÁULICO)

El motor oscilante o actuador consta de dos cil indros opuestos con un vástago común que es una cremallera mediante la cual se mueve un piñón, q ue gira a derecha o iz.. quierda según que actúe uno u olTo cilindro. Tiene muchas aplicaciones especialmen· te para la abertura y cierre de compuertas y válvufas, !,'U posibilidad de giro es por lo general ilúerior a 360". Rgura 2.25. Circuito hidráulico para motor oscilante o actuador hldráuUco. 174 • O Ediciones Parani nfo

©Ediciones Paraninfo• 175

Hidr6ullco

Tecnologlo y circuitos de oplicoclón de neum6tfco, hidl'dullco y efoctrlddad

m

DISTRIBUIDORES HIDRÁULICOS

Posición da bloqueo para 2 vru y abierto para otras 2 vfas.

Los distribuidores hid ráulicos, como su nombre indica, tienen la íinalidad de distri· buirel .flujdo hidráulico en las direcciones que convengan a la maniobra a rea1iza.r por los aparatos. Hay d iversos métodos de dishibución del fluido, algu nos de los cuales se relacionan a continuación. Los distribuidores neumáticos son similares en !,"U funcionamiento a los distribuido· res hidráu.1icos. Existen diferentes tipos de distribuidores: Para pequeños y media.nos caudales. Permiten dos o tres posiciones estables y g ran cantidad de accionamien tos. Tienen el defecto de q ue el cierre da lugar a pequeñas fugas_, en a lgunos ca• sos. b) De asie11/o Aunque son básicamente de dos posiciones, también puede haber de tres po• s idones. • Para pequeños y medianos caudales. • Tienen un cierre eficaz. e) Gimtorios • Permiten un número elevado de maniobras estables. • Para toda la gama de caudales. d) De placa de distribución e) Ot:ros tipos o si.stemas, segú,i gama de losfabricantes

f) Represe11tación y participación de los dist,ribuidores El distribuidor con independencia de su forma constructiva, queda definido por el número de posiciones (p) que puede alcanzar y por el número de vías (v) correspon• diente a una posición.

g) Representación y particularidades de los distrib1tidores

CJ

O]

lIIl 00

61


Posición en la que las 4 vfu están comunicadas.

h) Represer1tació11 simbólica de los distribuidores indica11do posicioues y número de vías

rn

Distribuidor dé 2 posiciones (2p).

a) De corredero

o

Posición con 3 vías abiertas y 1 vfa bloqueada.

Cada cuadrado Indica una posición qua puede tomar el
Posición dé blO
Distribuidor de 3 posiciones (3p).

DIS111buldor de 4 p0$lclones (4p)

11 1 1 1

i) Ejemplos de represet1tació11 de distribi,idores

wil

Dlstribuldcrdé 2 vías (2v) y 2 posiciones (2p), (2v/2p o 212).

m

Dlstribulde< dé 3 vías y 2 posiciones (3vl2p).

[IIXJ

Dlstribulde< dé 4 vías y 3 posiciones (4vl2p).

1111::1x1 111:1::1,x:1

Dlstribulde< dé 4 vías y 3 posiciones {4vl3p). Dlstribulde< dé 6 vías y 3 posiciones (Bvl3p).

11 11::1a1x1

Dlstribulde< dé 4 vías y 4 posiciones (4v/4P).

k) Repre-sentació,r de diferentes procedimientos para accionar distribuidores

t=

O=

l=

7=

= = F

MI [ZJ

0=

--1>--C -·<3-C EC

--.. -e ce rzc: cC

Accionamientos manuales: o musculares:.

Accionamientos mecánloos.

ｾ＠

Accionamientos eléeo1cos. Acclonamlent0$ neumáticos.

Accionamientos hldráulloos. Acclonamlent0$ ml,ctos.

O Ediciones P1'8nlnfo •

177

Hidráulica


1) Represe,itación de distn"buidores am sus accionamientns Accionamiento

manual para las do$

__

p0$lclOr>e$.

,,-r-r-i.., "-1-..l......JY

Aocion.amlento neumático para una posición y rell)mo a la po,¡lclón por

resorte.

Accionamiento por pulsador para una p0$lclón y retorno a la posición de reposo po< resorte.

Accionamiento por electroimán para una posición y retorno a la posición do reposo por resorte.

"'"1-,_J_j'I v1

A
t?1

En reposo, el distribuido< eotá .., p0$lclón oentro como consecuenda de lo& dos resortes antagónico&. Las otras dos po&k:lones sopllolan e&écb'lcamente.

ｾ＠

A

+

T

1

T

Posición 1

re&orte.

W

rn

..._..__,__,_-'--'"

Posición 2

Posld6n3

Seguidamente estudiamos diversos distribuidores hidráulicos para así poder com .. prender mejor los diferentes esquemas y aplicaciones que se estudian en este capitulo d edicado a instalaciones hidráulicas. Distri buidor hidráulico de 3p y 4v de accionamiento manual La Figura 2.26 muestra un distribuidor de tres posiciones (3p) y cuatro vfas (4v) con posición de centro cerrado, de accionamiento manual Posición l. A esta posición corresponde la situación intermedia, en la que todas las vfas están cerradas. Posición 2. En esta situación el fluido tiene entrada a l circuito utilizador y al m ismo tiempo se da escape a I fluido lxljo presión que tenía una parte del circuito. Posición 3. Situación similar a la anterior pero conmutan do la entrada por salida }' la s.,lida por entrada.

Figura 2.28. R&pmsentacl6n de las tres poslelone.s que toma el distribuidor.

• .. _ . Posición 1

Posición 2

¡

¡

l.

N

1

En la parte superior de la 6gura se representa simbolizado el distnouidor de 3p y 4v, que se ha estudiado en sus tres posiciones de trabajo. Distribuidor hidráulico de 2p y 4v accionado por electrovlllvuln El pilotado del d istribuidor se hace por medio de una electroválvula con retomo de la corredera a su posición de reposo por resorte.

Figura 2.27. Ropresentaclón do las dos posiciones d9 un distribuidor con accionamiento por electroválvula y retorno por resorte.

Posición 1. Distribuidor en posición de reposo. Posición 2. Distribuidor accionado por la electroválvula. En la parte inferior se representa el súnbolocorrespondiente al distribuidor estudiado.

178 • O EdicionesParaninfo

© Ediciones Paraninfo• 179

Tecnología y drcuitos de oplicoción de neumóócoi hidráulico y electriddod

Fl - fucrz., dcsarroll.>d.i por el cilindro en su salida., en !'.: o daN. f2 - Fuer.ta desarroll.l
Distribuidor de 3p y 4v de accionamiento neumático y posición centro para el reposo Distribuidor de 3p y 4v con pilotado interno por fluido neumático para las dos posiciones exteriores. En reposo, sin pilotado, el distnDuidor se encuentra en posición de centro cerrado. A esta posición Je llegan los resortes.

2.9.1. Fórmulas de cálculo aplicadas a cilindros h idráulicos R oltndro< hidr.tul,c"" y por t-anto su, f6rmu1Js de c;\kuk, I•• misma> qut,,,... h;m aploc.do • los cdmdroo, neum,íh• cu,, con I• dúm:ncw ck qU<", moto.• ca,o, lo, ,·ilion,, ck la rtt>J<Ín MJekn >C.T muy ek-vado; ;i lo, C'OmpilnfflO> ron lo, ohnJn.,; n.'WJ\Al,ro., q"<' ;on muy Nf11> (no >ltt'-len

"°"

...,~,..•n 10'> 10 b.ar}

t . Fuerzas desuroll•das por el cilindro a/ El, ti '""""""ntoM
El distribuidor está representado en reposo, con posición de centro cerrado. Dos re• sortes ponen al distribuidor en posición centro. A ambos lados del distribuidor seco .. tocan las dos electroválvulac;;. El pilotado de la corredera se hace con aire neumático.

FI • p · Sl(cb l Sl<'!'ldflt

p - Presión, en bar.

S1 - Sección. en on 1•

En la parte inferior queda representado el símbolo correspondiente.

m

~/ E11 ti .,.,.,,,...,,110.ktnl,,.. atl ~v. tlll
El cilindro hidráulico es uno de los aparatos más utilizado en las aplicaciones hidráulicac;;.

e/ EquiNJmoo..<:

CI LI NDROS HIDRÁULICOS

"1,1 t t i

F2 p S2 (da~J

-.F1 • ~F2 L = carrera

1,

1 K - 0.102 ltp

---, _ _ _ .J

.1

p - Presión a la que s·e suministra el fluido hidráulico, en bar. SI - Sección del émbolo por el lado libre (SI >52). Sl = 0,785 0 2, en cm2:. 52 - Sección del émbolo por el lado ron vástago (S2
(0 Ediciones Paraninfo

cm'- 1 cla'
101'. = 1 d:i1'

1 kp='= 0,981 bar

lkp 9,81 , ,., c1a,

l kp cm1"'1 bu

2- Presión neasarb p•r• efectuar una íueru (f) p- F Cbarl

Figura 2.29. Clllndro hkfr.iulloo oon sus datos de cáJcuk> más represenwtvos.

Los valores que definen un cilindro hidráuliro son los siguientes:

1 boar-10

s

S.cnd
F - Fume.., "" da!\

S - Sem6n. en cm' 3. Volu n,<,n netts.irio ~n dH.>rrollar una a nua(\/}

Gtooono,.,• .,.r,1,o • 181

9

Q • 60 · J'

Siendo:

(1

mm)

I

L - Carrc-rll, en mm

Siendo.

S - S«aon, m cm'

S - S«ción cid lado ron,idcrodo, en cm' V - \'cloctdad de d~ilL\m1mto, m m/• v - Volumen de la carrcl.l, m htros (1) t - T,empo, m 5q;undos (s).

t . RrndJmknto volumétrko, con,sid.-r.u,do f113u (~....) O.SS• 0.9S

1\

S. Tiempo en re•liur un~ arrer• (t)

9. Rendimiento d• un ci lindro FJ n·ndlmi,·nto J,, un dlir\
)'el'"""""'º

S L 6

J,, la 1nn d<.". Fug.ude fluídos hJdr.iu lw:o,,. Pl!rdida,. de carg.i. Roum1CJ>tos )' esl.ldo del cilindro. Respuesla de los elemenlos complemenLlrios del circuito.

Q 10' (,)

I - Carrer.1., t-.n mm. S - s«dót'I. en cm'

Q-C.1udal, en l/m1n

2.9.2. Present.ición comerci.il de cilindros

6. Secciones del cilindro (5)

•> Stm,;n S1 SI •

!!....E... • 0. 785 4 1C)()

100

D fcm' J

Siendo D - DiJ metro. en m rn. h1Sro-iJnS1

SJ

,r ( o'

- d · ) O.TSS(D' -,t')

-1 100

-

100

. fon·)

Sk-ndo J Ot!mdro dd ,·•>-ta¡;<\ m mm 7. V,l0
' )

10' lm l!I

•,

{) (

)

6 S m• · ' •

0,166 () ( , S m,,,

Siendo,

L - Carrcrll, m mm. t - 1..,mpo, en cm · Q-C.iuda l real, en Vmm S - !>«c,on, en cm' 8. Caud.a.l n«oe>ario p•n rt~liur u_n movimJ,nto (Q) Q

182 • 0

(diCO"fl

,.,..,.,,o

6 S·1 (lmin)

Figura 2.31. Cil1,,dfo& hidr6ulicoa apkad0&. I.M't,I MeQU,na de OOfM ~fCU (COMIOClll''lf'S y

OfUc.....ionMJ.

Tecnología y circul'tos de aplicación de neumóffco, hidráulico y eleetdcidad

..-

2.9.3. Representación simbolizada de cilindros hidráulicos llpoe de ollndroe hldr6ullooe

111

11 t':\ZS7\ZSJ 1

:

ｾ＠

l~I

1

VÚUIQO.

1

5. Cllindro de doble efecto. Frenado del émbolo al flnel de los movlmientot de salida y enlrada. 6. Cllindro de doble efecto. Frenado regulable del émbolo en el flnal del

:

l!Jji!

: :

1

lf!r :

1

1

:

11

1

ｾ＠ 11

""º'"º del émbolo. 7. Cllindro de doble efecto.

Frenado regulable del émbolo en los movimientos de salda y entrada.

c6marJ8 del cilindro. 6 )' 1. SístemA regulAdor de la velocidAd en e l de8plazamiento extremo d el v~8tago, tanto en s.alida como en entrada. 8. Torni Uo para realizar la purga de la cámara del ohndro.

lineal del c ilindro. 3. f!mbolo. Parte móvil del cilindro aJ que se aplica la presión del Ruido (ambo.11 lado.'1). 4. Parte del émbolo destinada a la regulación de la velocidad en sus dos de.'lpluamientos extremos.

· Entrada por efecto de una fuerza resorte

<,JO Incorpora el d lindro. 3. Cllindro de doble efecto. Símbolo general. · Salida por efecto de la presión. · Entrada por ef8Clo do la proslón. 4. Cllindro de doble efecto. Frenado del émbOlo al final dél retomo dél

5. Agujero roSOJdo para l.a alhnentadón de IM

1. Pistón o c:ámort1 del c ilindro. 2.. V6st.11go. 8Je me ntt·, p rincfpnl de ltl aplicación

. Solldo por ofocto do to. proción.

1

Iµ b

Ltyendn referente n la F;gum 2..32:

1. crnndro de simple electo. · Salida por efecto de la presión. · Entrada por efecto de una fuerza exte,na. 2. Cllindro de simple electo.

111 1

:

Hidráulica

Tabla 2.6. Medidas nonnanzadas de los elllndros hJdráullcos.

o) Comnonol'llllladu llglln CelOp 25

50

80

125

400

25

32

40

50

63

12

16

16

22

500

600

800 1.INJO 1.200 1.500 2.000 2.500

mm

125

mm

b) D-roe de loe p i - (-loe)

28

60

100

~

Dl6m-deloeri...goe

36

45

160

56

70

200

250

80

110

320

400

140

190

220

280

mm

Nota: bajo dc111a11do, se fabrican cilindros c11n otros carrems, vllstagos y diámclros. Tabla 2.7. Diámetro y rosca de las entradas de fluido al cilindro

6. Cllindro de doble efecto con dolllo véslago.

D-ro lnlallar dol cllndro

22

32

R....,.. paro 111-1 de ollmontacl6n

114"

318"

6 8

10 12

(1)

Símbolo general. 9. Cllindro telosoóplco de dolllo ef8Clo. Símbolo gooeraf.

D1""81ro da pego:• mfnlmo

63

60

100 125

20-0

1/'Z'

314"

1"

12 16

18 20

20 24

40

50

1.W 1114"

220 250 280 1 112·

320 360 400 2"

25 30

32 40

38 5()

Cl>Tambit'!n c.'úrrcsponde a l diámctn') del t!mbúfo.

oc. :

:

10 CIiindro telesoóplco de dolllo efecto.

Vclocida.d del líquido en b tubcrfa de a.lh:ncnta.ci6n .:t.l cilindro 11. CIiindro dHeroocfaJ.

2.9.4. Representación de un cilindro hidráulico de doble efecto con sistema de amortiguación a los extremos Este tipo de cilindro corresponde al represent<'ldo con el número 7 del apartado 2.9.3.

Lo impo,tante de la tubería, además de los agujeros de entrada/ solida del Ou.ido, es el diámetro interior o diámetro de paso rea l del líquido. Las dimensiones del l\lbo deben coincidir con las del cilindro para que los caudales de aprovisionamiento sean proporcionales. La velocidad máxima del liquido en la tubería es de 4 a 6 m/s.

-

COMPONENTES HIDRÁULICOS

lvluchos son los componentes que intervienen en los circuitos h.idráulicos y alguno de e11os con muchas variantes. A continuación se presentan los más importantes q ue se complementan con otros que se estud ian aplicados a esquemas en este m.ismo capítulo.

l. Válvula limítadora de presión Figura 2.32.Clllndro hidráulico. 184 • G:l Ediciones Parani nfo

Su función es la de li mitar la presión o un valor determinado en lo. pa rte de circuito sobTe la que tenga influencia.. @Ediciones Paraninfo• 185

Hidr6ulica

Tecnología y drcuitos de aplicación de neumático~hidróulic.o y electricidad

c,

C2

---..,

1

@

B

@

UJ

APLICACn N

F1gura 2.33. Válvulas llmltadoras de presión y apllcadón.

a) Va1vula limitadom de presión. Símbolo ge,1eml Est., válvula también se denomina válvula de seguridad. Se pone a descarga cuando la presión de la tubería supera la presión de reglado. b) Va1vula limitadom de presión con posibilidad de regular la presión de puesta a descarga Este elemento está presente en casi todas las instalaciones. A la izquierda q ueda re.. presentado un ejemplo de aplicación.

@

__,

@ - ?i

VAR

p

APLICACIÓN

1. Válvula de secuencia con regulador exterior. 2. Válvula de secue.ru:fa con regulación exte:rio:r por pilotado. 3. Ejemplo de aplicación de una váh"tlla. de secuencia aplicada a dos cilindros aoopladoe en derivación, para que la entra.da de tos vástagos sea e l cilindro Cl prioritario sobre C2.

Figura 2 .35. Vélvulas de secuencia y aplcaclón.

2. Válvulas reductoras de presión

4. Válvulas de equilibrado

Permiten regular la presión en la u tilización. Es posible que no todos los aparatos funcionen con la misma presión, por lo que será necesario un dispositivo que permita se.. leccionar la presión que interese al circuito.

Las válvulas de equilibrado son válvulas de mando directo y purga interna, que en este caso tiene la funáón de crear una resistenáa hidráulica q ue pennite mantener una carga. Cuando estas válvulas se utilizan para esta función, se Jes denomina válvulas de desea rga

fL ~ -

APLICACIÓN 1 1

~ r 'i1 ,

l I.J.J

UJ

CD

@

[ ~ -_!, -

@

CD

VAR

l L

1. Válvula reductora. de presión. Sfmbolo general. 2. Válvula reductora. de presión en un solo sentido.

p

3. Válvula reductora. de presión que funciona de forma diferencial entre las presiones de 1 y i. Figura 2.34. Válvulas reductoras dé préSlón.

3. Válvulas de secuencia Este tipo de válvulas se emplean cuando interesa que las entradas de los vástagos de dos dlind ros se hagan con cierto desfase en la maniobra,. siendo uno de ellos priorita .. rio.

186 • C) Ediciones Paraninfo

@

1.. Símbolo general. 2. Ejemplo de aplicación Figura 2.36. Vélvula de equllll>
S. Reguladores de caudal Estos elementos regulan el paso de fluido en el árcuito donde están instalados.


Tec.nologlo y circuitos dt oplicocl6n de neum6dco, hidr6ullco y elet:tric.idad

Hidr6ullco Leytmda de ICI Ms1m1 2.39:

l. Váh•ula antirretorr~o. l>aso de fluido en f!entido 2-l. Pfujooortado c uando e l origen e!lt.Á en l.

2. Válvula antirretomo. Plujo cortado e n sentido 1·2. Habn'i paso 1'·2' si ee piloLa la \--álvula por 3. 3. Conjunto de dOB válvulas anLirretorno que &e emplean e n cilindro., hidniulicOB. Cuando &e e.n. vfa fl uido a travé..'I de VAl, la válvula VA2 permitir.i el paso de fluido ]'.2\ al est:a.r pilol'ada por 3. 4. Válvula antirretomocon presión lfmíte regulada. No pasa fl uido en sentido 1.2 mientras no ee

supe.re la pre..'lión de regiado. No pasa Ruido en &enLid o 2,1. 5. Válvula antirretomo con regulación de la presión máxima a vo!untad. l. 2. 3.

4. 5.

6.

Regulador de caudal. Símbolo general. Regulador de caudal con posibilid ad de que (a regula ción se haga manua lmente. Diafragma. Reducción de (a i.ecdón de la tubería en un pun to dado para reducir el caudal de pa1>0. Regulador de caudal en una dirección. De 1 hacia 2. Regulador de caud al unidireccional. De 1 hacia 2. Regulador de caudal de tres \
Figura 2.37, Reguladores de caudal

El tipo de válvulas (4) y (5) se util izan también como válvulas de presión máxima, y también, como válvulas de seguridad.

8. Manómetros Son aparatos q ue seiialan la presión del Ouido en el lugar q ue están instalados. Según sea el lugar donde estén insta lad os, se evi tarán los goJpes de ariete o impulsos bruscos que lleven al deterioro del manómetro.

6. Reguladores de circuitos Los reguladores de circujto se colocan al principio o inicio de la instalación.

0

@

2.

El regulador de cauda( puede ser, oomo en es.te caso, para un solo circuito, m ie ntras q ue hay circunstancias e n fas que !le prec.isa regular loe circuitos uno a uno. Regulador de cauda( para dos.circuitoe. Llegada por 1 y salidas. por 2 y 3.

3.

Regulador de caudal para cuatro circuitos.. Llagada port y salidas por 2., 3, 4 y 5.

1.

l. 2. 3. 4.

Manómetro acoplado directa.mente al circuito a medir. Manómetro que efectuará. la medida cuando !le abra e l grifo. Manómetro que efectuará. la medida m ie ntras se puJsa e l distribuidor. Manómetro que efectua ré la medida mientras se pulsa e l d istribuidor y que e n reposo se de~ carga de p resión quedando e l ma.nómetro a presión cero.

Figura 2.40. Procedimientos de medida con manómeb'os:.

Figura 2 .38. Olsposlcl6n de réQuladores de caudal en e l lnklo de los: circuitos.

7. Válv ulas antinetomo

9. Presostatos

Las vá lvulas antirretom o impiden el paso d e fl uido en un sentido. Evitan el retroceso del fluido o que lleve u.n determinado camino.

Son aparatos q ue deteclan la presión del íluido en el lugar de la instalación en la que están instalados. Algunos d e sus cometid os son;

CD

ｾ＠

VA1 2

--3 2 ...ｾ＠ __3.J 2

Figura 2.39. Válvulas a ntlrretorno.


VA,2 1·.

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----.J

t2 1

f. 1

@

Conocer la presión y hacer uso de s u medida tiene aplicación d irecta en los circuitos con 6nes muy d iversos, como p ued en ser: Conocer y controla.r la presión real de un circuito o pa.rte de la instalación. Detección de los valores máximos. Detección de los valores mínimos. Poder establecer niveles de funcionamiento, como son: Que pueda funcionar el circu ito cuando se tiene constancia de que hay presión. Que p ueda funcionar el circuito entre ciertos niveles d e presión. O Ediciones Paraninfo • 189

Hidr6ulica

Tecnología y drcuitos de oplicoción de neumático¡ hidróulic.o y electricidad

AYisar cuando se produce una presión muy elevada o muy baja. Otras condiciones de marcha y contra) que convengan aJ circuito o instalación

0

Cuando esto suceda.. no habrá filtrado., lo que entraña un riesgo muy importante para el propio fluido y para los aparatos por los que circula.

La obturación del filtro puede detectarse por diferentes sistemas, algunos de los cuales se recogen en la Figura 2.43. A

¡-·-· ·- ·1

r -· A -, @

®

l . Presoetato. S(mboto general. 2. Presoetato con ttgUlación de la presión a detectar. 3. Presoetato para oontrol.a:r nn.-eles de presión máxima y m fnima.

.

.

1

.

.

1

B Altro para fluido hklráulco.

srmbolo general.

Figura 2,,41. Pr&SOStatos.

,·-

JO. Filtrado del fluido El filtrado del fluido es imprescindible en todo circuito hidráulico, Jo que se consigue intercalando una malla, con un paso (agujero) que debe ser adecuado para retener las particulas que se generan en el circuito. El estado de conservación del filtro deberá ser una garantia para asegurar el correcto estado del fluido en lo que se re6ere a suciedad. Para e\•itar defectos de funcionamiento en el circuito por obturación del fi)lTo, se colo .. ca en paralelo una válvula antirretomo reglada convenientemente a una baja presión, que permitirá el paso de fluido cuando este encuentre dificultad de paso por el filtro.

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L .____ 1

.

i

i i

1

1

i __ j B

Filtro con SaSléma de derivación o by-pass para permllir el paso del fluido cuando se

ob1u18el tltro.

A

·- ·- ¡ 0 i i

1

i L ._ .

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B

Rhro con Indicador de obrutadón por medio de un manómetro.

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A

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B Filtro con sistema de obturaol6n mecánico. A

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1 1

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1

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1

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i

EJ.=~

,_ __ __ j

i i

B

Rhro con Indicador de obrutadón éléctr1oo.

Filtro con deteooión de oblJ.Jradón por

presosla!O y salda de se/lal.

0 l . Filtro. Disposición básica.

2. Filtro con by-pass.

Figura 2,,42,. FIitrado del nuido hidtiiulko.

Como se ha dicho, el filtro es un e lemento imprescindible en todos los circui tos, sien .. d o normal que haya uno a la llegada al depósito, pudiendo haber otro en la impulsión. Hay que asegurar la buena calidad del fluido eliminando todo tipo de impure• :ws. los filtros suelen llevar un sistema by·pass (derivación) para así permitir el paso

del fluido por otro circuito cuando se obture el fillro en servido, después de vencer la resistencia de un antirretomo.

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- A~ _

1 1 .

c-r•~ 1

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~PEI t....o .

L __ _ ·- ·- - ·- J le

Rhro con detecolón de obturación por

presostato y salidas de sanaJ óptica y

eléculca.

Montaje de dos con)Jntos de filtrado en paraJelo para que funcione uno u otro. El que se enouentra fuera de servicio es el obturado, que se est.i 11111)lando o susd:uyendo, o ya en espéra de entrar en

--

Figura 2 .4 3. Otrerentes opciones de filtros para cirtUk)S hidráulicos.

190 • C) Ediciones Paraninfo


Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electric:idod

Hidróullca

11. lntercambiadores de calor

13. Distribuidores hidráulicos

En algunas aplicaciones resull.1 lmprescindible mantener el fluido dentro de unos niveles óptimos de temperatura, de manera que permitan su conservación para así evitar su degradación por efecto de la temperatura.

No hay diferencia apreciable entre un distribuidor que pilota arre comprimido que otro de fluido hidráulico en lo que se refiere a su forma y furcionamiento. SI hay diferencia en lo que atañe a su forma constructiva. No es lo mismo trabajar con presiones en tomo a 10 bar, que superiores a 200 bar.

La refrigeración d el fluido normalmente se realiza a través de interca mbiadores e n los que el fluido refrigerante es agua a temperatura de 20 a 25 "C.

Vamos a hacer un repaso sobre su funcionamiento, teniendo presente lo estudiado en

No toda...:; las centrales hidráulicas llevan intercalador, la.e; llevar.i.n aquellas en las que

la tecnología neumática.

las circunstan cias de su instalación y funciona miento den lugar a generar temperatura elevada en el flujo.

a) F11t1e:ionn111icnto de 1111 distrib11idor de 2p y 4v La Figura 2.46 muestra la representación gráfica del í uncionamiento d e un distribuidor de 2p y 4v con accionamiento por X para una posición y retorno de la corredera a la posición de reposo por medio de un resorte.

@

@

B pilotado puede ser manual, mecánico, neumático o eléctrico.

- Posición 1. Vástago en reposo • Posición 2. Vástago f"1otado por X

mm1m:= +l

l. Rmlger•dor con llqu'klo.

2. Calentador,

3. Refrigerador o calentador.

Figura 2M. lntercamblad0tes de calor.

¡ f 4

2

Po$1clón 1

+2

Pt.t.lel6a 2

1¡p

12. Aplicación de filtro e intercamb iador

f3 ¡.

La Figura 2.45 muestra un ejemplo de aplicación de los dos últimos elementos estudiados (filtro e intercambiador de calor o refrigerador) a ni,,el de la central hidráulica. Ttatamiento del /luido a través de la ccntTal hidráulica.

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HIDRÁULICA -----------~ ¡__;;=:;;;::=~.=:¡,,Siondl de lefflpeiratura

192 • C> fdiQonesParaninfo

Figura 2.46. Réprosontacl6n do .., distribuidor do 21> (poslclonos 1 y 2) y 4v (agujeros).

• Ejemplo de aplicacíó,r

e, l. Pilo-ado (filtro~ 2. Enfriamiento (lntercambiador).

3. Cakntamiento (resistencias ca.Je:factora.s). 4. Agitado del fluido para su homogeneizado.

Figura 2.47. Aplicacl6n do un -lclor do 2p y 4V para ol

mando dé dé un cDlndfo de doble 8fec10.

Figura 2.45. Empleo de ftltro e fnlercambiador do calor (1$1rtgorado~.

Nota: el fluido del circuito contmrio ni que tiene presió11 se recimdudní ~ mprc ni depósito dd gr11po de pmión. C ~i,lones Paraninfo • 193

Hldl'6ullco

Tcrcnolo,glo y circuitos dtr oplicoc16n dt neum6ffco, hidl'6ullco y electricidad

b) Funcionamic"to ,le un distrib11idor de 3p y 4v con posici6" en reposo de ce"tro cerrado Representación gráfica del funcionamiento de un distribuidor de 3p y 4v con accio· na miento neumático para dos posiciones, y posición centro por efecto de los resortes, cuando el distribuidor está en reposo (sin pilotado). - Posición 1. Situacióu de rept,so (centro cerrado) - Posición 2. AccionamierJW por X - Posición 3. Accionamiento por Y

C1

Figura 2.49. CUlndro oon mando desde un distribuidor d& 3p y 4v con acclonamlento neumático.

e) Fm1do"amic11to de ·u tt distribuidor de 3p y 4v con posid6-11 e11 ·r eposo abierta

Los distribuidores pueden tener diferentes funcionalidades en cada una de ]a posido• nes. En este caso, ]a posición centro es abierta. La elección de] distribuidor dependerá de la necesidad de la aplicación de que se trate. En ]a Figura 2.50 se representan ]as tres posiciones del distribuidor con la parte de símbolo afectada.

Distribuidor l. Tres posiciones y cuatro vías (3p/4v) con posición centro cerrado de reposo. Distribuidor 2. Tres posiciones y cuatro vías (3p/4v) con posición de centro abierto en reposo.

t • .

ESQUEIIA IIDRAUUCO

11CO

ta

IE I A! t f B p

Dlsb'ibuldor 1

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p X~

Posición 1

1.

Figura 2.48. Representación de las tres posiciones por las que pasa &I dlsttlbuldor con la parte de

símbolo atoo!llda.

.. Ejemplo de nplicació11 El esquema tiene el !;iguiente funcionamiento: •

• •

Posición de centro cenado. El émbolo del cilindro Cl queda bloqueado en 1a posición que se encuentre en el momento de pasar a la situación de centro cerrado. Posición con pilotado por X. El vástago de Cl realiza la salida. Posición con pilotado por Y. El vástago de Cl realiza la entrada.


1m1 'I tp 1•

Poslcl6n2

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IEI Af f ¡e p

p

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R

p

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Poslcl6n3


Te01ología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electdo·dad

Hidráulica

e

(Vie11t de la página ,mterior)

ESQUEMA NEUIIÁTICO

-

'* t R

p

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¡ 1•

Posición 1

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IR I 1m1 Al t 1•

Poslclón2

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ESQUEMA HIDIÚ.IUCO Dls&lbuldor 2

p

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~n ' Poslclón3

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Esquema neumático

p

Esquema hldráullco

Figura 2.52. Esquemas comparativos sobre lnstalaclones neumática e hldráu11ca respecto a sus Flgura 2.50. Estudio de las tres posiciones (3p) de un distribuidor de 4v con pllotado a determinar

clrcultos.

IIEI ESQUEMAS HIDRÁULICOS BÁSICOS

Circuitos neumáticos

En este apartado se estudian los principales elementos que constituyen muchos de ]os circuitos h idráulicos.

En los circuitos n eumáticos, el aire d e retorn o, el que no ejecu ta la maniobra, se manda a escape (atmósfera) y se pierde.

El aire bajo p resión q ue empuje a un émbolo, por ejemplo, p uede permanecer en situación de empuje todo e1 tie mpo que sea necesario sin ningún problema. Normalmente, las tomas d e aire bajo presión se hacen d esde una tu bería o colector general, alimentado por u n grupo compresor y que puede atender a u na red muy extensa de elementos n eumáticos.

El circuito neumático necesita engrase (lubricación) para evitar q ue la humedad conlc nida en el aire ne umático oxide elementos Ajos y móviles del circuito, que luego d ificultan el correcto funcionamiento si n o están bien engrasados. Circuítos hídráulícos Figura 2.51. Camión grúa, muchos do sus movimientos funcionan con elementos hidráulicos,

Esquema 1 Diferencia entre circujtos neumáticos e hidráulicos: la s imi)jtud e nt re los circuitos neumáticos e hidráulicos es muy grande en lo que se refiere a trazado d e esquemas y apara tos, particularmente e n su representación simbólica. Sin embargo, hay unas dife rencias muy especificas, como son ]as q ue se enumeran a continuación. 196 • O Ediciones Paraninfo

En los circu itos hidráu licos, el fluido hid rá ulico de retorno debe ser conducido al dcpósíto de la central h idráu lica. El grupo de compresión y bombeo suele a.limen rar a una instalación mucho más limitada e n amplitud q ue el compresor del circuito neumático.

De forma especial, el grupo de compresión y bombeo debe protegerse contra sobrepresiones c uando se corta bruscam ente el paso de fluido_, cosa que en el ciTcuito neumático no tiene apenas repercusión. © Ediciones Paraninfo • 197

Te01ología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electdo·dad

El circuito hidráulico requiere Lubeña de ida y retorno.

t. Pte:slon.es a ronslder.u en el cltt-ulto

Las fugas de aceite son siempre más molestas que las de aire.

P., - Presión atmo,f~rica. ¡> - Presión relativa. la que marc• el manomet:ro. 2. C•ud•I que circul• por ti circuito (Q)

Al no tener es.capes a la atmósfera, no hay problemas por ruido.

Esff"'"'ª 2 Esludio de un circuito hidráu lico completo con representación gráfica. El esquema representado en la Figura 2.53 corresponde• la a limcntación de un cilindro con amortiguación a los dos extremos accionado desde un distribuidor pilotado por una electro• vá.lvula y con fluido hidráulico alimentado desde una central h idráu lica.

Q

. Q

p p

3. Potentl• hldr.luliu dt.,.rrollad• por 1• bomba l\1tenc,a exrre<,.11b ..n tr,,b.1f0 ¡,<>r unad.1J Je tiempo:

El distribuidor es de 2p y 4v con p ilotado por una electroválvula para una posición y

P

retorno por resorte. • Posición 1. Situación de reposo paia el distribuidor. • Posición 2. Distribuidor p ilotado por electroválvula. Siempre hay q ue reconducir el fl ujdo h idráulico al depósito, donde se filtra y también se p uede c.ilentar o enfriar según proceda.

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l\>t~n<:•• .,..r.....,..I•"" tr•b.w y ,..,,lit..Jo por u,u,1..J dé ll<'mpo.

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4. Fórmul•• prktitu d e dkulo

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Siendo:

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¡> - Presión. en bar. Q- C.u daL en 1/min. 'l - Rendimiento d~ la bomba.

S. CalIM n,-co.ana· p - T.t.,"1 • 6000/100 - 60 b.,r CauJoJ ~,rculanlé Q • 251/m ,n Potencia en kW P •

..J!...SL • 6(h 25 600 11 6/lO x O.&S

60 rotenc,a · en cv' P z 411 r "11 =44h -2~ O.SS

• 2.94 • 3 kW

=4 cv

fa¡ u" •lenci,1' 1 kW • 1 OOOW 1 CV • T.l6 Vv 1 kW • 1,36CV Cs,¡11t1,011 3

Ftgura 2.53. Clrcuho completo que Incorpora ta central hidráulica y &I clrcuho que alimenta un clllndro. 198 • O Ediciones Paraninfo

Grcuíto hjdr.1ubco ~imple. Mando de un cahndro dt> doble cl-,cto dc:.dt> un dislribu i· do< de 3p y 4,• ron accion.l.miento manuiL disponienuo el circualo de otros elemi,nto,; que se estudia n en el recuadro ad¡unio, elemento por elemento.

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Anilisis de los elementos del circuito hidráulica.

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Circuito h.ídraulico ron mando desde un distribuidor de 2p \' 4v que esto pilotado por ck!ctrovalvul.i en un sentido y retomo por resorte. El avaOC\! y rctnx'Cso del embolo está controlado por sendos regul.Jdores de caudal

o_.._....... 201

Hidr6ullco

Tccnologlo y circuitos dt oplicocl6n d(t neum6tfco, hidrdullco y elcctriddad

En la Figura 2.55 se repreS<.>nta ,el esquema de forma d idáctic., con todos los e lementos principa les, y en la Figura 2.56 se representa el esquema d e acuerdo a la simbología.

Representación d el circu ito para el mando de un cilindro d e doble efecto C1, con mando desde u n distribu idor (2p/4v) con pilotado q ue puede ser e léctr ico, neumático o hidráu lico.

RC2

El ci rcuito d ispone de regu1aci6n de velocidad para los movimientos de entrada y salida del v.lsrago de a .

RV1

RV2 01

~X

(11

flgura 2 .56. Representación slmbollzada dol mismo circuito hldrá.ullco.

Esquema 5

¡

t

X

Empleo de acumuladores hidráulicos. El acumulador tiene la función de a bsorber un d eterminado volu men d e fluido a presión y devo]verlo al circuito en el mome nto que este lo precise.

(1)

El acu mulad or lúd ráulico se p uede encontrar en algunos circuitos hidráulicos, bajo diferentes formas, como son:

vs

B FIL

ｾ＠

Acumulador de peso. Acumulador de resorte. Acu mulador de pistón. 4. Acumulador de vejiga. 5. Acu mulador de membran a. Las funciones que el acumulador hidráulico realiza en un circuito p ueden ser estas: l. 2. 3.

Posición que toma el distri:>uidor cuando ea1a en posición de reposo.

\J 0 1 Olsb'lbuidor accionado. Vás1ago en situación de salida. 4

DEPÓSITO

Flgura 2.55. Representación didáctica del circuito hktráullco.

Repre!'-:entación esquemática del circuito que arriba se pre!'-:enta gráficamente. Ana liza.r uno y otro circuito verifica.n do el encaminam iento del f.luido, según se trate de la salida o entrada del vástago. Rcgu !ación de velocidad para Ia sa lida del vástago por medio de RC2 y para la e ntrada por medio de RCJ.. l\)

Oi8tribuidor que puede i;e:r pilottt.d~por diferei,1e11 dillpositiV08: neumátioo, hidráu lico<1 pc,relecl:l'(l\f\il

Reserva d e fl u ido a p resión. Cu ando el siste ma precisa presión y cauda l d u rante u.n corto tiempo. Compensación de fu gas. Compen!-iación de volu men4 Elimi nar o reducir los golpes de ariete producidos por cortes bruscos de circulación del Huido. • Disminuir irregularidades de la presión dada por las bombas. Los acumu ladores hidráu licos tendrán el dimensionado que precise la fu nción propia de su utilización y la que le corresponda por las ca.r actcrísticas del circuito. Se recomienda consu ltar con el proveedor en el momento de elegir un acumu Jador.

4

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202 • CI Ediciones Pir1nlnto


Hhlr6ulica

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electricidad p

G

Esquema6 Filtros para el circujto de retomo en centrales hidráulicas . las centra les hidráulicas pueden estar con struidas con diferentes equipamientos en lo que respecta a los filtros situados en la llegada del fluido al depósito, d espués de haber recorrido el fluido todo el circuito y arrastrar las impurezas que ha recogido por desprendimientos, desgaste de piezas y juntas u otras caus.,s, y también, en el circuito de impulsión, que puede ser más tupido que el circuito de llegada.

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Figura 2.57. Pr&s,entaelón de diferentes tipos de acumuladores.

Esquema hidráulico para el mando de un cilindro de doble efecto con regulación de caudal (velocidad) para los dos movim ientos del vástago, por med io de un d istribuidor de 3p y 4v, con po.'Sici6n de centro cerrl!do y numdo por c:lectroim6n p¿,l'i.l lrus po· siciones 1 y 2, retornando al centro (posición D),cuando falta pilotado en E\11 y E\12. El circuito dispone de un amortiguador de golpe de ariete (1) que absorbe o amortigua el empuje o la fuerza de la presión e n el circuito, cuando hay un corte brusco de la circulación del fluido bajo presión,como consecuencia de pasar el distribuidor de Jas posicion es 1 o 2 a la posición 3.

Es conveniente poner filtro e n el agujero de aireación del depósito para evita r q ue entre polvo y otras impurezas del ambiente exterior. La Figura 2.59 nos muestra estos tres filtros colocados sobre el depósito de la central hidráulica: l . Aireación del depósito. 2. Filtrado de la impu lsi6n. 3. Fi Itrado del retorno.

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.,__,.__ _..., Alfé

C1

Fluido

Amortiguador

RC1

RC2 Figura 2.59. Equipamiento de flhros sobre el depósito de una central hldráullca.

Equipos de filtrado con señalización de atasco

AR p

Retomo

Figura 2.58. Circuito que Incorpora un amonlguador hld:ráutlco. 204 • Cl Ediciones P'araninfo

En la Figura 2.60 se muestran tres fil tros con señalización comp1ementaria: Filtro con presostato. Al igual que el fi ltro anterior, el circuito dispon e como seguridad una vá lvula antirrctorno regulada a una determinada presión. El presostato se regu lará a una presión inferior a la de antirretorno. Si por falta de li mpieui del filtro, el circu ito akanu, u na presión determinada, el presostato por medio de su contacto activará una señal acústica, luminosa u otra función. Filtro con indicador visual (manómetro). Si aumenta la presión en la tu .. bería de retorno como consecuencia de la obturación del filtro por falta de limpieza, un a.ntirretorno abrirá e] circujto al llegar a la presión de seguri• @Ediciones Paraninfo • 205

Hidrdulica

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electricidad

•

dad a la que está ajustado. Un indicador de presión señala constantemen .. te la situaáón d el filtro. Si aumenta la presión, es una señal clara de q ue el filtro está sucio. Filtro con indicador luminoso de atasco. El antinetomo abrirá su circui.. to en caso de atasco del filtro, pero con anterioridad, se habrá encendido una lámpara q ue nos avisará del estado de suáedad del filtro.

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Figura 2.60. Tres. formas dé equipamiento d& flhros con det&Cdón de atasco.

Esquema 7 Circuito para e l mando de un cilindro hidráulico de simple electo por medio de un distribuidor d e 3p y 4v con p i lotado manual.

©

La relación de elementos que constituyen el esquema serian los siguientes: l.

2.

3. 4.

5. 6. 7.

8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Cilindro neumático de simple efecto. Retorno o entrada del vástago por efecto de una fuerza exterior. Presostato. Habrá detección cuando el vástago está alimentado con pres ión hidráulica. Distr:ibuidor de 2p y 3v de accionamiento manual y enclavamiento para las dos posiciones. Alimentación flexible al cilindro. Tuberia rígida en el resto del árcuito. Regulador de caudal aju stable para la circulaáón del fluido por esa zona. Válvula reductora de presión. La presión que llega de la central (14), se ajustará en función a las necesidades del circuito u tilizador. En este caso, el cilindro que eleva una determinada carga. Encaminamiento del fluido hidráulico hacia el depósito. Aunque se representen varios depósitos en un mismo esquem~ siempre son el mismo. Distribuidor de 2p y 3v de accionamiento manual (pulsador) y retomo a la posición inicia] por resorte. Manómetro incticador de la presión de llegada. Válvula antirretorno tarada a un determinado valor de presión máxima. Termómetro. Señala la temperatura del fluido hidráulico. Válvula manual de aislamiento. Válvula !imi tadora d e presión (seguridad). Punto en el que se inicia la instalación. Detrás queda el grupo hidráulico.


Figura 2.61. CIiindro hktr4ulioo da simple efec10 con dlsb'ibuldor pilotado manualmente.

Esquet11a 8 Cilindros hidráulicos de simple efecto. Hay aplicacion es en las q ue se emplean ciJin. clros en funciones de simple efecto como los que esludiamos a contiinuación.

Los elementos hidráulicos del circuito son: C1 - Cilindro de simple efecto RCl y RC2 - Reguladores de caudal (veloádad). G - Grifo o válvula de aislamiento. VAP - Válvula antirretomo pilotada. 01 - Distribuidor de 3p/4v de accionamiento manual. VA - Válvula de retención tarada. VD - Váh•ula de descarga (seguridad).

C Edi,ciones Paraninfo • 207

Tecnología y circuitos de op#cación de neumático, Mdróulico y electria'dad

Hidróvlko

2. Entrada del vástago. Bajar con carga. Poner el distribuidor Dl en posición (B). La presión (p) pilota VAP que pernúte el !"'so del fluido almacenado, desde la cámara d el cilindro al depósito, pasando por el regulador de caudal RCl, con lo que se regu• la la velocidad d e bajada. El vaciado de la cámara del cilindro se efectúa por efecto de la carga sobre el émbolo.

ACU

e,

3. Retención de la carga en cualquier posición. Cuando se pasa el distribuidor Dl a la posición centro, se corta la alimentación y el vaciado del circuito, con lo que este queda bloqueado. 4. Amortiguación de las maniobras de parada con carga. El acumulador ACU se encarga de amortiguar las irregularidades de presión que pudieran darse en el circuito.

RC2

Esquema 9 Aplicación de ci Iindros con cargas suspendidas.

Circuito1

e,

Esq uema hidráulico para el mando de un cilindro de doble efecto desde un distnouidor D1 (3p/4v) para el accionanúento de una carga con los siguientes elernent05 de regulación:

.. .. ..

RC2

VA

RC1

p

Figura 2.62. Regulación de

velocidad en los dos movimientos.

RCl - Regu !ación del caudal (velocidad) para el movinúento de bajar. VAP - Válvula de retención pilotada. Esta válvula retiene la carga (suspendida) cuando el distribuidor está en posición de centro. D1/X - Posición para subir la carga, sin regulación de velocidad. D1/Y - Posición para bajar la carga, con regulación de velocidad. D1/C - Posición centro. Retención de la carga. E1 distribuidor D1 podría ser pilotado por accionamiento manual u otra forma, como es por electroválvulac;;, aire neumático o por fluido hidráulico.

Figura 2.63. Circuito para cmndro de slmp&e efecro.

La disposición de los reguladores de caudal en serie (RCl y RC2), Figura 2.63, pennite

la regulación de la velocidad tanto en el movimiento de salida del vástago como en el de entrada Esta posibilidad puede aplicarse al circuito de la Figura 2.62. En cuanto al funcionamiento del circuito, la presión

y circuJación del fluido está ge..

nerada por una bomba situada en la central hidráulica. 1. Salida del vástago. Subir la carga. Poner el distribuidor Dl en posición (S). la pre• sión llega directamente al cilindro para que el vástago realice su salida sin regulación de velocidad, salvo la que imponga la carga a elevar. 208 • O Ediciones Paraninfo

Figura 2.64. Clrcuho 1 para ciUnclro con carga suspendida. © Ediciones Paraninfo • 209


Circuito2 Este esquema corresponde a otra versión del esquema anterior. Función de los aparatos en el esquema

• •

RCl - Regu lación del caudal (velocidad) para el movimiento de bajar. VAP1 - Válvula de retención pi lotada. Esta válvula retiene la carga cuan-

•

D1 - DislTibuidor de 3p y 4v con posición normal de centro cerrado. DX1 - Posición para bajar la carga, con regulación. DX2 - Posición para s ubir la carga, sin regulación D1/C - Posición centro. Retención de la carga.

do el distribuidor csttl en posición de centro.

•

• •

S1 5.-«ión del d"tnbu ,Jor S2 - S« l., r,gura 2 lo(, m.....,1,~ un tjl'm¡,kl de ,1phc,1o(ln il<-1prioclr,ode r,oe•I •rlic,1do, un 4

C'lil"\ .tdor di..' r..1 rg.,.

,

F2

l

C1

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1

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y LL.llQ.L<:l.J ___

j

j

Flgwa 2 .86- Clr'CUl'ID hdr*1'tc:o de accw,ru11Nento manua, ｾ＠

etevw una ~,;a.

a func,on.-.miento dd drcu,to =i• el s,¡;uicntc: •

Pora subir la urg•. Amon,u I• p•lonc., (b<.,mbt-,u) de 1,, bornb., m,1nu,1I (1) -,to y lo ~n, lJ h.cl., d d l,ndro (2). El grifo(~) t"',l,ir, <<'N'JdO

Pu• b•jor la eorg•. Abnrel grifo (4). FI ~«"1n> d<'I clll ndro l'\'tom.,r.1.11 de

p

Figura 2.65. Circuito 2 para clllndro con carga suspendida.

pó<, 10 (5).

Fundon•mlento de la bomb• m•nual. Cuando J¡ p.1lonc.1 .,.. ekv,1,-e d..rra l,1 .-IJ¡wt.1 (b) y.,.. al>r,• la (a) al ml,mc> U,•,nr<• q11<•"' a,1>1ra t'l ,1n•,1,• dt'I depó
) l•l .11."'1•1tt> .f.t.~ L'n\' f.l h.viJ t\l diandro.

Esquema 10 Elevador de cargas. El circuito de la pre nsa hicháulica aplka e l princip io de Pascal, cuyo e nunciado dice: ''la presión ejercida sobre un punto de un líquido en reposo, se transmite con igua I intensidad en todos los sentidos y direcciones (p1 = p'l.)'1•

2 10 • O Ediciones Paraninfo

Esq11tma 11 En este esquema se h..x-e un resu= de lo estudi.ldo. l Slrve como introducción a Jo,; esquemas bás.iros hidráulico,; que se, an a estudiar a continuación. 8 esquema de la Figura Z.67 está constituido por.

Hldl'6ullco

T6cnologlo y circuitosde oplicoc16n dt ncum6tfco, hidl'dulico y tlcctricidad

a) Central lridráuUcn con los siguientes cm11po11e11tcs Relación de los principales compone ntes de un.a ce1,tra l hidráulica que s uministra .flu ido hidráu lico en las mejores condiciones a diferentes aplicaciones:

1. 2. 3. 4.

5. 6. 7. 8. 9. 10.

11. 12. 13.

14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

p

Válvula de desagüe del depósito. MiJ·illa de nivel. Filtro del aire atmosférico. Detección de volume11 o altura del fluido e n e l depósito. Detección de temperatura del fluido. Manómetro para med ir la presión del fluido. Equipo p1·esor (moto-bomba). Resistencia calefactora conectada a red trifásica. Aspiración del fluido hidráulico. Tapa de registro del depósito. Depósito y bandeja de recogida de fugas. Sonda de temperatura del fluido hidráulico. Cuando la temperahllra es superior a la que se ha reglado, se pilota la elec• troválvula de (13), q ue abre el paso al agua de refrigeración d el fluido hidráulico. Refrigerador del fluido hidráulico (intercambiador de calor) q ue incorpora una válvula antirretorno. Filtrado del fluido hidráulico de retomo con detección de atasco. Tubería q ue imp ulsa el fluido hidráulico a una determinada presión. Válvula de seguridad contra presiones elevadas. Conjunto d e tuberías de imp ulsión y retorno hacia la ulilización. Ejemplo de circuito con las tuberías principales. Otro ejemplo d e circuito derivad o de las tuberías principales.

02

e,

RC2

@)

Oerlvaclón2

EV1 C2

@

Oédvación 1 EV2

@

@ ｾ＠

@

@)

b) Derivación 1 Aplicación de dos válvulasantirretomo pilotadas VAP1 y VAP2 para bloquear las dos vías de un cilindro c uando e l distribuidor D1 se pone e n posición de centro abierto para que e l cilindro haga e l re-torno. Los dos antirretomos son pi1otados por la presión de Ja vfa contraria. Distribuidor de 3p y 4v con pilotado neumático y centro abierto a escape.

e) Derivación 2 Pilotado de un cilindro con regulación de caudal., y por tanto de velocidad., para los dos movimientos del vástago. Distribuidor de 3p y 4v con pilotado por electroválvulas y centro cerrado.

1

' ' 1 ¡' 1 1

0

@

_ ____ ____J

Agure 2.117. Central hidráulica con clroutt0$ de aplicación.

212 • e, EdlclonesPar1nlnto

O EdicionesParaninfo • 213

2

Hidráulica

Te01ología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electricidad

Esquema 12

El esquema aquí representado tiene la particularidad de que dispone de u n acumulador cuya función es la de reducir la potencia motriz del grupo moto-bomba en el momento en el que el vástago hace su salida para realizar un determinado trabajo. En función del volumen del acumulador podrá reducirse la potencia del motor en cierto por<::cnt.'ljc (%) de b que 1c corrcgpondcl'fa de no tener ~cumubdor.

Giro a la derecha (D). Posicionar el distribuidor 01 en (D). Giro a la derecha con regulación de velocidad por medio de RC2. Giro a la izquierda (!). Posicionar el distribuidor D1 en (1). Giro a la izquierda con regu !ación de velocidad por medio de RCJ.. Paro del motor. Posicionar el distribuidor D1 en posición centro cenado. Selección de la presión de trabajo. El r egu lador de presión RP tiene la función de seleccionar la presión (pl) a la que tiene q ue trabajar el motor (MOT), según sean las circunstancias del trabajo.

CI

MOT

ACUMULADOR RC1

01

RCI

F1gura 2.68. E$QUema hldráullco que Incorpora un acumulador.

El!I

MOTORES HIDRÁULICOS

Los motores hidráulicos Lienen d iversas oplicaciones en las instalaciones h.idráulicas, por~-us excelentes presl'acio1,es, tanto en proporcionar un par adecuado como regulación de velocidad e inversión de gfro, según sea la necesidad d e la aplicación.

p Figura 2.69. Esquema para ol mBT1do do un motor hldráuUco con dos sentidos do giro.

Esquema 2

Esquema1 Circuito hidráulico para el accionamiento de un motor hidráulico con dos sentidos de giro. 214 •

(O Ediciones Paraninfo

Mando para motor hidráulico con frenado para los dos sentidos de giro. El esquema tiene el funcionamiento que se explica a continuación: © Ediciones Paraninfo • 215

TecnoJogia, circuitos de aplicoción de neumático, hidráulico y electriddod

l.

Mando del motor con giro a la izquierda. Excitación de la e.l ectrová lvula EVl del disaibuidor 01. Alimenbción y retomo de fluido libre, venciendo la presión de tarado de la válvula antirretomo VA5. 2. Mando del molor con giro a la derecha. Excitación de la electroválvula EV2 del distribuidor 01. Alimentación y retomo del fluido libre de obstáculos. 3. Parada con frenado. Después de girar el motor en determinado sentido de giro, a] desexcitarse la electroválvula correspondiente, e1 distribuidor 01 pasa a la posición de centro cerrado, con lo que al cortarse la descarga del fluido del motor, si puede circular a través de la válvu la VDR, que lo envfa a la que habla sido la alimentación, haciendo un circu ito cerrado que se interrumpirá cuando la p resión del fluido empujado por el motor no pueda vencer el reglado de la válvula VDR Esta forma de fre nado no resu Ita brusca. \IDR es la válvula de descarga rápida situada en la proximidad del motor-bomba. A esta válvula también se la designa como válvula antichoque.

Hidráulica

Esquema3 Esquema similar al anterior para el mando de un motor hldr.iulko, con la diferencia de que el conjunto de amortiguación para los dos sentidos de giro se realiza por medio de dos váh'lllas de descarga, VDl y VD'2 La amortiguación o frenado a la derecha (D) se realiza cuando el distnouidor D1 pasa a la posición de centro cerrado y es pilotado VDl, que comunica durante un corto tiempo ambas alimentaciones del motor hidráulico hasta lograr un equilibrio de fueru,s y la parada definitiva.

MOT

l/02

,--~ 1

VA3

VOi

VM

01

" © -

('

1

1 1

Fll2

1 1

1

1 1 1

A guro 2.70. Esquema pal'I ti mando do un molOr hldiáulico con frenado en los d o s - • da giro.

216 • C> fdiQOnes Paraninfo

Aguro 2.71. Mando para molo<

-.u11co con,.....,_ de giro y,,,.,__ CHdi
Te01ología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electricidad

Hidráulica L1 L2 L3

Esquema 4

M

Esquema hidráu lico para el mando d e un cilindro oscilante con man do d esd e un dis· tn1midor de 3p y 4v accion ado manualmente. El cilindro oscilante tiene regu laci6n d e velocidad para sus dos movim ientos. El cilin· dro tiene inversión de giro y rcgu laci6n independiente para ambas velocidades. El c..-:,;quem a dispone de un a nt ir retom o y una válv u l.:1de S1.:guridad.

1-o-.., RC1

D

' -ó-.J RC2

~- ,

VA 1

p

SPj

UJ

SM I

w..,

U

V

VS1

W

¡_~ , - . -;-~

Figura 2.n . Mando para ctti'ndro osci1ant&, desde un distribuidor con accionamiento manual.

FILTROS

Nota: como sabemos, el giro a ambos sentMos es Nmit11do (menar de 360ri).

mi

Pumode

APLICACIONES HIDRÁULICAS DEPÓSITO

En este apar tado estud iaremos algunas de las muchas aplicacion es que se hacen en instalaciones hid.r ául icas, q ue tienen su empleo e n mu chas máquinas, robot, grúas, maquinaria de obras públic.,s y d iversos aparatos. Esqucmn1

Ejemplo de esquema mixto para el que se representa el esquema eléctrico y el esquema h.idráu lico. El circuito hidráulico tiene su in.ido en la centra I hid.dulica, cuya mi~ió.n es la de pro· porcionar el fluido con la presión que preci5,1 Ja utiliu,ción. El mando en el esquema eléctrico se hace desde una caja de pulsadores de marcha y paro, del que se rep1·esenta el esquema general de conexiones. Respecto al circuito hid ráulico solo se incluyen los elementos genera les de control y la única u tilización corresponde al mando d e u n motor hidráulico con inversión de giro y regu lación de caudal (velocidad) en los dos sentidos de giro. 218 •


l'Ol1on~o

Figura 2.73. Esquema hidráulico con ol circuito eléctrtco do acclonamlonro do la bomba de pre$lón y elomonto$ hldráu!ICO$ del Inicio do Instalación.

Esquc,nn2 Mando para un cilindro de doble efecto cuyo movim iento de vástago tiene las posibilidades de maniobra que se indican a continuación: 1. Sa lid a lenta o rápida del vástago. Salida lenta: pasando el fluido por el regu lador de caudal RC2. Salida rápida: pasando el fluido por d istribuidor 03 con la electrová lvu la EVl alimenmda. 2. Entrada lenta o rápida del vástago. Entrada lenta: pasando el fluido por el regulador de cauda l RCl. Entrada rápida: pasando el Ouido por distribuidor 02 con la electrovál vula EV2 alimen tada. 3. Pued en h acerse combinaciones de velocidad de entrad a y sa lida d el vásta..go, según interese a la utilización . El ci lindro está man dado desd e un dis© Ediciones Paraninfo• 2 19

Hídr6ulica


l1 trib u i:d or d e 3p y 4v con pilotad o neumático. Se trata de un esquema q ue

incorpora mando eléctrico para las electroválvulas EVl y EV2.

Esqtmna4 Esquema electrohldráulico para el mando de un cilindro de doble e fecto, que realiza el ciclo de funcionamiento que se describe a continuación: l. Pulsand o e n 52, se pone en ~ervicio el grupo moto-bomba.

C1

2.

EV2

RC 1

Pulsando en S3, entra el distribuidor 01 por medio del relé KAl y la clectroválvu la EV1, con lo que el vástago hace carrera rápida hasta accionar S4, que a li menta KA2 y EV2, cambia11do de posición a D2 que corta el escape rápido y hace pasar el fluido por el regulador de caudal, con lo que se consigue la velocidad lenta para el vástago. Tramo A-Ben velocidad lenta. AJ completar el vástago su carrera, acciona 55 q ue tira la :man iobra eléctri.. ca y los distribuidores 01 y 0 2 v uelven a p osición de reposo, con Jo que el vástago iniciará el retomo o enlrad a rápidamente.

L-...--

X

f

e

no

F2

s, E-

p

Figura 2.74. Poslbllldad de elegir la velocldad de salida y entrada del vástago de C1.

02

Esquema 3

med io de dos d istribuidores de 2p y 3v accionados manualmente por pulsador. Pulsando en 01, desplazam iento del émbolo hacia la derecha. Pulsando en 02, desplazamiento del émbolo hacia la izqu ierda. Pu lsando en 01 y 02 al mismo tiempo, bloqueo del émbolo, igual que en posici611 de reposo de los d istribuidores.

~\

~-..., ----r---,

ssE

EV2

Mando por selección manu al de un cilindro de doble efecto con doble vástago, por

1 -y-~

KA,

p

C1

Figura 2.76. Esquema hld(áu1Jco de un cilindro 02

01

cuyo vástago hace el Ohimo tramo de su salida a

Figura 2.n . Esquema eléctrico de la manlobra correspondiente al enunciado del Esquema 4.

V810Clda
Esquemn5 Esquema clectrohidráulico para el ma 11do de un cilindro de simple- efecto por medio p

de un distribuidor de 3p y 4,~ pilotado eléctricamente. En posición centro, el cilindro

queda bloqueado y el fluido hidráulico se e11camina hacia el depósito. Figura 2.75. CUlnd ro de doble efecto y doble vástago pUotado desde dos pulsadores neumáticos.

220 • Cl Ediciones Poaraninfo

El distribuidor tiene u na via cerrada, p or no ser necesaria al cilindro d e simple efecto.

@Ediciones Paraninfo • 2 21


Hidráulica

La primera condición para que el cilindro realice el trabajo es que el grupo moto-bom-

ba esté en servicio. Cuando se conecta el contactor KM conectado, e1 circuito de marcha estará dispuesto para que pueda entrar en sen.;do. Para subir: pulsar en Ss. Entran KAl + EVJ., se desconectan KA2 + E\12 si estaban conectados. • Para bajar: pulsar en Sb. Entran KA2 + EV2, se desconectan KA1 + EVl si estaban conectados. Son los pu lsadores los que se encargan de abrir el circuito de la vá lvu la que pud iera •

El distrib uidor D1 es de centro cerrado para la maniobra y abierto para el circuito de alimentación y retorno, y está accionado por sendas electrová lvulas E\11 y EV2. El giro o movimiento de la rueda dentada es regulable en los dos sentidos por medio de los reguladores de caudal RCl y RC2. Esquema h.idráulico 1 ｾ＠

D

L---..--

estar en servicio y conectar la contTaria. Tanto para la subida como para la bajada el circuito dis'J'one de reguladores de caudal,

F

esta ndo uno de ellos conecl'ado en oposición.

E KA2

e,

L-----F

RCB

'

E

RCS

Ss

K A1

KA2

E

Sb

º'

p

Figura 2.78. Esquoma hldráunco.

Motor

grupo moto-bomba

Figura 2.79. Esquoma elllctrlco.

Esquema6

Figura 2.80. Circuito hld(áullco para &I

Figura 2.81. Cfrouho eléctrico de manJobra

acolonamlento de un motor oscilante.

con &nclavamlento entre pulsadores de marcha

Esquema eléctrico El circuito eléctrico tiene el siguiente funcionam iento: al pulsar SI entra el relé KAl y la electroválvula E\11. Si se quiere cambiar el sen tido de giro bastará con pulsar en SO, que desconectará KA 1 + EVl y conectará KA2 y la electroválvu la EV2. Los pu lsadores son de conexión/desconexión. Cuando se quiere poner al circuito en reposo (centro cerrado), pu lsar en SP.

TUBERÍAS HIDRÁULICAS Las tuber1as hidráu licas soportan grandes presiones, razón porla cual deben esta r dimensionadas pa ra soporl'arlas L'anto que sea n metálicas, como de base textil (ílexibles) como las que vemos en la Figura 2.82.

El motor oscilante o actuador tiene múltiples aplicaciones utilizado en movimientos con giro inferior a 3601,. El circuito que se p resenta tiene la opción de giro a la izquierda y giro a la derecha El recorrido es ajustahle. 222 • O Ediciones Paraninfo

© Ediciones Paraninfo • 223

Hidráulica

Tec.nologia y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electdcidad

Velo cidad de cizc u l ación (v.,) del fluido bajo presión, enlre bomba y receptor (cilindro, motor). En esta parte de la instalación, la velocidad es mayorcua.n to mayor sea la presión, tal como se ind.ica en la Tabla 2.8. Velocidad en la tubería de retorno (v,), entre receptor y depósito con presión próxima a la atmosférica. En tomo a 2 m/s. Tabla 2.3. Velocldad del fluido &n el cfrcufto bajo presión.

p¡¡¡, on cm' Yelooklod ., 111/a

oa10 3

1oa2s 3,5

25a50 4

50a100 4,5

'ººª5

150

150&200

>200

5,5

8

Tabla 2.9. caudal clrculMtG por una tuborfa on función dal diámotro intOf'lor do la misma y suponlondo una V<1locldad do 5,5 m/s quo corrospondo a una proslón do sorvlclo do 150 a 220 kQ/cmt. Figura 2..82. Tuboffas y racoros do un circuito hldráullco on una prensa y una máquina do obras pObllcas.

Dl6mlll'Clci.l1_1.,,

Para la conducción del fJujdo desde la bomba hasta los apa ratos y receptores se hace uso de tuberías que pueden ser rígidas (acero) o flexibles, a base de goma y capas textiles y metá lkas, Las características de las tuberías dependerán de:

!'Uoldllri

Cau dal a transpo1'tar, en J/min, qu e es el que determina la sección interior del tu bo. Presión máxima de servicio que debe soportar la tubería y que determina e] espesor de la misma, en bar. Forma de realizar los acoplamientos entre partes de la tubería. Soldadura, bridas, roscas, racores, abrazaderas y otras. Sujeción de las tuberías y olros elementos. Atención particular a los golpes de ariete. Conexión de las tu berías a los aparatos. Formas deJ trazado de las tuberías. Curvas, codos, tramos rectos horizon taJes y vertica]es, reduccion es, acoplamien tos, conexion e~ y otros. • Rugosidad interior de la tubería. Las d iñ.c ultades que encuentra el fluido hidráulico e n su paso por el circuito son las si• guientes.:

1/2 314 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 3 1/2 4

• •

•

CludllclNIU-

~mln

111111 5x 10 ax 13 12 X 17 15 X 21 20 x27 26 x34 33 X42 40 x49 50 x60 66 X 78 eo x90 90 X 102 102x 114

118 1/4

318

6,5 16,5 37 58 103,5 175 282 4 14,5 647,5 1.128 1.658 2.098 2.695

A con tinuación se indican las equivalencias e ntre kg/cm 2 y bar: Para pasar d& bar a k_glcmt, mulrlplkar por 1,02 Para pasar de kg/cm' a bar, multlpllcar por D,9804 Nota: (,On,o ambM ~alons eñt.611 muy próxin~ e11

algmttn aplicacirmt'il iie utiliza i11diati11tame11le Mr o kg/cn11,

t;Jptcia!mtnte t:'Ulmdo la., prei;im1t;J liOt1 ptque,ia.,,

Sección de la tubería de e nvío y de retorno. Longitud de la t ubería de e nvío y retomo. Formas de la tubería. Codos, curvas, cstTa ngu lamicntos,. subidas, bajadas,

Seguidamente se exponen diversas tabla~ relacionadas con las tuberías hidl'áulicas:

aparatos, etc.

Tablo 2.10. Olmonslono& para IIJbos hldnlullcos,

• Enlradas y salidas de los aparatos y receptores. • Presión a lo que se hace la a limenración. • Golpes de ariete por interrupciones bruscas, etc. • Altura a la que se eleva el íluido. • Cauda l circulante por la tubería, en 1/min. En cuanto a la velocidad de circulación del .fluido hidráulico, se pueden distinguir tres grupos de velocidad:

Velocidad de aspización (v,) en la tu bería de aspiración, entre el depósito y la bomba. Enlre 0,5 y 1,5 m/s. 22 4 • O Ediciones Parani nfo

118 1/4

318 1/2 314

111111 5x 10 ax 13 12 X 17 15 X 21

20x27

.....

.._ mm

111111

1,8 2 2 2,35 2,35

2 2,35 2,35 2,65 2,65

2,65 2,90 2,90 3,25 3,25

-Ugon -modio

Dt61llllr0

l!lllllior mm

lnllrlor

10,2 13,5 17,2 21,3

6 8 10 15

28,9

20

mm

mm

© Ediciones Paraninfo • 225

---... -...- ...

Ttrcnologlo y circuitos dtr oplicoc16n dt ncum6ffco, hidl'6ulico y tr'ectriddad

-·-....._,

(Vkm: de la pdgi11a anlttri11r)

empl-en:

Anllgue

PulgedM

r·1

....- 6 n

1 1 1/4 1 1/2 2 2112 3 3 1/2 4 5 6

26x34 23x42 40x49 50 x60 88 x76 60 x90 90 X 102 102x 114 127x140 152x165

lnlllrlor

33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 101 ,6 114,3 139,7 165,1

25 32 40 50 65 80 90 100 125 150

...

._ ._ mm

2,9 2,9 2,9 3,25 3,25 3,25 3,85 3,85

3,25 3,25 3,25 3,65 3,65 4,05 4,05 4,50 4,50 4,50

4,05 4,05 4,05 4,50 4,50 4,85 4,85 5,40 5,40 5,40

-.. ·-· - ...... 'lllllolliiiial-

DI-

_,,,...6n_

mm

To.,.._ oamo oJon1J1o untubom6lrlco:

Dl*notro -.1s mm Dl*notro lnllrlor: 13 mm e-.1mm PIMlón do 18Nlclo: 1251w PIMlón do prua: 150 1w PIMlón do IOIUra: 570 1w

22

25

Oljmotro (D)

~o,(e) mm 2,3 2,3 2,6 2,6 2,9 2,9 3,2 3,6 3,6

MasallnNI

D16motro (D) ex1erlormm

kg/m

Espesor (e)

MoullMel lq¡/ln 13,4 18,2 25,1 31,0 37,0 41,4

mm

1,40 139,,, 4,0 1,78 168,3 4,5 2,55 193,"1' 5,4 2,93 219,1 5,9 4,11 244,5 6,3 5,24 273,0 6,3 6,76 323,9 7,1 55,? 8,70 355,6 8,0 68,6 9,27 406,. 8,8 86,3 Diámetro (O) seglln normallzacll n ISO 64. Espesor (e) sagOn sal18 C (se~• nonnal) y normallzaclál ISO 134, salvo el diámetro 26,9. Las masas lineales están de acuerdo con la ')QC'mall:zaclón ISO 336.

26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 101,6 114,3

......... -· -ro - ·-· -• ......•

Tabla 2.12. características de tubos de rosca gas y métrica

Tubos~

DNlgnecl6n- .(:'.) 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2

mm 5 X 10 8 X 13 12x 17 15 X 21 20x 27 26X 34 33 X 42 40 X49

.,.,•

Pnel6n Preel6n

DWimelrO

mm

mm

Mm

bar

bar

10 13,25 16,75 21,25 26,75 33,50 42,25 48,25

6 8,75 12,25 15,75 21,25 27,00 35,75 41,25

2 2,25 2,25 2,75 2,75 3,25 3,25 3,50

370 275 260 200 175 130 125

550 410 380 300 260 200 185

l'CIIUN

1.860 1.2AO 1.160 800 790 600

560

•

Pnel6n

blr 495 410 295 205 165 140 125 11 5 165 145 130 112

blr 745 615 415 310

0,75 1

1 1,50 1,50 1,50 1,50

•

.,.,•

l'CIIUN

2 .000 1.650 1.230 925 740 615 570 525 740 850 570 505

250 210 150 125 250 217 195 165

Tabla 2.13. Tubos flexibles d& goma, telas t8
D--(nm) ..._,(111111)

Preel6ncle-o(ber) derollnlllll'J

14 4 5 630 1.900

19

17,50 6 5,75 530 1.600

8

5,5 430 1.300

21,5 10 5,75 390 1.170

24,5 13 5,75 330 1.000

28 16 6 255

no

32 19 6,5 210 630

Tabla 2.14. Espesor en mm para tubos sin soldadura en función de la presión Interior. Para metal con

-ro

carga máxfma admitida des kQ/mm 2•

p--(bor)

....

lnlarlor mm

500

•• 15

0.238

20

0,318

..... ..... ,.... .... .,,.,, .,..,, ,. ,. ..,.,., ... ..... ,... '·"' ..... ,.,..., ,.... ..... ..... ,.,.,. .... ..... ,.... .. .,......,.......,.., .,.,, ..... ..... ,...,. ..,...,... ..... ..... ...... ,,... ,.... '·"" ..,.,. ... ,,. .... ,.... ...... ...... ..,... zm ..... ..... ...... ....... ,.,... ..... ..... ...... ...,... ...""' ...... ..,... .... 0,74a

0,397

O,B'IO

0,!09

1,"'6 1,'96 1,...

40

o,...

60

0,795

100

1.2?2 1,...

2,106

200

... 360

1,... 1...

2,47' 3,218 3,Ml

S,190 1....

1
~181 3,911 ~ 772

M67

400

500

226 • CI Ediciones Pir1nlnto

Pnel6n

mm

mm 2,5 4 6 8 10 12 13 14 15 17 19 22

4 6 6 10 12 14 15 16 18 20

Tabla 2.11. Dimensiones y masas llneaJes para tubos de acer:> sin soldadura para media presión. exterior (mm)

. _,

Hldr6ullco

7,1&$ 7,054

8,101 il,721

11,3,41 12,$61 14,llOl

16,202

12,390 14,eM 17.332 18.908

"·'"' "·'"'

·~

t,715

2,910

4,830

S,037

2.144

2.153 2.$91

e..112 7,640

ｾ＠

4,198

&2-49

7,276

~397

11,MO

4~74

M"'

S,729 8,411 10.720 10,00,4 1,,..., 11,778 115,008 1:1,488 17,il(IG 1$.823 21,440 2(1.188 215.72* 23.es:I 30,(117 20.tt7 ...300 30.202 33.647

.... .., "'·°"'

12,416 16,290 19,100

10,19< 13.121 1,111 23,8'7!!1 15,745 21,82!!1 1a.m 2~4$2 2&,100 "9.200 2U 42 3'-47!!1 47,7&0 31.490 07300

7,'75

7.72*

12,076 1!!1,897 19,320 U,150

11,960 14,950 19,436 ~.920 29,900

30,18'7

37~7'

8.107 10.811) 1~1512 17,291 21,S2() 1..... 27,025 ~1:12

7,3:12 9.1M 11,731

36,220

~ .-3:ZS

3U38 41,867 47.235

°""'"

$0..4 7& 72.7&0

4) Ediciones

P1t'lnlnfo • 227

Tecnolog.lo y a'miitos de op#cación de neumático, hidráulico y dectrio·dod

La Figura 2.83 corresponde a un ábaco para determinar e] diámetro interior de una tubería hidráulica en función de la velocidad y caudal del fluido. Es muy importante tener en cuenta que para las instalaciones hidráu )kas hay que distinguir tres partes de la instalación de tuberías: • Tuberías de aspiración. • Tuberías de impulsión. • Tuberías de retomo. Cada una de las tuberías tiene sus propias características y les corresponde un d eter.. minado diámetro interior, en función a la velocidad y cauda] de fl uido.

..

Diámetro lmerlor

O lrrt.enmm

Caudal en l'rml

Velocidad del

En tuberías d e impulsión, ,>ara un caudal de 100 J/min se recomienda una velocidad del flujo de 4 m/s. De acuerdo con el ábaco, el diámetro interior de la tubería será de , = 23 mm. 2. En tuberías de retomo, y pra un caudal de 100 J/min se recomienda una velocidad del flujo de 2 m/s. De acuerdo con el ábaco, el diámetro interior d e la tubería será de , = 32 mm. 3. En tuberías de aspiración, y para caudal de 100 1/min se recomienda una velocidad del flujo de 1 m/s. De acuerdo con el ábaco, el diámetro interior d e la tubería será de , = 45 mm. Otro ejemplo presentado sobre el ábaco: para una velocidad de impulsión del fluido d e 4 m/s (50 bar) y un caudal de 100 Vmin, Je corresponde un diámetro interior de tu• heria de 23 mm. l.

lll1 ALGUNOS EJEMPLOS DE MATERIALES Y APLICACIONES HIDRÁULICAS

"

"'"'

36

r..+:> en mrs

Algunos ejemplos de aplicación del ábaco pueden ser los siguientes:

A continuación se presenta un pequeño muestrario de materiales hidráulicos y a}gu..

500

na aplicación de estos materiales en máquinas e instalaciones.

30

Presiones

25 150

¡------,oo

6

~ - -......J_

++-

a f~b.::m1 a U)l 1:crs

\Cdoci:b:lesc1bs

., 50

30

15

..

:20

u.:riu d: IIAPWSIÓN

\Cdoci:b:les Cl bs tlbctbsdeAEnRNO

·o

•

10

• •

Figura 2.84. Gama de pequetlas centrales hldfáullcas.

'3

..

,

2

+-- a lOOcSt +---

a 160cSt

7

• 5

Agura 2.83. M>aoo para ol cálculo dé tuborlas. 228 • O Ediciones Paraninfo

Flgura 2.85. Ejemplos de apllcaclón de ta tecnología hldfáullca en maquinaria de obra cMI y una grüa. C Ediciones Paraninfo • 229

CAPÍTULOkl ELECTRICIDAD APLICADA

3.1. Física eléctrica aplicada 3. 2. Tensiones eléctricas 2.3. M edición de magnit udes eléctricas 3.4. Transformadores y rectificadores de corriente eléctr ica 3.5. La electricidad en instalaciones neumáticas e hidráulicas

3.6. Motores t rifásicos 3.7. Motores monofásicos

3.8. Conexión de la caja de bornes de motores trifásicos 3.9. Inversión de giro de un motor trifásico 3.10. Esquemas de arranque de motores 3.11. Protecciones eléctricas 3.12. Puesta a tierra de masas metálicas 3.13. Esquemas de aplicación 3.14. Electroimanes y electroválvulas


Tecnología y circuitos de aplicación de neumóáco, hidráulico y eleetdcidad

3.1.1. Clases de electricidad

Corriente contiou• (Cq En muchos aparatos importa.dos se lee: OC (D11ttt Counrnf); OC• CC. 1'cro, ¿qué es una comente continua (CC)> E.. el flupo d., clcctroncs qu" s1<>m¡:m:, 1K!\'an el mismo camino o dirección)' que drcuJan por un ronductor.

La, dinamo" pilM el('Clt1ca_.., plac•, fottl\ olt.uc.i,, etc., g,•rK...,,,, comente ronhnua, que t•mb1(,., se obtiene, por n:chool'IQn de rorr..,.,te •ltermi Corriente •lkrn• (CA) r n much- 11nport3Jos 't' le.-: ;V: (Allrn,alitv C.•orm,I); AC - CA Pero, ¿qu~ es una corr1<:ntc alterna (CA)' Es el ílujo de electrones que de forma altcrn.ltl\'il lk_,·.in uru J1r(U'ión, l.1 du~iOn oon1r~1rt.J. de .X:Lk:rdo con la curva reprc_. .(!ir t•tiva d.,I
3.1. 2. Ley de Ohm Figura 3 .1. Central térmica de generación dé energía eléctr1ca.

t., ll•moJo ky Je Ohm está ba~J• ,-n In-> magmtuJes que podcmo, determinar romo bask.c...., lo, c1rcu1t0> tlktnC\'-, l q1i<> ,on· ten,m mt.-n;id,,J y n',1:,knc:1•.

Electricidad: Parte de In fisicn que estudia elJenón1e110 del origert de lns cargas eléctricas, cuya energía se n,a .. 11ifie.r.ta en fenó,nenos ,nngnéticos, 1necá11icos, t.ér111icos, lutninosos y quínricos, algunos de Tos

T1bl~ s.1. Mog,....081

M !1 IÍIIILNIN

unododeo y r~m\JIM de II lo,y oe Ol\m. 1. T....MWI (UJ - ~ -

cuales tienen aplicnc;ón en lo.'t circuitos neunuiticos e hidráulicos.

m

u

R • I tO)

FÍSICA EL~CTRICA APLICADA

Las insta laciones neumáticas e hidráulicas precisan de la electricidad desde su inicio, d ad o que Jos grupos de compresión funcionan normalmente con motores eléctricos, rJp, tipn m nn nf.ísirn n tTi ~c.:iC'"n,. :.1rlPm~s, murh ns riP los rompnn Pn tPs rlP l~s insrnl:iC""in ..

nes son accionad os por electroimanes, habiendo muchos otros elementos de detección y control q ue ta1nbién son eléctricos. El técnico q ue trabaja en las tecn ologías neu mática e h idráulica, necesita unos cono· cimientos básicos de electricidad para poder realizar e interpret:ar correctamente este Lipo de instalaciones. En este capítu lo se muestran los fundamentos de la electricidad aplicada• ambas tecnologfas.

232 • O Ediciones Parani nfo

Unid,..,

Volt-o (V)

Ohmio (O)

3.1.3. Potencia eléctriQ La pot.-nc,a ""11na m.\l)mtuJ fu ndomtnt~I de lo,. r«l."pto""' ek'CtnC\l(I. a) En circuito~ de corriente continua (CC)

Solamente potencia acti\ a. P • (.. · /(W) ;

P = R·FCW>. I'· (..' (W) R

C1[6c,ono,, ........ • 233

b) En clrculto monofásico de CA

b) En un clrculto monofblro de CA

- E,1 Omt.rlo no ilul.urtir«

- E,1 am,110 no indudiro

U11 oreu1to es no mdllt'ti\'ll o <1mplcmmtc rl'5istn•o, euando su rireuito o ~tor solo tiene re51-1;;tcncia. óhm1c.1. Las mimio1s formulas de potencia q ue p.,.ra circuitos d e co,. mente ronhnua Solamente tic..._. potenda activ.1 (P). en ,•al i°" (W)

I iva (P). en lúlovallos-hora (kWh~ [11 on·111W ,11J11t trrt1

fu on u1h> uul11t trr\'1 U11 ell'\·u11<1 ..ｾ＠ 1n< ,a í>hm1<• (R) y "°'1,t~nci.1 111J u(l lva (XJ como
__,,,

--~,

l>.a U l Mn \toltt • MfMlk> rffdlvo

Las misn,as formulas que para ri reunos di! corriente ront,nua Solamente cncrg1a ae-

---

T•,ta 3,4, F - 1 pe,a Clleullt la-gil e• Ottu'10S -,ote9lcos ele CA

_...,

1. E...,9'ood1Vo(f)

e•

v,,.... 1000

(VArl _ __

satl "

1 000

3.E......, _ ..... (EJ V I

ll

E,· 1000 h

K-oUl...,,...CHMC!ivo(lrVAI)

"°"

C,1 nrrull" no md11rlm,

S!.•lam.:nt( i'lll.'r¡¡LI .ict1va (C) en b1k•, altc.,...h<'H (bWh~

[11 onu,w no mdurln,o

5(,1,,m,:ntt J>ól<'r'll:l.l il
- 1--~

ｾ＠ｾ＠

I (kW)

- E,1 1111 nmaJo imluctiro

T•bt.. l.l. FórmtAAa p11ra cllleuhlr In polenc1• 9fl encurto• lnfi:a1eos do CA.

u, r, e

u'

E. ｾ＠

<) En un circuilo trü.isiro de CA

<) En un circuito tr[f,bJro de CA

P•./3

Z Eno'IIO-•• CE,1

2.--.'!J P,•Ji U 1 ..,.. ..

U 1 -·

J. - - - ( 1 ' , ) P,• ,/i V I

Yodo (W)

--..

, ,.

-

E_JJ U I /t(lWh) 1.000

1.1--·111

./iv, ..... !: • 1000

z.1--·-.i

"

KlovMlo
i: .Jiv,-.. t 000

•

Kilcwolliampwio

ra..llYo-hO
•

1~--.. E • ·.fju¡ t 000

•

KolollOltlamporio-hora (llV"I

mTENSIONES ElkTRICAS

3.1.4. Energía eléctrica La u nidad de energía es el juho fü pero al M!I' una u nidad tan pequeñ;a. en la practica "" utiliza cl kilo-,·atio-hora (kWh)

1 b\\'h - 1000 (W), 3600 (,) - 360000 J 1 k\\' • UJOO W, 1 h • r,() x fo()• li,00 • • ) En circuitos de corriont• ronlinua (CC) Solamente energla activa((}. en l.lk,,·at10s-hora (kWh). E

.!!._!_ · h (kWb¡ 1.000

Las U1Stalaciones neumáticas e h.idraulicas tienrn muchos componentes que n,usitan corriente eléctric;a. como
au.,har<'S empleados m los automahvnos m ¡;cncral

3.2.1. Tensiones eléctricas normalizadas Los motoft!s fu n cionan concctad05 a redes elrctrLc.a~ la in mms..1 mayon .1 conectados a redes cléctnrns d e baja tenslÓn. P.n• conecl.tr un motor debemo; cunoct1 la lffl'16n de la red cl(-etril",1, )' en f uncoón dé I• mmn.i. ¡,odmno; lffll'r do, (lf'(1(>nl~ de conn.,c',n (e-t mio o tn,íngu lo),

ElecJriddod aplicado

Técnologío y circuitos de opllcáci6n de neum6óco, hi'dr6ulico y eleetn'cidod

\Farios son los va lores de la tensión en redes de baja tensión (BT), según sean de cor riente altern a (CA) o de corriente continua (CC), ta l como se indica a con tinuación: Para corriente alterna (CA). Igual o inferior a 1.000 V. Para corrien te con tinua (CC). lgual o inferior a 1.500 V.

3.2.2. Clasificación de las tensiones Las tensiones se p ueden clasificar de acuerdo a la Tabla 3.6.

--

(Vieue de la página anterior) InIETB Allmentaclón a través de transformador d& seguridad o fuentes equtvalentes. Las masas no deben ser p~ tas a tierra

Allmentaclón a b'avés de b'ansformador de sagu:rldad o fuentes ec,..ilvaJentes. Pue&ta a tierra del conductor de protección del circuito primario

Según normas UNE-EN 60742

de la lnstaladón. Según normas UNE-EN 60742 o UNE-EN 61558-2-4.

o UNE EN 61558-2-4. Sin puesta a tierra 0

eo.....,..._

Tabla 3.6. Claslftcaclón de las tenslone& de CC y CA en baja ten.slón.

,..1 o , ~

Muy baja tensión

Un S50V 50
Tonslón usual

Tensión espoclal

UnS75V 75
Ión ITC-8T-38 IIBTP

m

IIBTF Allmentadón por fuente sin aislamiento de protección, según Indica la rrC-BT-24, "protección oontra oontaetos dlrec:tos e Indirectos".

MEDICIÓN DE MAGN ITUDES El~CTRICAS

Los aparatos de medida tic'ne n la ~nalidad de mcd.i r magnitudes eléctricas, y e ntre las 1nás co1nunes esl'án las que se presentan a co11tinu.aci6n:

3.2.3. Tensio nes nominales usualmente uti lizadas Las tensiones nominales utilizadas son las siguientes:

3.3.1. Amperímetros

· 230 V enb'& fases para las redss trifásicas de tres oonductores. · 230 V entre fase y neutro. · 400 V entre fases para las redes trifásicas de C1Jatro conductor9S.

Los amperímetros miden la corriente eléctrica (intensidad) y se conectan en serie con la corriente a medir (intercalado en el conductor).

A

3.2.4. Frecuencia de las redes La frecu encia en las redes eléctricas es de 50 Hz.

3.2.5. Tensiones especiales Según !TC-BT-37, se distinguen. las siguientes tensiones csp«iales: En corriente a lterna: tensión nominal superior a 500 V de valor cf.icaz.

En corriente continua: tensión nominal superior a 750 V de valor medio aritmético.

3.2.6. Instalaciones a muy b aja tensión

Figura 3.2. Aparato para medir la Intensidad (amperímetro).

Segú n JTCBT-36, las tensiones e,,-peciales tienen la fina]jdad de proteger a las personas contra los efectos de la corriente eléctrica en instalaciones especiales.

La unidad de medida es el amperio (A) y sus equivalencias son:

Tabla 3.7. Claslflcaclón de las bajas tensiones.

Muy Baja Tensión de Seguridad S50 V en CA.

s1s ven ce.

236 • 4'.l Ediciones Paraninfo

Muy Baja Tensión de Protecdón S50 V en CA.

s1s ven ce.

Muy Baja Tensión Funcional S50V en CA. S75VenCC.

1 kA (kilo-a mperio) ...................... 1.000 A 1 A (amperio) . ... . . ... .... • .... • . . . .. .. . 1 A 1 m.A (miliampero) ... ..... • .... • . . . . . ... 0,0(ll A

3.3.2. Voltímetros Los voltímetros m iden la tensión o diferencia de potencial en tre dos conductores acti .. vos, y se conectan en d erivación con la línea a medir. '1'.I Ediciones Paraninfo • 237

19

Electricidod aplicado

Tecnologla y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electricidad

3.3.5. Contadores de energía \

Los contadores de energia miden el consumo de energía de un circuito en el tiempo. Existen dos tipos de energía a medir:

"'°

En ergia activa. Se mide con un contador de energía activa y puede ser para una línea monofásica o para una línea trifásica, o para una línea tri-fásica con neutro. Su unidad práctica es el kilovatio-hora (kWh). Energía re.activa. Se mide con un contador de energía reactiva y puede ser para una línea monofásica1 o para una línea trifásica, o para una línea tri-fásica con neutro. Su unidad práctica es el kilovoltio ..amperio--reactivo--hora (kVArh). Nota: actualtntnle se e11tplea11111ayoritarian1e11te los cotJt.adores electrónicos digitales, que so,i 111ás precisos y con nrás pn!Sbiciones que los antiguos contadores electrotnecá11icos. 1

Figura 3.3. Aparato para medir la tensión (voltfmetto).

La unidad de medida es el voltio (V) y sus equivalencias son: 1 MV (m ega-voltio) . . 1 kV (kilo-voltio) . . . . . . . . . • . . . . . . . 1 V (voltio). . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . 1 mV (milivoltio) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.. .. .. ..

1.000.000 V = 1.000 kV 1.000 V 1V 0,001 V

3.3.3. Frecuencímetros

3.3.6. Electropinza lvlide intensidades de corriente por inducción, sin efectuar conexiones. Medida de la intensidad en cada una de las tres fases de una red trifásica, por medio de una eJec .. tropinza Se trata de una medición muy fácil de hacer y con la que podemos verificar la situación del circuito en un momento dado.

Los frec uencímetros miden la frecuencia de las redes o lfneas de corriente alterna (CA). 1

•

a

Figura 3.5. Medida dftéCla de ta intensidad por m&dlo de una electropinta.

3.3.7. Polímetro Figura 3.4. Aparato para medir la frecuencia (frecuenefmetro).

La unidad de medida es el hen:io (Hz) y sus equivalencias son: 1 MHz (mega-hercio). 1 kHz (kilo-hercio). . . 1 Hz (hercio). . . . . . . .

Aparato con el que se pueden realizar diferentes mediciones de magnitudes eléclri· cas, tales como:. tensión, resistencia, capacidad, in tensidad, frecuencia e iluminación.

. . 1.000.000 Hz = 1.000 kHz . . 1.000 Hz . . 1 Hz

3.3.4. Vatímetros Los vatímell'os miden la potencia activa d e los circuitos.

La unidad de medida es el vatio (W) y sus equivalencias son: . . . . 1.000.000 W = 1.000 kW 1 MW (mega-vatio) . . 1 kW (kilo-vatio) . . . . . . . • . .. . . ... .. .1.000 W 1 W (vatio) .. .. . ..... .. . . . • . .. . . ... .. 1 W 238 • C Ediciones Paraninfo

Figura 3.6. Polfmetro de mecida da magnitudes eléc,rlcas. () Ediciones Paraninfo • 239

8 ElecJriddod aplicado

Técnologío y circuitos de opllcáci6n de neum6tico, hi'dr6ulico y ttlectn'cidad

Para cada tnedición, se elegirá la unidad que corresponda a la magnitud a medir y la escala correspondiente al valor de la medida.

2. Circuito eléctrico p rimario que se conecta a la red eléctrica.

Los aparatos pueden ser analógicos (aguja) y digitales (pantalla numérica).

m

Ltyt11das dt la figur413.7: l. Circuito 1nagnético constituido por c hapas magnéticas. 3. Circuito eléctrico secundario que se conecta a la utilización.

TRANSFORMADORES Y RECTIFICADORES DE CORRIENTE ELÉCTRICA

Los transformadores y los rectificad ores de corriente eléctrica son dos elementos im· portantes en los circuitos eléctricos de las instalaciones neu máticas e hidráulicas ya que tienen elementos que fu ncionan a tensiones d ifere ntes a la de la red eléctric..1 y corrientes que pueden ser de corriente conlinua (CC) o de corriente al tema (CA), lo que se obtiene a partir de los rectificadores de COTTicnlc.

3.4.1. Transformadores de tensión Pueden ser elevadoTes o reductores de la tensión que le llega a.l prima.rio. El transformador de tensión es una máquina eléctrica est.itica cuya finalidad es la de modificar el va lor de la tensión eléctrica respecto a una tensión de referencia, como es, por eje1nplo, la que tien e la red eléctrica, pudiendo ser la tensión resultante, mayor q ue la de referencia (elevador de tensión) o menor que la referencia (reductor de tensión). Con vista a su aplicación industrial en lo que hace referencia a estas tecnologías, el transformador de tensión tiene como objetivo reducir la tensión d e la red para poderla aplicar a tensione..c; diversas, como porejempJo, 24 \"48 V, 110 V, 230 \T y otras. Los elementos principales de un transfonnador son: Circu:ito magnético .formado por un conjunto de chapas magnéticas. Bobinado primario que es el q ue se conecta a la red eléctrica. Bobinado secundílrio q ue es el que proporciona la tensión que necesitamos.

4. Representación silnbolizada de un tmnsfonnador 1nonol.ásico de tensión.

Observación i,11porta11te.: los tmnsfan11adores so1o fu11ciona11 con corriente alterna (CA). La Figura 3.8 muestra un esquema de aplicación de un transformador de tensión de 230/110 V para la alimentación de bobinas (electroimanes),como soJ1 la de un cont..,ctor, un relé o una electroválvula. L

ｾ＠

F2

01

230V

s1 f S2 t

KA1

S3é KA2

Nj_

KA1

KA2

KA3

KA4

flgura 3.8. Esquema que, Incorpora un transformador de tensión que, allm&nta electroimanes de relés.

3.4.2. Rectificadores de corriente Existen elementos electro-neumáticos y electro-hidráulicos que precisan corrí.e nte continua. Industrialmente no existen redes de distribución de CC, por lo que para obtenerla hay que recuTrir a equipos de rectificación, para lo que se hace uso de apaTatos de rectificación.

®

Los equipos de transformación están u nidos generalmente a transformadores de tensión, dado que las u tilizaciones demandan tensiones que por lo general son inferimes a la de la red eléctrica.

u, Figura 3.7. Ejemplo de uansformador monofásico y su represantaclón sJmbollzada.

240 • 4' Ediciones Paraninfo

4' Ediciones Paraninfo • 241

Técnologlo y circui'tos de opHccci6n de néum6tico, hi'dr6ulico y élttctn'ddod

a) R•cttflcador d• onda compl•ta (pu•nt•)

CA - Cone>dón a la corriente altema.

L~

ｾｾ

ce - Salida de comente oontlnua.

ｾ＠

En muchos aparatos se klentifica la corriente

eléctrica por sus siglas en Inglés: oc po, ce y ACpor CA.

Electriddod oplicado

3. Mando para un electrolmán (bobina de relé, temporizador o contactor) desde varios pulsadores para efectuar la marcha y desde otros vartos pulsador&S para reallzar el paro. Mard'la similar al eJeirc,lo 2. ｌ

4. Mando de un electroimán (bobina del oonta.otor) cuyo mando se hace desdé un pulsador y el paro por m&dlo dé un temporizador qué descon&Cta el circuito un tiempo d&&pués dé la conexión.

ｾＮＭ

F Figura 3.9. Rectl flcador de CA &n ce. b) EJemplo de apllcaclón

\t-

•

o

L N

TR - 'nansformador. REC - Recllffeador de oor,lente.

s1

E

S2

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S4 E

S5 E

S6 E

KA1

Figure 3,10. A.ectlflcador precedido de on

transformador

3.4.3. Esquemas de maniobra para relés y contacto res A con tinuación se muestran cuatro ejemplos de esquema,; de maniobra. 1. Mando para un electroimán por pulsador. El electroimán eGtará alimentado solaménta cuando se accione el pulsador. Esta mank>bra también se dénomlna mando a. Impulsos.

LT

2. Mando para un &l&Ctroimán (bobil\a de rehi, temporizador o contaotor) desdé un pulsador para reallzar la marcha, y 01ro, para realizar 91 paro o descon&xl6n. E.n est& circuito la bobina se reallmentará durant& su marcha a trav'6 de un contacto awdllar.

sf

EVI

KA1

m

LA ELECTRICIDAD EN INSTALACIONES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS

N - - ' --

Figura 3.11. Mando de un electroimán d&Sde un pulsador. 1 - Para el mando de la. bobina de un electroimán que puede correspondér a un relé, temporizador o oontactor. 2 - Para el mando de la bobina de una electroválvula.

242 • «'.!Ediciones Paraninfo

Figura 3.14. Mando de un contactor desde un pulsador de marcha y otro de paro, por contacto témporlzado. KA 1 - Relé o contactor. KA2- Relé temporizador coo contacto rempor1zado a la conexión.

Varios son los componentes eléctricos y electrónicos que se emplean en los circuitos eléctricos q ue forma.n parte de los circuitos o instalaciones neumáticas e hid r~ul icas. Entre los 1nás c1npleados est.in los contactores, relés, temporizadores, fi nes de c usso y d etectores, rectificadores, transformadores, autómatas progra1nables y otros. Estudia· mos los más representativos.

CD

N----

Figura 3.13. Mando de un electrolmán desde val1os puntos de marcha y paro. Los pulsadofos de marcha (S4, S5 y S6) se conectan en paralelo y los pulsadores de paro (S1, S2 yS3) seconee1an ense
3.5.1. Contactares N ---+-Figura 3.12. Mando de un électroim.án desde un pulsador de marcha y otro dé paro. r) Contacto auxiliar por donde se realimenta la bobina KA1, después de la conexión al dejar d• pulsar.

E1emento de potencia u tilizad o preferentemente para alimentar motores trifásicos que accionan grupos compresores neumáticos e hidráulicos.

«'.! Ediciones Paraninfo • 243

9

El« rtlcldod oplicodo

Tccnologlo y circuitos de oplicoc16n dt neum6tfco, hidr6ulico y tlcr:tricjdad

121 ~28

~J;s

126

Figura 3.18. Contactos temporizados a la conexión. J. 2.

Con tac.tos o polo.11 principaJes. Contactoe por los que pasa la OOYriente que alimenta al motor. Contactoe a uxiliares. Contactos empleadoe en el circuito de man iobra.

3.

Uobina oelectrohnán de a cdona1n iento del eleinento contador.

b) Ten1porizadores a la desconexión

Figura 3.15. Elementos pr1nclpales de un contactor.

3 .5.2. Relés Similar a un contactor en lo que se refiere a su funcionamiento, pero que se u tiliza para pequeñas corrientes en circujtos de maniobra. Puede incorporar un nómero determinado de contactos.

Figura 3.19. Temporizador a la desconexión.

Los contactos temporizados a la desconexión cambian su posición (si estaban abiertos a cerrados o viceversa), un tiempo d espués d e haberse desconectado la bobina KA Son instantáneos a la conexión. Representación unitaria de los contactos temporizados a ]a desconexión:

2.

l.

Contactos a uxiliares, nomtalntente abiertos (NA). Contactos a uxiliares, nomtalntente cerrados (NC).

3.

Bobina o electroimán de accionamie nto del conjunto de los contactos. Figura 3.20. Contactos temporizados a la desconexión.

Figura 3.16. Elementos p(lncl'pa!.es de un (élé.

e) OlTos tipos de temporizadores

3.5.3. Temporizadores Los temporizadores son relés con alguno de sus contactos o todos temporizados a la conexión o a la desconexión. Pued en ser: a) Temporizadores a la conexión

121

(--\- - -~5126

26

+

KA

flgura 3.1 7.Te~rtzador a la conexión.

Los contactos temporizados .11 la conexión ca1nbian su posición (si estaban abier1·os a cerrados o viceversa), un tiempo después de haberse conectado la bobina KA. Son instantáneos a la desconcx:ión. Representación u nitaria d e los contactos temporizados a la conexión: 2 44 • CI Ediciones Paraninfo

Además de los temporizadores accionados por electroimán y con dic;positi-vo mecáni .. co o neumático de temporización, hay otros como son los te1nporizadores electrónicos o que están incorporados a autómatas programables.

3 .5.4. Otros elementos utilizados en las instalaciones A nivel de campo se utilizan: Presostatos de máxin1a o m.ínilna presión o de ambas en el 1nismo aparato. Fina les de curso o carrera. Detectores de proximidad (capacitivos, i nductivos u otros). Sondas de nivel. Sondas de temperatura. Lámpa.ras de señalización. Pulsadores de marcha y paro. lnterruptorcs y conmutadores. 'li-ans formadores de tensión. CI Ediciones Paraninfo • 245

Tecnología y drcuitos de opficoción de neumóóco~ hidróulic.o y electricidad

m

Convertidores de corriente. Autómatas programables. 1

MOTORES TRIFÁSICOS

~-do--... -'*"~

,.2 C&I•• de

Los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en energía mecánica q ue se transmite al fluido hidráulico para realizar un determinado trabajo o tarea (grupo moto-bomba). Los motores accionan las bombas hidráulicas con las q ue se eleva la presión del Huido hidráulico para que pueda reali2.1r un determinado trabajo. Los motores más empleados son los trifásicos., razón por la cuaJ vamos a estudiar sus características principales y también los esquemas correspondientes de arranque y conexión. El compresor neumático también está accionado por un grupo moto-com.. presor).

14 ~ n c w n n . l . . - , ~ . 5 p o r

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nducdode _ _ _ de

11• INf'9ulo V• -

19 ~deCCysn:ronas ooMenle .,,.,,..,¡_.¡ -dee>ol8a0n. .. .,.,

,,..,..__,.,.., Patena., rarwt-aJ_ r...- -

Jndlcac::ó, en .lW

.., W.A M C ! f < _ H _ 10 (111,-do- _.,......_

En un lugar bien visible del motor está colocada la placa de características, que será la normalizada y contendrá los parámetros necesarios para la mejor interpretación de las características y prestaciones que puede dar el motor. A continuación se citan las principales caracterfsticas:

1t. Repmffl de A.noon~ IIClfflWlllt. 12 fsdo
o

o

i..rr·

Altner'CINIS

18 M6QunMdeCCya.ncten11 -

:¡ MimftOdol6 ｾ＠ del aip, de ccnll!XD'I dtJI

3.6.1. Placa de características de un motor trifásico

Typ

con&nw y ~ l ' \ i . $ 11ncronn

n:iucldo _.. ｾ＠ 17 clo

f)IJf8 motora fgflflillfBCbiNdrt'c:otl'IMI'• CGnllncM • lndUcclCn Pcnnc:.. ..,....,.

Como se ha indicado, al haber varios tipos de motores, la placa de caracterfsticas de.. penderá del motor de que se trate., según que el motor sea de corriente alterna, o de corriente continua.

I IOII IIOftWl.af

16 'E,(°fJIOlaOón .... ~deiMte

o. - gel tet..:b. Mol - rnmgr

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G • OO'*'IAI. E • monol,lia. O • W..iiea 4 C.sedf/maquine. motot ge,~.

1 9

flff--

10 ci.,., df 111"8 .,,..,., Como Y A E, 8 etc.

11 CloMdo- P<>r.,......io.lP33 12 Puooni(g o T ?3. - y - d e - d e l e

"r,crs,c,on VOE ｾ＠

oomo ｾ＠

Lo,¡ valores nominales indicados en la placa de caractensticas co11 esponden a la situación o el momento en el que cl motor cst.1 suministrando la potencia señalada en la plac• de características l º cl rotor dcl mocor gir• • la, n,•,oluciones s,cña!adas en dich• p1ac.. v que correspondm • los ,-üwes nomin.tles.

3.6.2. Fórmulas aplicadas a motores trifásicos

2

Aquí se reco¡;~ I~ fórmula, ck potmcw, y ~ q~ Akdan • un motor tnl.\,K'Q 4

3 6 10

9

11

11 7

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Hz

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22

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f - Frecuencia, en l lz.

Figura 3 .21 . Modek> de placa dé c.aractarlsl:Scas para un motor o máquina rotativa.

•

--·~· f 60 p

- r..

p - Pares de polos del bobiJwdo del motor.

Cada par de polos esta conslltu,do por un polo norte (:S) r un polo sur (S}2¡, ｾ＠ r-.ｾ＠ total de polos del motor. p - rs.• total de p;ucs de polos del motor. Vtlocid•d de los motorn en vxio (,,J moton-, no ...ttn l!Om<.-bdo> • un p;u ~-ntc v no bc.-.nm cruga, funoon.n en ,actt\ l>
Cudndu ｾ＠

246 • (O Ediciones Paranin fo

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Velodd>d ~rn<.ona (11)

11

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c,c~,..,."'"'° • 247

,·elocktad cuando se los somete a un.a carga e:-:terior. f uJlciorundo en \ddo,. la poten,. ciA ú til del motor .,. nula (cero}.

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Tabla ,.t . ~entreetr-..imerodie pcjOI, . ...ioc.lo.ad ilnc:ronil y"9fiood¡¡¡d ｾ＠

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3360•35'10 , eao • ,.115 1 010 • 1.180 830

Re ndimiento d e u n molor (1\)

En fu nción de la polenc,a ut1I (!'). en kW.

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660 • 700

ｾ＠

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p

• ri · - • 1()0(º•1 P.

P - Potencia Ulil, en I.W P - l'olenciA absorbida. en kW.

D, íerencia enlre 1a , ·eloc1d.ld 'ilncroru (teór,ca en ""'" caso) y la ,-elood.ld real del moior.

Not•: d dL"1i=-nto pan, ptqi•tik1ó inol<>m tsl~ m onlLn o1d 1 %, U,'g,,tlo» lrL.JII cl 6 % p•,w gT1111Jts n"'tom Un motor lit 15 l-.v IÑ polt'IK,,._ tin,- ,m ~lc,,rmnrto o¡,nm,,,odo dd J %

3.6.3. C..r.icterísticas de motores trifásicos de jaula de ardilla

rr.~o, si, m«illad ~mcnma.

T•bbi 3.1O. Valares Cll1rt'UtNos con te-u; ~ t e s cm luru6n de:I ccnstn,clar CarKlm.sbcn

... -· .. - .. --

prinapalHcW~CO'llidenl(k¡;

Potmd• .absorbida por d motor CP.)

prulec:ci6n. IP5S..

l.a poknc•• .>ctn J ('()rr("¡pondc J la potencia ron su m,d• por el bob,n.>do el« tn,-o en •u p.1'te r~i>tl\J (R). F.,.L• l'<)lt-n.-1• ""-t"J es Ll que..- uhhia p.,r., d dkulo dé 1,, J)<>tenc,o ab';orbkl• por el motor r q,.... d<'sco:nl.>das la, pérdida~ (rend,m..-nto). sum1n1
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P. P, _

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V· I cos p ( W) U I "'"' (l.\\') 1.000

Potcncl• úlll (P) la potencia que ca de c., r.lcierlsl>ea.< cOsponde a la potenct• úl i I suminislrada por d motor en su tje.

CY

0,08 0.09 0.12 0.18 025 0.37

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0.79 279 078 204 081 299 0.81 4(11 O.IO 543 0.79 1.47 0.81 10.19 0.81 15 084 20 0.84

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1.000 lntensid•d •bsotbld• por e l m o t o r (1)

En función de la potenci.1 litil (!'). en I.W.

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75 90 110 132 160 200 250 3 15 355 400 500 560 630 710

679 761 856 965

0,87 0,86 0,86 0,86 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,88 0,88 0,88 0,89

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1 OA7

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543

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(Vúm11 dtt la p&8ÍIUt 1t11h:rior)

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8,7 6,7 6,8 6,7 6,9 7,0 0,7 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0

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9410 9417 64,9 94,8 95,5 95,8 96,2 96,2 96,4 96,4 96,6 96,8 96,9 97,1 97,1

1.480

169 231 277 339

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750 943 1.063 1.195 1.473 1.648 1.851 2.062

88 121 145 177 208 277 252 345 315 431 392 542 483 611 555 667 625 847 770 948 862 1.084 967 1.186 1.078

78 106 127 158 163 222 276 345 434 469 550 678 758 851 948

77 92 113 133 161 200 250 314 354 398 491 550 6 17 687

76 92 111 138 172 217 244 275 339 379 426 474

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7,0 7,0

2.639 2.899

1.517 1.379 1.667 1.515

1.214 1.333

880 966

607 667

399 482 600

Norma 89{336/CEE sobre tomp•llbllld•d elettromagnfllo. No existe una normativa cspedfica sobre compatibilidad elcc1rom.1gMt1c.i de mJquinas elt'I.CtrJCas, rigen aclualmcnte los valor('-. lfmit~ de lo~ grad~ dC' supr5i6n de interferencias G, segun VOE 0875, parle 3. Bajo dem.mdo se extiende l• correspondicnte "O.,Cl.tt.lción del F.abn.:ante•. Ootumento CENELEC 11, 1974. Normas euro~ sobre motores.

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1,1..,, y,,,_nlc.o~••-lrlo1 ..........,

Tobt. l.11 . N.,....., ....

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lfcC 34-1. E~ $C03A 1 1/0E C630 -

Nrc s1200

1 NFC 51 '20 y

IEC 34-8. DIN IIOE ll6lO . - S y NfC 51119

N-C 34- U llt~ VOi' O$JO p;,no 11 y NFH< G0034 1' IEC 31 y DIN IEC 31 IEC 85 f~ 111. DIN IEC 85 1/0E 0301 pot1a • y NfC

TenH>ne:1 mrm,;;11uadn ~•ul&•Js'-nN

26206 ~ - - - - - - - - - - - - - _ _ J

----------'2. o,,,..,, ....... y_,.... uig,,,.,.. ,.__..

,ec ........ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ , lfC 72 NfC $1104 y NFC $110$ l~C 34·S EN ~ S VDE 0530 p;,no h N•EN 60034-6 IFC .;o 1 EN ll)03,I 1 VDF 0530 p;Mla I y NF!'N $0034 1

"'-'°"

f!orm¡¡ ton$1ndV•5

IEC 34-9. EN 60034·9 1/0E 0530 peno 9 y N~EH 60034·9 IEC 34-U. DIN I/OE05300&181• yNFEN 60034-1•

......... i;,,,¡ie d
Vlbt800nM BndM d
O,N4~

3.7.5. Ejemplo de cálculo sobre un motor trifásico Sea un motor lrif.hiro que en su placa di:, caracterfsti<:as se le\': P~ IOkW

U • 400/(IJO \1 I • 19.23/11,14 A 11 • 2.900 rpm

Figura 3.22. Pfes.entac:16n comef'Cial de motor'es trltáslcos, en todos se ve la placa de características

y la caJa de conexiones.

~. 0,!16 cos q, • 0,87 Determinar todos sus va.lores posible., sabiendo que la tens,6n de linea tnfos ica es de 400V rotcnci• absorbida de 1• re-el por el motor c,>.)

3.6.4. Normas sobre motores \!arias son las normas aplicadas a 1notores. En este apartado se presentan las más sign ificativas:

Norma 73/23/CEE sobre material eléctrico de baja tensión. Esta normativa no incluye maquinaria eléctrica protegida contra explosiones, máquinas especificas para ascensores y montacargas, ni 1naquinaria eléctrica para utilización en barcos, aviones o LTcn cs. 250 • CI Ediciones Par,nlnto

P.

Jj U I

CO.\I'

I OOO

.JJ\400xl9,2Jx0.87 1 ｾ＠

11.591 kW

Potencia 0111 «
-

./J

L I co,,11' '1 ./), <100, 19.2.1,0,87'0,86 , 1.000 -9.968 l\\ 1 ｾ＠

Electricidad oplicada

El ulot obtenido, 9,968 I.W, se aproo.lnu a los 10 kW del enunciado.

Potenc_i.a pe,rd id• en el motor ( P,) P,

11,$91- 9,968- t,621 lW

P - P.

9S~ P

J2,82S 'lm

"

Conexión del motor

cv

,,_6nU=230V A

4,4 5,2 5,5

6

33,80

7 7,5

6

8

7 7,5

9 10

38,15 40,45 42,65 47,45 52.20

kW

Pu ffi!ldo por el tjt del motor (M..)

I 1.

(Vient de la pdgiua ante-rior)

-·

N

L

r..r• que I• tcno,oo m los bo~ de la, í•!IC." dd motor sea de 400 V, ron lénslón de red dc400 V, el motvr se roncctu• ~..,, tri.ln.g"lo U)

u, u,

F~

400 \'

o

III MOTORES MONOFÁSICOS En equipos de pequena potencia se emplean motores monofasicos cuya cone,ión es muy simple. romo podemos ap-.ecfa r en este apartado, y que tenemos q"e conocer

fO El lnter1or del motor (bobinado)

puede ser de alguna de las fonnas que se lndk:an en la Figura 3.24.

U

V

Los prmop.,Jes ltpo,, de moton:-s monof,hiros s<.m los "¡,:wcnks Motor ar en cor1~1r
Motor a,1ncnJn() monof.1-,1C\) C'On rotor 1.•o ,ortOC1r('u1h1, ron boh1nJdO .11,1~ ~,IIM J._. JrrJnqut', «)n condt'n,.,dor) ronl"do • una rt'd de rorr~ntt' alterna (CA) mooofJ
IIW 0.37

o.se 0.15 1,, t.& t.& 2.2

3

• 2S2 • o (diCO"fl

,.,..,.,,o

-

cv

Tenll6n U•2JIV A

05 075 10

3,75 5.00 e.3,

2

,no

•5

B 3

•

55

t.20

,sos

Figura 3.23. Esquema de arranque para un motor monofásico con bobinado auxl11ar de arranque.

3.7.2. Formas características de motores monofásicos con bobinado auxiliar de arranque El motor tnonofásico con bobinado auxiliar de arranque más e1npleado es el que in· corpora condensador.

Motor con bobln,do euxlHer de 1rrenque condenaador en aer1e y contacto centrifugo

Motor con boblnedo iauxl-

11,, de errenque co11den-

Ndor • n aerte, contac1o

c.ntrffugo y condtnNdor de compenaeclón

Inversión de giro de un motor con boblnedo tUlClller de e"11nque condenaedor en Mrlt, contecto centrifugo y condtneedor de compen1aclón

Un sentido do giro: KM1 +KM2. Olro sentido do giro: KM1 +KM3.

11.&S 2325 28.35 O Ediciones Parani nfo• 253

TecnologJo y circuitos de opJicoción de neumático, hidráulico y electrio·dad L Un sentido do gin,

lnv&rsl6n de giro

F

L --,----

L---,----

N - -F1

N-

$---,!-

F

~t--,,1-

N

L

Baux

u

e

¿

se

BP

;:,,:,

.."'

V U' V'

Giro en un sentido

C1 X

" ,l1i

~se

e

Fig ura 3.24. Dos opc:looos de motor monofásico con bobinado auxlllar de arranque.

Los elementos característicos de estos motores son los siguientes: Pr - Bobinado principal. A11x - Bobinado auxiliar de arranque. C. Condensador. Je - Interruptor centrífugo. Nota: d. bobinado ailXilbw (Aux) solo está en st.roiáo mientras l'tf'r.tmca el motor y el rotor coge velocidad~ que tli awtdod coolado ct1úrifugo st abrr y ama la alimenkleión a Aux y C.

3.7.3. Motor universal Se denomina motor unh•ersal a aquel que p u ede funcionar indistintam ente con co .. rriente alterna monofásica (L/N). o con corriente continua(+/- ). Tienen una construcción muy similar a los motores de corriente continu a con excitación serie, siendo muy parecidos sus caractetisticas y funcionamiento. Estos motores tienen un elevado par de arranque y su velocid ad varía en sentido m..

verso a la carga, con tendencia al embalamiento cuando el motor está en vacío, situación que no se da en la práctica, al tratarse de motores de pequ eñas d iJnensiones y potencia, en los que las pérdidas mecánicas realizan la función de regulación del em· balamiento. Inversión de giro de los motores u niversales: para invertir el sentido de giro de estos motores hay que cambiar el sentido de circulación de la corriente, en uno de los bobi.. nados, generalmente en el de excilación (Bex).


81

Bobinado rotórioo y oole<:tor

U V

se

N

L

Bobinado Inductor

KM1 -

o -

o -

BP

N

lnvel'Sl-fl de gir o

Figura 3.25. Motor universal en el que se representa la founa de lnvéol"tl'r el sentido de giro del motor.

m

CONEXIÓN DE LA CAJA DE BORNES DE MOTORES TRIFÁSICOS

En la caja de bornes de los motores trifásicos hay seis bornes de los que tres son pfin.. cipios d e fase (U - V - \\'), y tres son finales de fase (X - Y - Z). Empezaremos por conocer la disposición de las fases del motor en la caja de conex:io,. nes o bornero. la Figura 2.26 nos muestra dicha disposición.

u

X

V

V

w

z 1

-Bobinado ~-ll1f~-.J áslco Figura 3. 26. Oisposkión d& principios y finales de fases en &I bofnero.

Hay dos formas d e conexionar la caja de bornes del motor, y estac;; son: Conexión estrella (Y). Con red de 400 V entre fases. Se conectarán en estrella los motores b itensión que en su p laca de características se lean las tensiones 230/ 400 V. las p lacas se di.s1xmd rán como se indica en la Figura 327


Tecnología y circuitos de opHcáci6n de neum6áco, hidrdulico y electn'c1'dod

l1

l2

l1

L3

l2

u

L3

m

INVERSIÓ N DE GIRO DE U N M OTO R TRIFÁSICO

En cu~rtas oc~s ioncs interesa tn\'crtir el sentid.o d e giro de un n,oLor triíás1co~ y una d e ellas es cuando conectarnos un motor que accioru una bomb.t y Jo hace en sentido

contrario al que lo tenla que hac:,,r, en e,;te caso, h.1y que proceder de la lorma que se indica a conLinu.ación.

A gura 3.27. Dl$po$lción da las placas y las tras lasos en al bomaro del motor para efectuar la cona,lón astralla (Y) .

Fonn.1 de inve.rti:r el sentido de giro del ro't or de un motor triíisi ro Suponiendo que est.i conectado un motor v tiene un M,11tido de ¡;.iro que queremos caml>iar, t,0lamen1e h•)' que cambiar la conl"\ion de dos de lo, tm, conductores (indistintamente), no los tre<, pon¡u., no habra in,-er;oon. tal romo se ind,ea en L, Figura 3.30

Conexión triángu lo (A). Con red de 400 V e.ntre fases. Se conecmrán en triángu lo los motores bitcnsión que en su placa de c"racterfsticas se lea.n las tensiones 400/ 690 V. Las placas se dispondrá n como se ind ica. en la Figu ra 3.28.

L1

l2

Lll2U

LI L2L3

L3

~lgw1 l ,JO.. ProoedlfMenlO • MgUlr p¡rai lfN9f'Clr .i 1,enltdO de giro ckJ un moto, 1rlfa11CO r11P9Cto lf

•~o <1• ctro que etni:t

Rgura 3.28. Dl$J>O$lcf6n de las placas y 1u 1res fas&S en el bomero del motor para efec1uar la cone>lón triángulo (b).

Conexión estrella-triángulo (Y - A). Con red de 400 V entre foses. Se podrán conectar en conexión estrella- triángulo los motores que en su placa de caractcrfsticas se lea.n las tensiones 400/ 690 V. En este caso, la caja de bornes debe est.u libre de placas.

l'roced i miento para in\'etlir el sentido de ¡;.iro del rocor respecto a "n.i conexión anterior. En la ronexion de la izquierda las fases lleg¡ln al motor por este orden: Ll - 1.2 LJ. En la conexión de Ll den.,cha se ha cambi.ado Ll conexion de dos fa,..,. quedando L, aliment.,don corno sigue: LI - LJ - ll.

Dos form•• de colocu 105 cont•ctores par• form•r un innnor de ¡;.iro Los ,n,'el'S<'N."' de giro se forman ron d<>< ronl.lctorcs que pueden estar pitrcaKlos o sul"'rpu<'>lo;, como se rcprncnta en las l 1i;ur.is 3.31 y 3J.1 L1L2U

@ @

® ® @

0

Caja de conexiones oon: Principios de faso: U - V - W Finales do fas6: X· Y · Z

K"41

ｾ＠

- ,;¡... -

Ka.Q

(Sin placas)

Figura 3.29. Olsposl.ción de 10$ boroos para la oonex16n eslrélla-triángul<> (Y- ti.).

(1) E,,cllWl'Tllet*>fflec.lntCO

Figura l .lt . MWl'IOr oe gwocon conc.-aorn Conr;¡.cao,., en po1o(H'I .,.,.14•

El.crrlcklod oplicodo

Em

ESQUEMAS DE ARRANQUE DE MOTORES

Los motores de pequeña potencia hacen su arranque de f.onna directa, es decir, su1ni· nistrando al motor la tensión nominal e n el momento de su conexión. En este caso, el moto1· tiende a absorber en tomo a 5 hasta 8 veces el valo1· de su intensidad no.minal (Jn), s i e] arranqu e se h ace con carga, como es el ca..c;o de los equipos que accionan

tnO •

tores de bombas de compresión.

Si la potencia del motor es superior a 10 k\ V, las intensidades de arranque resultan muy elevadas, por lo que hay que recurrir a sistemas de arranque en los que se limi· te la intens idad de arranque a valores q ue no superen 3 a 4 veces la intensidad nomi· nal del motor. La conexión estrella-lriángulo es la más empleada para mediana potencia de 1notores. 1

3.10.1. Características del arranque de motores trifásicos Los motores trifásicos p ueden arrancarse de diferentes formas, las principales son: a) Motores con rotor en cortocircuito

Inversor 1nednico rotJtivo de :a«¡onamie.nto manual Til.mbién podemos emp!Nr para l""lueius potenci.u im-ersores de aocionamiento manual de tipo rotati, o. como el que se representa en 1• Figura 3.33. Aqul el in,ersor tiene tres posiciones;

Arranque directo. Arranque en conexión estrella-triángulo. Arranque mediante resistencias en serie. Arranque mediante transformador. Por medio de arrancadores e1ectr6nicos. b) Motores con rotor bobinado Arranque mediante resistencias rotóricas.

O. Paro. l. Clro a la derecha. 11. Giro a la iz.quierd;a.

e) Inversión de giro Los motores pueden girar a d erecha o a izquierda indistintamente, según se dispongan Jos conductores de alimentación.

l 1 L2 lJ

3.10.2. Arranque directo

_,_...- -.. ""°

En el momento de la conexión se alimenta el motor con la tensión de la línea, que es la nominal del bobinado del motor, resultando los ,,atores característicos de estaco· nexi6n mostrados en la Tabla 313.

........

Para inYef1r eil g¡,o dél rotor de un fflOIOt ltd*'ico,

orden"" dot cll lol

S1ot-e10tdlnc111n1r.,.r1- noM

u

1/

w

p,odlóalo-

Tabla 3.13. Caract&ñstlcas de un all'anque dreeto.

ee.-111cu

Intensidad de ar,anque

-5y 81.

Par de arranque

M11= 0,6 a 1,5 Mn

ArTanql>G

Brusco 2 a 3 segundos

Tiempo de arranque

El arranque di.recto puede hacerse cr. vacío (sin carga), a media c..1rga o en carga. los valores dados en la tabla corresponden a un arranque en C.1rga. 2S8 • O tdk~ ll"er9ft•do

CI Ediciones Plr,nlnfo • 259

El.crrlcklod oplicodo


Representación d e cuatro forn1as d e arranque dírecto

Representacíón d e los tres esq uen1as u tiliz...1dos cuando se en1plean contactores Existen tres formas de representa r los esquemas:

Esquoms t

··!¡1 L1 L2 L3

a - -

L1

QF

Hil·

l

' ¡,_ ¡..c:.¡..c:.¡..q

Esquema d e potencia. Representa los conductores y los aparatos eléctricos por los que circula n las corrientes que alimentan a los receptores. Esquema d e maniobra. Represen ta a los conductores y aparatos por los que circula la corriente q ue alimenta a los aparatos d e maniobra (contactores, relés, te1npo1·izadores, d etectores, fines d e carrera, etc.). Esquema general de conexiones. Reúne en un mismo esquen1a los esqu emas d e potencia y d e maniobra. Este esquema se representa cuando se trata de circuitos sencillos. Seguid amente se representan los esq uemas d e potencia, maniobra y general d e co nexiones correspondien tes al esquema de arranque directo de un motor trifásico con mando d esd e u na caja d e p ulsadores de marcha y paro.

. Hf; L 1 L2L3 N

Figura 3.34. Arranque por medio de un lntorrupl0< manual (01). Proteoclón contra corrientes de cortocircuito (fusibles F1).

Figura 3.35. Arranque por medio de un lnlérruptor automático de efecto magnetotérmlco de accionamiento manual Proteoclón contra con1&ntes de cortocircuito (magnéUco) y sobrelntensldad (hlnnlco).

KM

Esquema 3

. ¡¡ j

L3(6)

Q F2

1

-->

s1E

F2

S2E

Ll L2 L3

·-·-·,

Jlt1 L2t l3 N 1'1 i I l'::a>-+- ,

i i i

i

i ｲｾ＠

1

ｾ＠

KM

KM

N

KM - -

Esquema d e potencia.

UVWJPE M

Esquema genera I d e protecciones.

3-

Figura 3 .36. Arranque por me
Esquema de maniobra.

Figura 3.37. Arranque por modio do un con,accor pllo!ado a dls1ancla. Protección por medio de un Interruptor automático do etec10 magnototérmlco.

Flgura 3.38. Representación de k>$ tres esquemas para e,J arranque, directo d& un motor trifásico con mando deode una caja de pulsadores do marcha y paro.

CI Ediciones Paraninfo • 261

Electricidad aplicado

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y ,electrio·dad

3.10.3. Arranque en conexión estrella-triángulo La .finalidad d e esta fon na de conexión y a.r ranque es la d e limitar la intensidad absorbida por el motor en el momento de la conexión (arranque). No todos los motores pueden conecta rse en conexión estrella·tri~ngu lo.

Podrán conectarse en conexión estreUa-triánguJo:

LS(QF.6)

Con tensión de línea de 400 V, los motores bitensión q ue en su placa de características se lea 400/690 V. Con tensión de línea de 690 V, los motores bitensión que en su placa de ca .. racterísticas se lea 690/900 V.

F3 F2

Conexión estrella (Y)

KAI) KM1

KA1

KM2

Z X Y

En esta fase del arranque, ]os bobina.dos d el moto:r quedan ali1nentados a 230 V, tensión inferior a la nominal del motor, que sería de 400 V. Al reducir la tensión al bobinado, se reduce la intensidad absorbida y también el par de arranque.

IOA2

·'v-

Cone,ción triAnguJo (A)

N

Ur= U

(\')

=400 V

Cu.ando se pasa de la conexión estrella a la conexión triángulo, el motor queda alimentado• su tensión nominal (400 V). Tablo 3.14. Carocterístscas cJGI arranque en estr&lla·triángulo.

ClnIntensidad de arranque Par de arranque Tiempo de arranque Arranque Obsoivaclón

KMI

1,4y2,6~ M.= 0,3 a 0.5 M.,, 3 a 7 segundos Menos: brusco que él arranque directo Cona de la t&n~lón en la tase de arran(J.I&

Esquema para el nrranque de un motor en conexión estrella-triángulo La finaHdad de esta forma de arranque es la de reducir la intensidad absorbida por el motor durante el período de arranque del motor. Se representan los esquemas de po· tencia y maniobra.

Figura 3 .39. Esquema de potencia para el arranque de un motor en conexión estrellalrlángulo.

KM3 (6)

KM2 (l.)

KA1

Temporizador

Figura 3.40. Esquema de maniobra para el mando de un arrancador estrella-triángulo por modio de contaclores.

El funcionamiento sería el siguiente:

Con instalación dispuesta (QF cerrado), al pulsar en 52, entran KM1 + Kl'vl2 + KAl (temporizador). Conexión estrell.a (Y). Transcu rrido un tiempo el te1nporizador KAl desconecta a EGvn y conecta a Klvt2. Conexión triángulo (A). Recordamos que los motores que se pueden conectaren estrella-triángu lo, con tensión de red de 400 V, son aquellos que en su p4'ca de caracteristicas se lee: 400/690 V. No se podrán conectar en conex.tón estrella· triánguJo 1os moto1·es cuya tensión sea 230/400 V.

EIII

PROTECCIONES EL~CTRICAS

Los motores y equipos eléctricos se protegen principalmente conLTa los defectos eléctricos que se citan en la Tabla 3.15,.

262 • «'J Ediciones Paraninfo

«'J Ediciones Paraninfo • 263

Electricidad oplicoda

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y electrio·dad

Dlepoelltvoe de p-16n • ~rient.. de cortoclrct1lto · Sobrelntensldaclas · Puesta a masa de conductores e&éctrlcos · Sobretenslones

• Fusibles. · Ol&po- magnéticos .. lnt81T1.4Jtor de efecto megneiloténnlco • Relés térmicos • lnte1T1.4Jtor de efecto magnet°"""'co • lntelTl.4)tor diferencial • Conductor de pue&ta a tierra • Oescargad0té$ de &Obr&te~lones • Relés térmicos

3.11,1, Protección de circuitos y receptores Algunos ejemplos de aplicación de dispo,,ilivos de protección para circuitos y recepto1·es eléctricos son los siguientes: l.

Utilizando al inicio de la instalación un interruptor de efecto magneto--

2.

térntico. Protección contra corrientes de cortocircuito y sobrei.ntensidades. Utiliza.n do fusibles y relé térn1ico. Protección contra corrientes de corto-

3,

circuito y sobrcintcnsidades. Conductor de puest.n a tierra. Las conducciones eléctricas, armarios, carcasas y otros elementos que sean 1netá licos y tengan conductores yapa.iratos bajo tensión eléctrica, se conectarán a tierra mediante el conductor de protección PE, Jo mismo q ue los motores y armarios eléctricos metálicos. L1 L2 L3

1-83-- 111 OF

1 1

1

tH L1 L2 L3

..

1

L1 L2 L3

PE

L_

-3I0/400V lnt.nomlnll (In) kW A

2,2 3 4 5,5 7,5 9 11 15 18,5

22 25

30 37 45 55 75 80 90 110 132

-

5 6,6 8,5 11,5 15,5 18,5

22 30 37 44

U V

W

µ::c¡.c::..µc:.¡

© Figura 3.41. Tres efemplos de prot&eclones contra los efectos dé la corr1ente elécttlca en los cfrcuhos.

3.11.2. Características de los dispositivos de protección Motor protegido por fusibles y relé térmico con accionamiento por contactor

Aol61'rmloo

'111111

A

A

mm

4 5,5 7 9 12 17 17

6 8 10 13 18 25 25 32 40

8 12 12 16 20 25 25 40 40 63 63 80 80

10x38 10x38 10x38 10x38 10X38 10X38 10X38 t4x5t 14 X 51 22x58 22XS8 22XS8 22XS8

101)

22X58

125 160 160 200 250 315

22x58

23 30 37

72

63

105 138 147

Collln

A

48 56

"5

3 ............... 111

lonode~II

52 60

so

65

"°80 100 100 125 160 200

70 80 •3 125 160 160 200 250

315

1

o o o

Tabla 3.17. Motor protegido por lntenuptor automáttco (magnético) y r &lé térmico.

-3I0/400V lnt.nomlnll (In)

1--1

-

Tabla 3.16. Motor protegido por tuslbles y relé tém,ico.

Tabla 3.15. Prtnclpales def&Ctos elécttleos y dlsposlttvos de protección.

kW 2,2 3 4 5,5 7,5 9 11 15 18,5 22 25

A 5 6,6 8,5 11,5 15,5 18,5

22 30 37 44 52

Ao161'rmloo

lonode~II A 4 5,5 7 9 12 17 17

23 30 37 48

A 6 8 10 13 18 25 25 32 40

so

In....... mogn611oo(ont,.) A

A

4

6

10

16

18

25

25

40

65

Emplea.n do interruptor automático Campo de aplicación: ar ra.n que de motores tri ~sicos de frecue ncia 50/60 Hz de hasta 37 kW de potencia nominal, 400 V de tensión y para una categorfa de empleo de AC-3,

Campo de aplicación: ar¡ranque de 1notores trifásicos de frec uencia 50/60 Hz de hasta 900kW de potencia nominal,400V de tensión y para categorfa de empleo de AC--3. 264 • «'J Ediciones Paraninfo

«'J Ediciones Paraninfo • 265

--V

Electricidad aplicado

Tecnología y circuitos de aplicación de nwmótico~hidráulico y electdcidad

Tabla 3.18. Motor acciooado y ptotegido por int&rruptor magnetotármlco.

-

...__(In)

0,37 0,75 1,5

1,03 2 3,5

2,5

5

4 7,5 11

8,5 15,5 22 37 60

4 6 10 16 25 40

78

56

30 40

1, 6 2.5 4 6 10 16

1,6

2,2

18,5

DEI

Resistencias de las tontas de tiena

25 40 63 80

PUESTA A TIERRA DE MASAS METÁLICAS

El valor de la resistencia de tierra será tal qu e cu alquier masa no p u eda dar lugar a tensiones de contacto superiores a 24 V en local o emplazamiento conductor, y 50 V en los demás casos.

IIEI

ESQUEMAS DE APLICACIÓN

Estudiamos a continuación aplicaciones que incorporan elementos de detección y con .. trol que hemos estudiado en el apartado anterior. Los esquemas pueden ser más complejos q ue los que aquí se presentan, ya que lo qu e se pretende en estos ejercicios es q ue veamos cómo se ~cionan W1os y otros compo .. n entes.

Esquema 1

Las maoe;as metálicas (tuberías, armarios, aparatos) d eberán ser pu estos a tierra cuan.. do estén alimentados por corriente que p u eda dar origen a un riesgo eléctrico para las personas que intervienen en la zona Igual criterio se aplicará a los motores y material e]éclTico que intervienen en las instalaciones e]éclTicaoe;.

Instalaáón para el vaciado de un depósito. &tando el interruptor Q cerrado, cada vez qu e la boya detecte nivel alto e ntrará en servicio la moto-bomba, para desconectarse en el momento qu e se haga el nivel bajo del depósito. la protección del motor se hace con fusibles y relé térmico.

Sección del conductor de protección (PE) Se aplicará Jo indicado en la norma Ul\TE 20460-5-54 e n su apartado 543. Como ejem· plo, para los conductores de protección que estén con stituidos por el mismo metal que ]os conductores de faoe;e o polares, tendrán una sección mínim..1 igual a la fijada en la tabla, e n función de la sección de los conductores de fase o pol...ues de la instalación; en caso d e que sea distinto material, la sección se determin ará de forma que presente una conductividad equivalente a la que resulta de aplicar la tabla Tabla 3.19. Secclón para el condUClor dé proteoolón en función de la sección de los cotd.lclo(es dé

fase o polares. S.cdonN de los conductores de la fase o polaru d& la 1ns:1alacl6n (mm') S S16

1635

SeccionN mlnlmas de 10& conductores de protección (mm') r¡ 16 Sl2

s

r>Con un mínimo de: 2,5 mmtsl los condUClores de prolecdón no forman parte de la canalización de almetiae:16n y tienen una proteoc:lón mecárica 4 mmr si los conci.Jdores de pt'Oleodón no fonnan parte de la canalización de alimeotadón y no tienen una protección mecánica.

e

U V

W

,.,

3•

o Bomba

DEPI SITO

o

POZO

F1gura 3.42. Instalación para el vaciado automático de un depósi?oempléando boya de nivel. 266 •



Elecrrlcklod oplicodo

Tccnologlo y circuitos de oplicoclón de neum6tfco, hidrdullco y erltctn'ci'dad

Esqucr-ua 2 Equipo para el accionamit'nto de una moto-bomba q ue a limcnta agua a un grupo presor.

La altu ra de los niveles se deli1T1.ita con sondas e léctricas co11ductoras dispuestas de la forma q ue se ind ic:., en la figura.

El equjpo está dispuesto pal'a f.unciona.Tcuando se conecta el interruptor Q. La in.ar· cha y paro del motor est.i n controlados por el presostato (Pr). Cua ndo e n el d epó,,;to presor el p resostato acusa ''baja la presión'1, entra e n servicio el equipo 1noto~bomba y cuando e l presosbato detecta ''presión alta,,, se pal'a. Este sistema se utiliza en edificios de v iviendas para elevar agua a todos Jo s p isos, cuando falt.i presión suficiente e n la conducción de agua de la red.

U

V

W

·- ·- ·- ·- · -·-

J

Z2

Z3 Z1

Figura 3.44. Equipo para el vaciado de un depósito con equipo electr6nlco para el conuol de ntveles.

Esquema 4 Figura 3.43. Equipo eléctrico para el mando dé una moto-bomba dé un grupo pre.sor.

Esq" ""'a 3 Instalación para vaciado de un depósito cada vez que se llena. El esquema e léctrico dispone de un equipatnicnto clectr6nioo que controla los niveles alto y bajo.

Cuando está conectado el interruptor automático QF, cada vez que se llene el depósito (nivel alto), e ntrará e n funcionamiento la moto-bomba. Cuando se haga nivel bajo, se parará el motor. 268 • CI Ediciones Paraninfo

Esquema electro-hidráulico para el mando de un cilindro hidráulico de doble efecto del que estudiamos sus dos circuitos separadamente. Circuito hidráulico Circuito para el mando de u.n cilindro de doble efecto por 1T1edio de un distribuidor 01 de 3p y 4v con pilotado eléctrico para las electroválvulas EVl y EV2 y posición normal (sin p ilotado) de centro cerrad o. El circu ito dispone de regulación de caudal (velocidad) para el movim iento de e ntrada del vástago.

CI Ediciones Paraninfo • 269

Técnologío y circuitos de opHcoci6n de néum6ffco, hi'dr6ulico y élttctn'a'dod

C1

Electriddod oplicado

52 - Pulsador de marcha para ordenar la salida del vásrago. 53 - Pulsador de marcha para ordenar la entrada del vástago. Esq11e11ia 5

Esquema e lectro ...hidráulico para eJ accionamiento de una prensa cuyo c ilindro es a]j ..

RC1

menrado por una central hidráulica especial q ue tiene dos bombas. Esq uem a hidráulico Esquema hidráulico para e l accionamiento de una prensa, c uyo c ilindro es ali1nenta .. do por una central hidráulica especial que tiene dos bombas. El funcionamiento de la instalación se explica más adelante en el apartado "Funcionam iento".

Flgura 3.45. Esquoma dol circuito hkfráullco do la parto comprendida ontro ol distribuidor y el cilindro.

Circuito eléctrico

El cilindro está accionado desde un distribuidor de 3p y 4,~ pilotado por electrová lvulas y regulación de velocidad para el movimiento de entrada del vásrago. OllP - llomba de baja presión. OAP - Bomba de alta presión. VS - Válvula de seguridad. VD - Vá lvu la de descarga.

las EVl y E\12. 1. Salida del vástago. Pulsar en 52. Entran KA1 y E\11. 2. Retención del vástago en la posición en que se encuentre. Pulsar en 51. 3. Entrada del vástago. Pulsar en 53. Entran KA2 y E\12. L

. :¡ s2E KA2

j

$3¡

S2

¡(?

t

RC1

EV1 KA1

S1

C1

Se trata de un esquema eléctrico para e l mando individual izado de las e lectroválvu-

EV2

1

KA1

KA1

EV1

KA2

EV2

N

Flgura 3.46. Esquema de la maniobra eléctrica que selecciona la saltda/entrada del clllndro C1.

Los circuitos KA1/EV1 y KA2/EV2 están enclavados por medio de contactos auxiliares. No puede ordenarse una maniobra sin haber pasado por el paro (51). Lo.e;; elementos eléctricos del esquema son lo.e;; siguientes:

KAl y KA2 - Relés. EV1 y E\12 - Electroválvulas del distribuidor Dl. 51 - Pulsador de paro. Bloquea el vástago en la posición q ue tenga en el momento de efectuar e l paro. 270 • 4' Ediciones Paraninfo

Figura 3 .47. Esquema hidráulico que Incorpora la central hldl'áullca con dos bombas accionadas por el mismo motor. «'.! Ediciones Paraninfo • 271

TecnologJo y a'rcuitos de opHcación de reumático, hjdróulico y electrio·dad

Efec.tricidqd oplkodo

Elementos del esquema

Esquema eléctrico

a) Grupo hidráulico F1

KA2

ｾ＠

. S2

KA2

54 - Pulsad or d e p aro d el motor. 5 5 - Pulsad or d e marcha del motor. KN1- Contactor con guardamotor para el motor. M - Mo tor trifásico . BBP - Bomba d e baja presión. BAP - Bomba d e a lta presión V5 - Válvula de seguridad. VD - Válvula d e d escarga. VAl - Válvula a n tirretorno.

b) Circuito eléctrico KAl y KA2 - Relés auxiliares.

Puesta en maroha del grupo hldqullco

Puesta en marcha del circuito hldrtullco de la prensa

Agura 3.48. Esquema eléctrico de la maniobra para reall2ar cada vez que se pulsa en 81 un ciclo de 1tabajo.

Funcionamiento

Se trata de una instalación hidráulica que fonna parte de la instalación d e una prensa dedicada a la estampación y que tiene el s iguiente ciclo de funcionamiento:

Dl - Distnouidor de tres posiciones y cuatro vías (3p y 4v). EVl y E\12 - Electroválvulas del distribuidor Dl. RO - Regulador de caud al 52 y S3 - Fines de curso. 51 - Pulsador de marcha d el mo tor eléctrico.

Esquenui 6 Esquema hidráulico lv1ando de un cilindro de doble efecto con accionamiento desde un distribuidor 01, de 2p y 4v que es p ilotad o por una electroválv ula EVl para una posición y resorte para la otra, disponiendo el circuito d e válvulas de retención pilotadas (VAPl y VAP2) y regulación d e velocid ad (RO) para la salid a d el vástago.

La central hidráulica tiene dos bombas:

Bomba BAP (Bomba de Alta Presión). Bomba BBP (Bomba de Baja Presión). Cuando se pulsa marcha en 51, se pilota EVl del distribuidor Dl, que al cambiar su posición, alimenta al cilindro a para q ue su vástago búcie rápidamente la aproxima· ción al material a estampar. La velocidad rápida se consigue por el empuje del fluido q ue llega a Cl desde las bom· bas BAP y BBP.

C1

RC1 VAP1

VAP2

L--------- --- -

-------- 1

Al frenarse la carrera por encontrar resistencia de la p ieza, la bomba BBP q ueda aisla· da por medio de una válvu la antirretomo VAl y se descarga a través d e la válvula de descarga VD. la válvula VS es una válvula de seguridad para la presión alta. Al llegar el vástago a D3, el automatismo desconecta EVl, y con ecta EV2, con lo que D2 invierte la circulación del fluido para qu e el vástago realice su entrada lenta e mpu· jado por el fluido que le llegará desde las dos bombas. Cuando el vástago está dentro, acciona 52 que desconecta EV2 y se da por concluido e1 c iclo de Ja prensa. Para üúciar un nuevo ciclo habrá que pulsar en 51. 272 • O Ediciones Paraninfo

p Figura 2.49. Circuito hldrAuUco que Incorpora válvulas de retenclón pilotadas. O Ediciones Paraninfo • 273

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y e'rectrio·dad

Efec.tricidad oplkodo

85

Esquema eléctrico

CI

C1

El circuito eléctrico se encarga de pilotar al cilindro hidráulico para desarrollar las si· guientes maniobras: Al pulsarS2 se alimenta KA1 (relé) y en paralelo tanbién la electroválvula EV1 de Dl. Al cambiar el distribuidor su posición, el vástago de Cl inicia su salida a velocidad controlada por RCl. Al llegar el vástago al final de su desplazamiento,acciona el fin de curso 53 q ue co· necta el temporizador KA2 para que, transcurrido un tiempo, el vástago inicie su en .. !rada al desconectarse EVl.

-S~f-l.-----.---

SI E

01

El ciclo se da por concluido cuando el vástago ha completado su entrada.

L

s2E

N~

' -+-- --+-

L --'---.._

p

p

Figura 3.51. Esquema todo neumático.

Figura 3.52. Esquema eléctro-oeumtitk:o.

Esquema 8

KA1

Esquema de seguridad para u na prensa en la que interesa que por motivos de seguri· dad el operario tenga las dos manos apoyadas en los pulsadores, mientras la cuchilla descienda. Si durante la maniobra dtja de pulsar en uno de los dos pulsadores, la cu· chilla inicia la subida. La cuchilla no descenderá si no se pulsa en los dos botones a un mismo tiempo.

KA2

KA1

KA2

N--~------...---~---

e

Agura 3.50. Esquema eléc'lrloo para el mando de un olllndro ~ue espera un tiempo al oomplerar el vástago la salida, antas de lnk:lar el retomo.

Los elementos del esquema eléctrico son:

e

KAl - Relé auxiliar. KA2 - Temporizador. EVl - Electroválvula del distribuidor Dl. 51 - Pulsador de paro o de interrupción de la maniobra. S2 - Pulsador de inicio de ciclo. S3 - Fin de curso. Esq1U!11ta 7

Comparación entre un circuito todo neumático y c,tro mixto (electro..neu1nático). Se trata del mando de un cilindro neumático de doble efecto desde un distribuidor bies· table aa:ionado por aire neumático o por electroimanes para las dos posiciones.

Cuando se pulsa marcha M o SM sale el vástago, que al llegar al fina I de su recorrido acciona 02 o S, iniciando a continuación el retorno, oon lo que concluye el ciclo. 274 • O Ediciones Paraninfo

Figura 3.53. Esquema electro-neumático de seguridad para &I mando de una preos.a. O Ediciones Paraninfo • 275

Tecnologio y circuitos de aplicación de neumático, hidráulico y eleetdddad

Elettriddod aplicado

En el caso de pulsar un botón por un medio mecánico, para que al operario le quede libre la otra mano" para así poder sujetar o accionar L.1 pieza a cortar, el automatismo no permitirá la bajada de la cu chilla cuando se p ulse en el otro botón pulsador. El automatismo está preparado para que los dos botones sean pulsados al mismo tiempo, con un desfase 1náximo de 2 s, ya que e n caso contrario la cuchilla no baja. El circuito eléctrico es válido, tanto qu e el accionamiento del cilindro sea por fluido neumático o por hidráulico.

La Figura3.5.3 comprende el circuito neumático1 el circuito eléctrico y la disposición de los botones pulsadores (SI y SO) en la máquina. Esquema 9 Detección de presión en una tubería. En mu chas aplicaciones interesa que no entre en sen•ido un circuito si no se tiene la presi6n su 6cien te en la red de fluido. En estos ca.. sos se recurre a instalar un presostato ajustable en la tubería y una válvula inversa (sin pilotado no admite paso de fl uido). Si la tu bería tiene la presión adecuada, el pre· sostato accionará su contacto a través d eJ cual se a limentará la electroválvula EVI y abrirá el paso al fluido. Si durante el período de funcionamiento bajara la presión, el contacto del presostato se abrirla y se interrumpiría el paso de fluido. En otras aplicaciones la falta de presión impide el fu ncionamiento de la instalación.

-~---- L

-+---..- N F

o

Ffgura 3.54·. Se admite paso dé fluido, cuando hay un.a determinad.a presión en la 1obéria.

EID ELECTROIMANES y ELECTROVÁLVULAS Los electroimanes son dispositivos electromecánicos que permiten la realización de diversas maniobras en los circuitos neu máticos e hidráulicos, con fines dilerentes, como son abrir y cerrar circuitos de fluidos y desplazar correderas de los distribuido.. res.

Figura 3.55. EJed:rováfvulas para el pUotado de una válwla y un distribuidor.

3.14.1. Electroimanes Los electroimanes son dispositivos electromecánicos mediante los cuales se pueden accionar elementos diversos1y e n nuestro caso, aparatos neumáticos e hidráulicos.

Hay electroimanes de diversas formas constructivas y los hay para corriente continua (Cq y para corriente alterna (CA). Pero, ¿cómo distinguir un electroimán de CC de otro que sea de CA?

En los electroimanes de CC la tnasa metálica es una pieza de material magnético unüonne, por ejemplo, acero. En los electToimanes de CA la masa metálica está constituida por un conjunto de chapas magn éticas, al igu al q ue las tiene un transformador eléctrico de tensión. No alimentar de forma equivocada un electroimán porque podria quemarse su bobi· na. El funcionamiento de un electroimán es muy simple y consta básicamente de tres elementos que son; i\'údeo magnético o parte fija sobre el qu e se fija la bobina. Bobina eléctrica realizada con un hi lo de cobre aislado con bamiz1 que se enrolla en torno a la armadura y que tiene un principio y un final por donde se alimenta de corriente. Armadura magnética q ue corresp onde a la parte móvil del electroimán. El electroimán incorpora otros elementos para su aplicación mecánica, como es el mueUe o resorte y los elementos de anclado y articulación de la arn1adura. Cuando se alimenta la bobina se crea un campo magnético en el núcleo que es capaz de atraer la armadura, tal como lo vemos en la Figura 3.56. Cuando se corla la a limen· t.ación a la bobina, el mue11e o resorte separa el n ócleo de la armadura que vuelve a la posición que tenía en reposo.

Nota: los electroi1tta11es de corriente alterna tiet1e11 en la rtrnradura las lla111adas "espiras de so,nbm,, para evitDr las vi"bmc.iones que produce la corriente alterua cumulo ¡»sa por valor cero (cien 1.,1eces en 1111 segut1do). 276 • O Ediciones Paraninfo

O Ediciones Paraninfo • 2 77

ElecJric:idod aplicado

Tecnología y circui'tos de opllcoci6n de nttumótico, hi'dr6ulico y elertn'a'dod

La Figura 3.58 muestra un ejemplo de aplicación de un electro imán con funcionamien to similar al explicado en la figura 3.57 para una electroválvula.

u

u

V

V

o ---!----+- N - ' - -- L a) Electroimán deseonoela
b) Elec~olmén oonectado.

Agura 3.56. Elocirolmén para CA,"" posición do desconectado y oonoctado

Los elementos del electroimán son los siguientes: 1. Nócleo. 2. Armadura. 3. Circuito eléctrico (bobina). 4. Espira de sombra. 5. Muelle o resorte q ue separa el núcleo d e la armadura .

' -------<[;) · p

Con bobina alimeorada (electroimán)

3.14.2. Electroválvulas

l. Carcasa.

La Figura 3.57 muestra otra forma constructiva de un electroimán, y q ue es muy utilizada en electroválvulas y distriibuidores con pilotado eléctrico. Cuando se conecta la bobina, crea un campo magnético q ue atrae hacia su interior a la armadura, realizando este movitniento una dcter1ninada función, cotno puede ser la de abrir o cerrar (taponar) agujeros de paso de un fluido.

u

2. Orificio alin,entac.ión de presión.

3. Re1>0rte (n,uelle). 4. Armadura 1nóvil.

Con bobina d esconectada (reposo) 5. Bobin a e léctrica. 6,. Pi loto q ue sefiala bajo tensión. 7.. Conector e léctrico. S.. Cables eléctriooa.

Figura 3.58. Apllcaclón de un electroimán en el accionamiento de una válvula

Nota: en ln pnrte inferior de las dos figuras se representa el sí1J1bolo neurr1ático e11 Tn posicüh1 que le corres¡xnrdertn en cada cnso.

V

a u

V

a) Ei.ectrolmán desconectado. Figura 3.57. EléCtrolmán con armadura móvil. 278 • 4' Ediciones Paraninfo

L

N

b) Elacttolmán oonectado. Figura 3.59. Cableado de un annar1o eléctrlco. 4' Ediciones Paraninfo• 279

CAPÍTULO m

COMPLEMENTOS

4.1. Esfuerzo dinámico desarrollado por el cilindro 4.2. Aplicacio nes de cilindros

4.3. Símbolos empleados e n tuberías 4.4. Marcado de tuberías 4.5. Marcado de los conductores eléctricos

4.6. Estanqueidad de los aparatos hidráulicos 4.7. Conductores eléctricos

4.8. Armarios neumáticos~hidráulicos y eléctricos 4.9. Figuras geométricas

e Eruciones Paraninfo • 281

Tecnologlo y circuitos dt oplicacl6n de nttum6tfco, hidrdullco y eltctriddad

por l'I lado lkl embolo sin v,i,;t.1go (s.1 lid.1). q"" por el l.>do dl'I embolo con vil~tago

(l'ntril
• /11d1« dt nr,¡.... (',;,)· c~IJll r,al - - - - - - · 100 c,{l,rey, d,rtd1'1i,·o

Para una ut1hza.ci0n Optima d,e un ahndro se acon,,ej• un Indice doecarga s 75 "..

• E...1urr:JJ diluinnro trori<-o~ F-

Cor,:o rral

•

100

-

Oet<.>rmlnJr I• ~1ót1 d< un dltndro nt'um.lh~11 que dcl>e real11.1r un.> fuer,a uhl d" 150 JaN y <>b.l •ocion.,docon .ilre n
F

-

F

F 200 • s-~---111,cmp 6 •.

Flgura 4.1. Artlculaclón hldráullca da una máquina de obras póbllcas.

En este capítulo encontrará dat'1s de cálculo e i·1ifor»1ación aunplen1et1taria que le puede rosul· far 11n,y IÍtil para efectuar co111probacimzes y realizar pequeños cálculos sobre los tres tipos de circuitos que lze,nos estudiado en esta obra (neunzáUcos, hidrdt,lic.os y eléctricos).

m

ESFUERZO DINÁMICO DESARROLLADO POR EL CILINDRO

El esfuerzo dinámico desarrollado por u n cilindro depende de d os factores importan· tes, como son la sección d el émbolo y Ja presión de em puje, tanto q ue sea accionado por aire comprimido, corno por un Ruido hidráuJico.

F =p · S· 11 (daN)

p•....L S '

{ofsi \Iº· 785

--- -·-- --· .. ' ' Tibio , .1. E~fuerzos de•""°"'""º

S- 078S ·cf·d -

• •

..,. 10 12

.20

F - Esfuerzo diná1nico, en daN. p - Presión, en bar. S - Superficie o sección del vástago, en cm 2 • ·11 - Rendimiento

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"'-50°

... ,a)

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Respecto a la sección del énlbolo o pistón


, 100 • ?00da)'1

Orlerminar d d1.iffll.'1ro drl embok>

Siendo:

Hay que distinguir entre la superficie del émbolo por el lado sin vástago (5), y la superficie del émbolo por e l lado con vástago (SI). Por el lado del vástago la superficie útil (51) de empuje será igual a la superficie del émbolo, menos la superficie del vá.stago. Por esta razón, con la misma presión, es mayor la fuerza que ejerce el cilindro

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283

Compf«JNnrot

Tec.nologlo y circuitos dt oplicoc16n de 1teum6tfco, hidl'6ullco y elet:tric.idad Tabla 4.2. Consumo teórico de cUJncfros noumátloos.

dm'lm.....,.. Orlllclo (mm)

2

3

4,

PNll6ndele-,•bllr 7 4

•

8

•

10

10

Entrada 0, 131 0,196 0,261 0,326 0,392 0,457 0,552 0,587 0,652 0,717 Salida 0,156 0,234 0,311 0,389 0,466 0,544 0,621 0,699 0,779 0,85<1

12

Entrada 0,170 0,25<1 0,339 0,424 0,509 0,584 0,679 0,763 0,848 0,933 Salida 0,226 0,339 0,452 0,565 0,679 0,792 0,905 1,018 1,131 1,244

18

Entrada 0,343 0,514 0,684 0,855 Salida 0,400 0,598 0,797 0,995

20

Entrada 0,524 0,185 Salida 0,624 0,934

1,05 1,24

25

Entrada 0,819 Salida 0,975

1,23 1,46

1,63 1,94

2,04 2,43

2,45 2,91

32

Entrada Salida

1,37 1,60

2,74 3,19

3,42 3,98

4,10 4,77

40

Entrada Salida

2,10 2,50

2.06 i39 3.14 Ú4

2,85 3,40 4,78 5,57

4,18 4,98

5,22 8,22

6,27 7,46

7,31 8,70

50

Entrada Salida

3,28 3,90

4,91 5,84

6,53 7,78

8, 16 9,72

9,79

11,4 13,6

1,54 1,79

1,17 1,99

1,88 2,19

2,49

2,09

2,35 2,80

3,11

2,61

2,87 3,42

3,26 3,88

3,67 4,37

4,08 4,85

4,48

5,47

6,15 7,16

6,63 7,95

7,51 8,74

9,39 11 ,2

10,4 12,4

13,7

14,7 17,5

16,3

15,5 22,2

1,37

1,03

1,20 1,39

1,59

1,31

1,57

1,Só

1,86

1,83 2,17

1, 19

11 ,7

6,36 8,35 9,94 13,0

5,34

11 ,5

19,4

17,9 21,3

:?'1,9

27,7

30,6

27,7

33,9 49,3 54,6

6nt0'3do

6,67

9,3'1

11 , 1

13,9

16,6

19,'1

9,27

12,3

15,4

18,5

21,6

24,7

80

Entrada Salida

8,19 9.01 9,99

13,5 15,0

18,0 19,9

22,4 24,9

26,9

31,4

35,9

40,0 44,7

30,8 44,8 49,7

100

Entrada Salida

14,6 15,6

21,9 24,3

29,2

31, 1

36,4 38,9

46,6

54,4

58,2 62,1

85,5 69,9

72,8 n,6

80,0 85,4

125

Entrada Salida

22,8 24,4

34,1 36,5

45,4 48,6

56,7 80,7

68, 1 72,8

79,4 85,0

90,7 97,1

102 109

113 121

125 133

180

Entrada Salida

56,1 59,8

74,7

11 2 11 9

130 139

149 159

168 179

186 199

205

79,7

93,3 99,5

200

Entrada Salida

58,5 62,4

81,6

93,4

117 124

146 155

175 186

204

233 249

262

280

291 311

320 342

250

Entrada Salida

93,6 97,5

140 148

187 194

233 243

280 291

326

373 388

419 437

486 485

512 534

320

Entrada Salda

155 180

232 239

309 319

386 398

463 477

540

617 636

894 716

771 795

849 874

83

Salida

37,5

40,0

29,8

34,8

43,7

51,0

217

340

557

39,8

219

Particularidades d e la aplicación de cilindros neunt..í ticos l.

2.

3.

La presión de trabajo de u.n cili ndro neu tnático o aparato receptor será siempre inferior a la presión normal de la red, para así compensar las oscitaciones q ue puedan darse en el circu ito por ta conexión de otros apa_ratos conectados a ta 1nis1na red. Con carácter genera l, los cilindros neumáticos se elegirán en relación a ta maniobra a realizar, incrementándolos entre un 25 y u_n 30 respecto a su valor teórico de cá lculo. El distribuidor tendrá un agujero (vía) de diámell"o no inferior al agujero de alimentación del cilindro neumático.


,1

Cua.n do se desee la 1náxilna velocidad de respuesta de un cili nd.r o .n eumático, se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones: Los at,Ujeros de1 distribuidor y resto de aparatos auxiliares y de control, tendrán el mismo paso que los agujeros del ci.Hnd.r o neumático. El distribuidor y los aparatos auxilia.res y de control se impla ntarán lo más cerca que sea posible del ci.Hndro neumático. • Se gana en rapidez, cuando se hace rápido el escape . Ta1nbién se mejora la rapidez a ligerando la carga o dándole un 1nayor dimensionado al ci lindro neumático.

Fig ura 4.2. Cilindro neumátloo.

m

APLICACIONES DE CILINDROS

En este apartado se representan diversas formas de aplicar cilindros neumáticos e hj .. dráulicos, q ue se complementan con otras formas que se han estudiado en los circuí .. tos correspond ientes a neumática e hidráulica.

Aplicación de circuitos 1

r

\\

Movtmlento slmlar al de la excéntrk:a de la figure de la derecha. en este caso, reall%ado con un clllndro.

Eje mtqulna

-,,,_ \

E:'lc:eéntJlca accionada por un motor.

O Ediciones P1t1nlnfo • 285

Tecnología y circuitos de aplicación de neumática, hidráulica y electriddad

. . &E)a Leva

Ejemplo dé leva utilizada para el accionamiento de finé$ de cumo en un programador.

Poslcl-t>·1·

Poslcl-t>-2·

a-e- .......... a-e

Ejemplo de !ova para un oorádO dé ftn de curso con una sola posk:l6n de reposo. A utlllzar en '"'""'"""' dé seglnlad ccn una pcslclón de....,,ln_ dé nbajo.

•

Eje~ dé enclava.miento en cuab'o pLr!tOS para la tapa de una autoclave, con ao::ionamlénto por un clllndro.

- +-

!.l.i

·\l

\V,,......

Ejemplo dé hno. DesNoq,.., po, dlndro.

El1'4)0Jador dé piezas.

·~: ,... ··-···..-.--- ------------, '"~------·-·-

. Tapas

· Puenas

· Prot:ec:doñes

· Etc.

Acclonatrieroo en diversas apllcaelones.


supe,lor.

El programa puede acomodarse a las el<· cuns1anc1as que requle
1

Aplicació11 de circuitos 2

Acclonatrieroos:

Procedlmento para hacer girar un redondo (eje) al S8f ｾ＠ por un dllndro.

caclón.

O¡

@:J:-

...,....,tos,

Ciiindros para realizar
-- --..------v

Cle,re tipo t>Jade
Aplicació11 de circuitos 3

Mesa elevado-a articulada acdonada por un clllnc:to neurn~lco o hldréulco.

cada salida del vás1a¡¡o supone el avance do un diente dé la rueda dentada.

Igual "'e la ftgura antetlot, mocllcando el g;s. tema de accionamiento.

e Ediciones Paraninfo •

287

Tecnología y circuitos de aplicación de neumático; hidróulic-0 y electrio·dad

Tan10 en el movimiento de salida como en al

F L F2--.-

de entrada del véstago gka la rueda denlada, Aa salir el vástago, la rueda gira en un sentido, y ru ennr. en sentido contrario.

~ & en

el mismo senddo.

,,,_ _._._de la lbefU de""En alltc;:.;no Vbindo~tuJ1t.;lf~pe;r2

!

Giro dé un eje o tambor mediante dos dlhdt'O$ conectados en serle. La comunicación entre ambos clllndros se hace con aceite, que hace má.s regular el movimiento, que puede sar regulado.

·+·

\ -

Rueda denlada Cadena

Rueda dentada movida por una cadena de estabones. La misma Instalación para lo& cilindros del ejemplo de la Izquierda.

-

...... ..-ora. -lillO•,... ｾ＠

lftilf"9,JIQ

o IQlv;l . . . .c;,

Aplicación dt cirruitos 5

Aplicación de circ11it-0s 4

I

\

........ -----.,,--- -El fkmo pi..;. - , .an o__,. hldratdloo

1..tacoendOI

Acdol\amiento de una tapa que cubre un ~ e por medio de un clllndro.


... rcmade1,.,. ..... _..,"" ｾ＠

Aooionamiento de una palanca que está ai,oyada en un extremo con ardculad6n en tres puntos. Del centro de la palanca aJ910a la apllcac:16n.

!••--1t-.

tic:O o hatulic:O

-.

P.,,. que los dOs c,1..- ....,_, y bl¡en .i Ul"!ll()l"IO. N coneaan en • • y ti 111.oo ...... n .-nbas c;.amaras 1rMnDr•s es de Kalte

-o

CompletMnros

Tabla 4.A. Dlforontos formas do unión ontro tuborlas, según DIN 2 429.

O...Omlneolo!n Unión do bridas. Unión de bridas con disco do aguje
f,-El!'Clu,e . .., N odil< F-Fu.nóolL - Long,tud del bralO 1- Lon!l•ud OOl btNo . _

Efecto ｾ＠

de II f'IAiru ele un ohn..

•flka>d• •uno p.lara, ｾ＠ apo.. ea, a r,enoa 'I ocrot ele"*.,.. de traMmilk>n dro

Brida ciega.

oónOOc-.rg•

tiewr

P.-1 ~tiiw' .. tUlltU de ~dddn M l)Ul-

de ponot.., Juogo ... poleti

Unión roscada,

-11--

Acoplamiento.

-

Unlóll soldada.

-ir-

Co
Manguho esférico.

---ir-

Manguito esfélioo roscado.

ManguJto de enchufe.

-t-

Manguito de enchufe roscado.

Unión do grapa.

-<><>--

Accesorio soldado.

Unión de manguJto.

ApllcaciOn de un ollnll"o y po1ec1 per•

•

-e-

Tabla 4.5. Símbolos de aparatos y elementos utlllzados en circuitos de tuberías.

Blm-

c-l¡¡

E!

Dlllial"'*"" clt.., , , _ _ , , . . . . . .

Con 1, corffblll00'1 de

pol9,il:1 H con1.igue auoner,mt la fuerza ~clOl'0!b por el o,, lndro

En este c.illlO; F = 2 F•

m

¡:ÓCJ

O..r-'™>"""' -

-

dO 00'*3iri0 (abnr
pu-. ... ...,,,_

IXJ

(;) SÍMBOLOS EMPLEADOS EN TUBERÍAS

-

Las Tablas ~.3 a 4.5 rccosm diwnos 5-lmbolas n,laciOT1'1dos con las tuberías.

__...,

- -.,.,,

Tabla 4,3,, Oivenas ,Or,nas de tujeciónde IIA)erils y su rerpresertaoón wnbólica

...,

~--

t,l()OOO óil l,bO

5--t001,.....

.,...gu1.

clol lul>o ...... ,OOjlOI

T- d e "

T

So,>or,e -

t.;cidn OOl lul>olOl>O l>olll

""""' ftJO de lricckln

r..a.oou•""""iclº

s._.-..,,.ca

ｾ＠

Aj)OyO tlélDCO

"""1YO do .....,,.....,...,

m

•

Dlnomlnockln Válvula de paso recto con flotador y bridas. Válvula angular con flotador y br1das. Válvula de compuerta a bridas. Grifo do paso recto con bridas. Manómetro o va~ metro. Termómetro.

Slrnbolo

o...om1-

Clfl

Grifos de tres pasos oon bridas.

4

Sombrerete para Buvla.

lr

Sllón.

SL

Junta de dRataclón en forma de llra.

-0-,

Separador de agua

-0s

Separador de aceita.

MARCADO DE TUBERÍAS

En las tuberías se puede identific.ar el fluido que transportan por su color distintivo o por el marcado de las mis1nas si son todas del mismo color. Con el fi n de facilitar la setlalización de las tuberías que transporten fluidos (requisito prescrito en el artículo 125 de la OGSHT) se adoplarán para su representación los cri· terios de aplicación siguientes: Cuando resulte suficiente especiñca.r la nahlraleza del fluido, podrá utili· za.r se solamente et color básico. Cua.n do adernás de la naturaleza del fl uido re.su ite necesario especificar su esta.do, se u titizará, además del color básico, otro color denominado complementa.rio, que se ubicará sobre el básico.

O Ediciones Pat1.nlnfo • 291

Te01ología y circuitos de aplicación de neumótica, hidráulica y electrio·dad

Colores básicos y complementarios Los colores básicos y comple1nentarios a utilizar en las conducciones serán los especificados e n "Colores Básicos y Complementarios" según e l sistema CTE. Su defi nición estará de acuerdo con e l sistema CfE, y será preferentemente la indicada e n la Tabla 4-.6

do

Fl...

ALQUITRÁN BASES

Complementos

Negro Vlolela

Tabla 4.6. Coordenadas cromádcas d& IO$ colores con que ,e pintan las tuberías.

eoo-..

.............

COLOR

X

VERDE ROJO AZUL AMARILLO NEGRO BLANCO GRIS MARRÓN NARANJA VIOLETA

0,273 0,602 0,190

y 0,3119

0,324 0,185

0,480

0,481

0,293 0,310 0,314 0,389 0,577 0,333

0,307 0,320 0,328 0,362 0,383 0,237

-rile

lumlnencle 9.2 7,5 8, 11 60,8 3,8 84,4 28,7 13,5 19 13,8

Forma de aplicaci6n Las tuberías podrán pintarse con el color básico en toda su longitud, una cierta 1ongitud o en una banda longitudin.al. Siempre se pintarán en proximidad a válvulas, em· palmes-' salida,; de empotramientos y aparatos de servido qu e formen parte de la ins .. talación. La anchura del anillo del color complementario será como mfnimo igual al diámetro de la tubería. Cuando el color básico esté p intado solamente en forma de banda longitudinal, eJ anillo se sustituirá por una banda transversal de la misma altura que la banda del color básico.

-

Tabla 4.7. Colores d& marcado de tubetfas.

Color..-

-···do 0 ..011

Deelqullr,n

ACEITES ÁCIDO

N1r1nJ•

AIRE

A:ul

Bencina Benzol COnctntredo canenre Comprlmklo

Polvo carbón Porable Cellentll Condensada

AGUA

A presión

Salada Uso Industrial

Residual

292 •

o Ediciones Paraninfo

Am1rlllo

(%)

Color

complemenlilllo Amatlllo Negro Rojo Blanoo

RoJo

Blanoo

RoJo

Negro Verde Blanco

Amarillo Rojo Naranja Negro Negro+Negro

Color com.....,_..rlo

Colorb611co

Depurado

Ama~IIO

Poll
Azul RoJo

Bruto

Negro

O.. acolo ·Acetilono

Marrón

· Adclo calb6nlco • Ol
VACIO

Gris

VAPOR

Rojo

RoJo

Concentrado

Verde

Baf'IOO"'Blanco Nogro.l'logro Azul+Azul Ro¡o.Rojo Verde + Verde Vloleta+Vlolela

De 1lt1 De escape

Blanco

Verde

Sentido de circulación Cuando resulte necesario reflejar el sentido de circulación del fl ujdo transportado, podrá indicarse mediante una flec ha, de color blanco o negro, de forma q ue contraste con el color bá.c;ico de fondo. Caso de utilizarse la señalización mediante una banda longitudinal, el sentido de circulación podrá determinarse por la extremidad punlia· guda de la banda. Grupo de colores (RAL) Tabla 4.8. RAL correspondiente a los colores con que sa pintan las tubetfas.

Delllno do la lUbelfe AGUA VAPOR AIRE GASES COMBUSTIBLES GASES NO COMBUSTIBLES ÁCIDOS SOSAS LIQUIDO$ COMBUSTIBLES LIQUIDO$ NO COMBUSTIBLES VAClo

2 3 4

5 6 7 8

9

o

Verde Rojo Azul Amarino''> Amarillo Naranja llloleta

Marrón<'• Marrón Gris

6018 3003 7001 1012 1012 2000 4001 6001 6001 5015

Cl>Morcas pcri1nctra l~ dccolor rojo, RAL 3003

Normativa aplicada Norma ~1063 ''Caracterización de las tuberfas e n los dibujos e instalaciones industriales''. Norma ISO-R508 "Aplicación del color sobre tuberías''. Norma DIN-2403 ''Color identificativo de tuberías". O Ediciones Paraninfo• 293

Técnologío y circuitos de opl,'C(1ci6n de neum6óco, hi'dr6ulico y electn'ddod

Complementos

1. Color negro 2. Color amal111o 3. Color a?:UI. F1gura 4.4. Conductores de una linea monofásica.

m

Figuro 4.5. Cablos para red trifá
ESTANQUEIDAD DE LOS APARATOS HIDRÁULICOS

Figura 4.3. Tuberías que conducen gas natural.

m

La estanqueidad en cil indros, a.coplatnientos, bridas, distribuidores, tuberías, racores

y otros elementos ludráulicos, estar.l asegurada por la interposición de juntas y sella-

MARCADO DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Referente a ]os colores distintivos de] aislamiento d e los conductores1 el apartado 2.2.4 de la JTC-BT-19, señw lo sigufonte: "Los conductores de la instalación deben ser fácilmente identificables, especialmen .. te por lo que respecta al conductor neu tro y al conductor de protección. Esta iden .. lificación se realizará por los colores q ue presenten sus aislamientos. Cua.n do exis .. ta conductor neutro en la instalación o se prevea para un conductor de fase su pa~e posterior a conductor neutro se identi fica.r án estos por el color azul claro. Al conductor de protección se le identificará por el color verde-amorillo. Todos los conductores de fose, o en,,, caso, aquellos para los que no se prevea su pase posterior a neutro, se identificarán por los colores marrón o negro. Cuando se considere necesario identifica r tres conductores fases d iferentes, se ut ilizar á también el color gris." Tabla 4.9. Identificación de Sos conductoras y color de su alslamlonto.

dol conducto

1.• tase 2.• fase

3.• fase Conductor neutro Conductor de protecdón

L2

l3 N

PE

Marrón Negro Gris Azul claro V&rde-amarillo

Los conductores representados e n ]as Figuras 4.4 y 4.5 n os muestran el color del aisJa1niento que identifica a los diferentes conductores eléctricos que pu eden ser unifila .. res o ir agrupados. 294 • 4' Ediciones Paraninfo

Las juntas estáticas mantienen la estanqueidad entre elementos que no tienen movimiento, uno respecto al otro, como son, por ejemplo, las tapas de un cili ndro, las bases de un d istribuidor, los acoplamientos, la u n ión en tre bridas, las uniones de tu berías, etc. Las juntas dinámicas aseguran la estan q ueidad entre eJementos en movimie nto, como, por eje1nplo, el vástago de u n cilindro respecto a las tapas, el émbolo respecto a la ca1nisa, la corredera de un d istribuidor respecto a la base, etc.

OLr.as veces, las juntas hacen otras funciones, como la de retén rascador utilizado para limpiar, por ejemplo, cl vástago de un cilindro, para impediT la entrada de cuerpos exlrat\os, c te.

Las particularidades que deben reunir las juntas de acuerdo con el trabajo que han de realiza r son las sig uientes: 1.

ldenllllc8cl6n

L1

d ores de muy diversas clases y productos, q ue serán adecuados a la forma de trabajo a realizar, según se trate de situaciones de reposo (estáticas), o de movinúento (dinámicas).

En prin1er lugar, analizar la mecánica d e traba.jo a real izar por la junta y luego conocer las caracte rís ticas del Aujdo a aislar y, por tanto, el 1nedio

donde la junta va. a estar e nv uelta. 2. Temperatura l(mite de trabajo, por ejemplo: -5 ºCa +80 C. 3. Trabajo a desarrollar: a) dinámico, y b) estático. 4. Presiones a soportar, y qu e se pueden clasificar e n: Ligeras, hasta 160 bar. Medias, hasta 250 bar. Altas, hasta 500 bar. Muy altas, cu ando superan los 500 bar. tD Ediciones Para.ninfo • 295

Tecnología y circuitos de aplicación de neumótico, hidráulico y electrio·dad

5. Resistencia a la abrac;ión. 6. Elasticidad en el tiempo. Que no se pierda esta propiedad. 7. Soportar y re!'-listir los fluidos contra la degradación por envejecimiento. 8. Evitar envejecimiento o degradación por incorrectas condiciones de a1maccn~nnicnto. 9. Atención a los recambios. Emplear en lo posible juntas originales. 10. Respecto al almacenado de juntas, se deberá evitar el contacto entre diferc11tcs tipos de productos c11 juntas, temperaturas inadecuadas, luz, aireación, contacto con líqu idos y oLTos productos. Mucho cuidado con la posible deformación de las juntas du.r ante el período de almacenam iento.

-- -- - -- -- -·-.. --· - ·--..._..._

m

CONDUCTORES ELÉCTRICOS

En lo que afecta a esta moteria, I• s«ción de los conductores para los ap.uatos de maniobra y detección es pequell.l (1. l..S. 2.5 mm'), l'IR embJrgo. la sección para los conductort..--s que illifflil"nl.ln .i Jo. motore. clktrlros ｾ＠ m.t)'Or. A rontlnu'-1.,k>n ｾ＠ indican las lórmulas para calcular -.:ione,, para ddn•.w:iones de corLl y mediana longitud. ~«iontt nonnil Iit ildu dt conductor,, t lb:tricos

t3ivi'tr:111doiniiii iti¡

C I , _..................

Ulpdolde . . . . . . . . .

caucho natural Buna N.Pe,rburán 8'Jna S-GRS, SBR Neopreno Butflo Nylon Rllsan

Sllloona Vutkolá.n Teflón

Vllón

"'

m

m

m

b

m

m

m

-30a100 100(280) 30a95

•

b

b

b

m

m

m

-30a 120 100(280) 40a 95

m

b

m

b

m

m

m

.30 a 120 100 (280) 40a 95

a

a m

m

a

b b

m b

m m

m

-40a 130 100(280) 40a 95 .50 a 150 40a 90 700 700 -100 a 40a 90 200 -30 a 80 65a 95 -200 a 60a95 280 -60 a 220 550

m m

b

• •

d b

• •

d b

• •

a

m

• •

b m

• •

b m

• •

0 1ros Slgniflcado de las siglas: m - mala: d - deficiente; a - aceptable; b -buena; e - exoelente

U

0,75

U

2,5

•

1

10 11

296 • IO Ediciones Paraninfo

25

50

U

10 115 1ZQ 150 JOG 500 900 800

C~kulo de 1• 11ttclón par• d er ivaciones co,u•

1. lecaon...,... cwc""°

_..,,,te, ... ..,.._..,.. cOll't. _ _ _ _ _ ｾ＠

1 I'·L '---,-) r , u _ _ _ _ _ _ _ z ... -._ - -..., - .-.-llc-ueto ...-,-,c-,-..,-_,.,,Ktoftn corlN _ _ _ _ _ _

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LA."\4'.1tudikl&bnt¿,«.mN1U•fffll (omdul,1,md. mmOtrtnt ( alolt. &, k•fhN'l•II C:111 \"/11...

y r

Tcntl\lll OC I& md. e• .. .._¡\ 1.

Las insta laciones hidráulicas precisan un n1antenimiento periódico, como es: Control de nivel del depósito de fluido hidráulico. Rellenar el depósito cada vez q ue el nivel sea bajo. Control del estado y ca lidad del fluido. Cambiar el fluido cuando se haya degradado, previa limpieza del depósito y circuito. Control de fugas en tuberfos y aparatos. Cerrar de forma inmediata las fugas que se produzcan. Control de la temperalma del Auido hidráulico. Refrigerarlo o calentarlo cuando proceda. Controlar las presiones dadas pm la bomba. Atención paTticular a los filtros. Limpie.za y cambio cuando proceda. PuTgado de la instalación y aparatos. Debe evacuarse el aire que ciTcula mezclado con el fluido (purga). Cuando se intervenga en el circuito., después habrá que limpiarlo y purgaT para evacuar el aire.

___

------~~ ... _.

T•bll , .11. Secoone1 normlfilada1.

Tabla 4 .10. Ca,actoMsllcas y compadbllldad do llquldos hidráulicos y funras

T•bl.:a ,.1 s. fórmulM: pera caklAf' la sec:clCltl de to, condua,re,s en h..tnaón de ll 1n'len1dad.. lecd6n pete ctrcutto MOl.efldito t>tt ..,.._..,... cOftN

2/./m,
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l.udlck llmNta cn'foli... T("'"""' .. t.TW. CW' ..."'-"' 1\)

-

Compfe1Nnros

31.8

.....

,.

:,o

21

44-C

70 "C

IO "C

....

v. 51

••53

Ah,l'TliNO

35

COl>le

r....,.,,1w,

2o·c

La Figura 4.7 es otra mucsttca de a rmario neumático o hidráulico que d ispone en su paste ~--u_perior de otro armario coi, los borneros eléctricos a pastir de los cuales se ali· menta n las electrová lvulas y otros elementos con componentes eléctricos del armario inferior:

44

Ejemplo de •plic•dón ~rmm3r l,1 '<'Cdón de ｾ＠ rond1><.ton'• dr unJ li!l<'a ú~ '.10 m QUI' ahm~tan un motor tnfJ,l<'O b,t("""'" (23()/4(1(1 \'). U k\\ J.- pc,t~fl< ,a COO('(tado • uM rN de 400 V, <1 M' .1dm1tt.-• una c.1iJ.l d-., t1~n,.6n J ~·I 1.5 '\. P ·L

s - r .,.¡,,· ª e

1. 2.

3.

Aco1netida a.1 armario situado en la parte exterior d el a.rmaTio. Armario con el bornero d e conexio nes eléctricas que está n unidos a los dispositivos ne um~ticos o hidráulicos que tienen componentes eléctricos o electrónicos. Armario con componentes neumáticos o hidráulicos.

2.200 • .lO 56 x6' 230 ª O.SS anm'

U •• / IOO 400, 1.5 100

6V

Elegiremos un condoctor ele 1.5 mm·.

/llot•:rl roi.,umo del mt!for tnlRl¡G • un, tnr
·~

El cv,rdurh!T dt pn>lrcnun PE kndm I• '""""' ......,..n 0 .5 mm')

IJARMARIOS NEUMÁTICOS, HIDRÁUL ICOS Y ELECTRICOS

!

B~NERO ELÉCTRICO

Los elementos ncum.iticos o hidráulicos se p ueden agrupar en armarios con el objeto de que oo estén dispcrs06 o con dificil identificación en e.aso de a,·cri,l.

.

La Figura 4 6 muestra un armar,o en tres vista< En el cxtcr,or hay u na ,·álvula de a«1onam1cnto manual que puede seT bloqueada con un candado, tanto en pos1c1ón abierta romo cenada, .,,guido de un filtro. En el interior del annano estar.in sujct05 a una placa k>,, de,tnbuidórc, v de.más ekmcnto,,

ｾ＠

ｾ＠

ｾ＠

1

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1

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18° ,,.,'" .

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BORNERO ELÉCTRICO

J 1

r8: ¡.E:

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H OH

1

1

1

1

·~

1

Rgura 4.7. Armario con bomero neumá.tteo o hidráulico con otro armarlo eléctrico anexo.

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O Ediciones P1t1nlnfo • 299

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FIGURAS GEOMÉTRICAS

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TECNOLOGIA NEUMATICA

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