UNIDAD I
Características y Fundamentos Físicos de la Neumática
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Índice Unidad I :” Características y Fundamentos Físicos de la Neumática” 1. VENTAJAS VENTAJAS Y DESVENTAJ DESVENTAJAS AS DE LA NEUMÁTICA NEUMÁTICA ............. ................... ............ ............. ............. ............. ............. ............ ........ 1 1.1. VENTAJAS VENTAJAS DE DE LA NEUMÁT NEUMÁTICA........... ICA................. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ........ .. 1 1.1.1. 1.1.1. DISPONIBI DISPONIBILIDAD... LIDAD......... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 1 1.1.2. 1.1.2. POSIBILIDA POSIBILIDADES DES DE UTILIZACI UTILIZACIÓN.... ÓN.......... ............ ............. ............. ............. ............. ............ ............. ........... .... 1 1.1.3. 1.1. 3. MANEJO MANEJO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ......... 1 1.1.4. 1.1.4. SEGURIDAD SEGURIDAD ............ .................. ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ......... ... 1 1.2. DESVENTAJ DESVENTAJAS AS DE LA NEUMÁTICA......... NEUMÁTICA............... ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ......... ... 2 2. MAGNIT MAGNITUDE UDESS FUNDAM FUNDAMENT ENTALE ALESS USADAS USADAS EN NEUMÁT NEUMÁTICA ICA ...... ......... ....... ....... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ....... .... 2 2.1. MAGNITUDE MAGNITUDESS DERIVAD DERIVADAS AS USADAS USADAS EN NEUMÁT NEUMÁTICA........ ICA............... ............. ............. ............. ............ ......... ... 2 2.1.1. 2.1. 1. FUERZA: FUERZA: ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ....... 2 2.1.2. 2.1.2. CAUDAL: CAUDAL: ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ........ 3 2.1.3. 2.1.3. PRESIÓN:..... PRESIÓN:............ ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ........ .. 4 2.2. CONVERSIÓN CONVERSIÓN DE UNIDADES..... UNIDADES........... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... .. 6 3. CARACTERÍS CARACTERÍSTICAS TICAS DEL AIRE ............. ................... ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ......... .. 8 3.1. ESCALAS ESCALAS DE DE PRESIÓ PRESIÓN N ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. .......... ... 8 3.2. PRESIÓN PRESIÓN ABSOLUTA. ABSOLUTA........ ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ...........10 ....10 4. CAMBIOS DE ESTADO ESTADO DEL DEL AIRE AIRE ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ..........11 ...11 4.1. PROCESO PROCESO VOLUMEN VOLUMEN CONSTANTE CONSTANTE ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ...........13 .....13 4.2. PROCESO PROCESO A PRESIÓN PRESIÓN CONSTANTE......... CONSTANTE............... ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........15 ..15 4.3. PROCESO PROCESO A TEMPERATURA TEMPERATURA CONSTANTE........ CONSTANTE............... ............. ............. ............. ............ ............. ............. ...........16 .....16 5. VOLUMEN VOLUMEN NORMAL DEL DEL AIRE................ AIRE...................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ..........18 ....18
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UNIDAD I “CARACTERÍSTICAS Y FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA NEUMÁTICA” 1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA NEUMÁTICA 1.1. VENTAJAS DE LA NEUMÁTICA 1.1.1.
DISPONIBILIDAD El aire comprimido puede producirse en cualquier lugar, prácticamente en cantidad ilimitada. ! Para cargas máximas o fallas almacenarse en depósitos. ! Transporte fácil sin tuberías de retorno y con posibilidades sencillas de ampliación. !
1.1.2.
POSIBILIDADES DE UTILIZACIÓN ! ! ! ! !
1.1.3.
Permite estructurar instalaciones compactas, rápidas y simples en la parte de potencia sin elementos adicionales como unidades de alimentación, rectificadores, transformadores de mando, etc. El aire comprimido es limpio. Esto es especialmente especialmente importante importante en la industria de la madera y en la del cuero. El aire comprimido es rápido, lo que le permite obtener elevadas velocidades de trabajo (3m/s). Posibilidad de mando a precio favorable y rápidamente realizable, tanto en pequeñas unidades como en grandes instalaciones. Para instalaciones con factores extremos de perturbación como campos magnéticos, campos con peligro de explosión e instalaciones expuestas a la humedad y la suciedad.
MANEJO Los componentes, robustos e insensibles a las perturbaciones, pueden emplearse en casi todos los campos de la industria. ! Utilización segura, fácil, múltiple, gracias a una madura y acreditada tecnología con larga duración de los elementos. ! De fácil aprendizaje y agradable manejo gracias a los elementos de supervisión que pueden instalarse, mantenerse y repararse con esfuerzo. ! Regulación continua de fuerza y velocidad. !
1.1.4.
SEGURIDAD ! Inmunidad total de los elementos utilizados ante una sobrecarga. ! Ningún peligro de explosión en la minería, ni en instalaciones químicas. ! Adecuado contra peligro de incendio en las industrias textiles, papelera,
de la madera y de la goma. ! Portador de energía, sin peligro, empleable en todas pares, sin especiales prevenciones de seguridad. Pag. 1
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1.2. DESVENTAJAS DE LA NEUMÁTICA El aire comprimido es una energía relativamente cara. No obstante, este elevado coste de energía, se absorbe, en gran parte por la utilización de elementos y aparatos más sencillos, más compactos y económicos. El aire comprimido exige una buena preparación. No debe acarrear consigo ningún resto de suciedad o humedad. No es posible obtener velocidades uniformes y constantes en la carrera de un cilindro, debido a la comprensibilidad comprensibilidad del aire. El aire comprimido es rentable solamente cuando se utiliza hasta un determinado esfuerzo. El límite está está alrededor de los 30 000 000 Newton. Si la fuerza fuerza necesaria sobrepasa este valor es preferible utilizar la hidráulica. El aire de los escapes es ruidoso. No obstante, este problema está hoy en parte resuelto, gracias al creciente desarrollo de materiales para la fabricación de silenciadores de escape. La niebla aceitosa, que se aporta al aire para lubricar los aparatos, se pierde al escapar al aire exterior. 2. MAGNITUDES FUNDAMENTALES USADAS EN NEUMÁTICA Magnitud Longitud Masa Tiempo Temperatura
Unidad Metro Kilogramo Segundo Kelvin
Símbolo M Kg S K (°C + 273)
2.1. MAGNITUDES DERIVADAS USADAS EN NEUMÁTICA 2.1.1.
FUERZA: La unidad de fuerza según el sistema (SI) es el Newton (N) Fuerza = masa x aceleración F=m .a
!
Ejemplo :
m 1 N " 1 Kg . 2 s
Determinar la fuerza necesaria en un cilindro neumático para acelerar una masa de 60 Kg. En reposo, hasta una velocidad de 0,2 m/s, siendo el tramo de aceleración de 3 cm. ( No considerar la fricción)
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Movimiento uniformemente acelerado: Vf 2
" Vi 2 # 2a e
en donde: Vf = 0,2 m/s; Vi = 0 ; e = 0,03 m a
"
Vf 2 2e
"
(0,2) 2 m 2 / s 2 2 . 0,03m
" 0,66
m / s 2
a = 0,66 m/s 2
Cálculo de la fuerza F F " m.a m F " 60 Kg .0,66 s s F " 39,6 N
2.1.2.
CAUDAL: Volumen de fluido que atraviesa atraviesa una sección por unidad unidad de tiempo.
Caudal = Velocidad x Area Q
" v . A " V .
$
.d2 4
Unidades: (litros/min), (m3 /h). !
Ejemplo : Un prensatapas indebidamente sujeto, presenta una fisura que corresponde a un un agujero de 2mm de diámetro. Determinar el caudal caudal de aire que escapa, si el sistema se encuentra a 6 bar de presión.
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Según el diagrama de consumo, para un diámetro de 2mm y una presión de 6 bar, escapa un caudal de aire aproximado de: 0,2 m3 / min 2.1.3.
PRESIÓN: Es el cociente de dividir una fuerza entre la superficie que recibe su acción. P " "
!
Fuerza Area
Unidades: F N P " 2 A m
" Pascal (P a )
F
P " $
! d 2 4
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!
Ejemplo : Determinar la presión necesaria que se debe aplicar aplicar al émbolo para levantar un vehículo de 900 Kgf de peso. Datos : W = 900 Kgf % = 140 mm P=?
P "
F A
"
900 Kgf $
2
(14) cm
2
" 5,8
Kgf cm 2
4 1 Kgf cm 2
' 1 bar
P & 5,8 bar
!
Otras unidades: La presión de un Pascal la ejerce aproximadamente una hoja arrancada de este libro sobre el objeto en que se deposita como sea que 1 Pascal es una presión pequeñísima se suele emplear sus correspondientes múltiplos.
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1 bar = 105 Pascal 1 bar = 100 . 10 3 Pa = 100 Kpa ( Kilopascal) 1 bar bar = 100 kPa 1 bar = 0,1. 106 Pa = 0,1 Mpa (Megapascal) 1 bar = 0,1 MPa
1 PSI " 1
lb pulg 2
1 bar = 14,5 PSI
1 bar = 1 atm (atmósfera) = 760 mm de Hg
&1
Kgf cm 2
2.2. CONVERSIÓN DE UNIDADES Tabla 2.2.1 Longitud cm 1 cm 1 1m 100 1 pulg (in) 2,54 1 pie (ft) 30,48 1 yarda (yd) 91,44 1 mi l l a 1,609 x 105
m 0,01 1 0,0254 0,3048 0,9144 1609
Pulg 0,3937 39,37 1 12 36 63360
pie 0,0328 3,28 0,083 1 3 5280
yarda 1,094 x 10 -2 1,094 0,028 0,333 1 1760
mi l l a 6,21 x 10-6 6,21 x 10 -4 1,58 x 10 -5 1,89 x 10 -4 5,68 x 10 -4 1
Tabla 2.2.2 Masa 1 Kg 1 lbm
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Lg 1 0,454
lbm 2,2 1
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Tabla 2.2.3 FUERZA 1N 1 Kg1 1 lbf
N 1 9,81 4,459
Kg 1 0,102 1 0,454
lbf 0,224 2,2 1
Tabla 2.2.4 Volumen 1 l (Litro) 1 m3 1 in3 1 ft3 1 yd3
m3 0,001 1 1,639 x 10 –5 0,2832 0,7646
l 1 1000 0,01639 28,32 764,6
ln3 61,02 61020 1 1728 46656
ft3 35,3 x 10 -3 35,3 5,787 x 10-4 1 27
yd3 1,308 x 10-3 1,308 2,143 x 10-3 0,03704 1
Tabla 2.2.5 M3 /min 1
L/s 16,67
cm 35,314
0,06 0,02832
1 0,4719
2,119 1
Caudal 1 m3/min 1 l/s 1 cm (ft3 /min)
Tabla 2.2.6 Presión
Bar
1 Pa 1 bar 1 atm
1 105 1,013 x 10-
10-5 1 1,013
1 Kg/cm2
0,918 x 10-
0,981
1 m col H20
9,31 x 10-4
1 mm col Hg
133
1 psi
6900
9,81 x 9,68 x 10-2 0,1 1 -2 10 1,33 x 1,31 x 10-3 1,36 x10-3 1,36 x 10-3 10-3 0,069 0,0681 0,07 0,7
5 5
atm
Kg/cm2
Pa
9,87 x 10-4 1,02 x 10-5 0,987 1,02 1 1,033 0,968
1
m mm psi col H20 col Hg -4 1,02 x 10 7,52 x 10-4 1,45 x 10-4 10,20 752 14,5 10,33 760 14,68 10
737,5
14,22
7,37
1,4
1
0,019
51,9
1
Tabla 2.2.7 Energía 1 BTU 1 kcal 1 kgf .m 1 kJ 1 pie-lb
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BTU 1 3,968 9,3 x 10-3 0,948 1,28 x 10-3
Kcal 0,252 1 2,34 x 10-3 0,24 3,24 x 10-4
Kgf 107,6 427 1 102,25 0,318
kJ 1,055 4,18 9,78 x 10-3 1 1,3 x 10-3
pie-lb 778 3087 7,235 76,5 1
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Tabla 2.2.8 Potencia 1 CV 1 HP 1 kW 1 kgf m/ m/s 1 pie – lb/min !
CV 1 1,014 1,36 1,33 x 10-2 3,07 x 10-5
HP 0,986 1 1,34 1,31 x 10-2 3,03 x 10-5
kW 0,735 0,746 1 9,8 x 10-3 2,3 x 10-5
Kgf m/ m/s 75 76 102 1 2,3 x 10-3
pie-lb/min 32538 33000 44220 434 1
Ejercicios: a) Convertir 50 l/min a pie 3 / h 50
1 min
!
0,001m3 1l
!
1 pie3 0,02832m3
!
60min 1h
" 106
pie3 h
b) Convertir 30 pulg/s a m/s 60
pulg 25,4mm s
!
1 pu lg
!
1m 1000mm
" 0,762
m s
c) Convertir 90 psi a bar 90 psi " 90
lb f
! 2
pulg
1bar lb f 14,5 pu lg 2
" 6,21
3. CARACTERÍSTICAS DEL AIRE En neumática, trabajamos con una mezcla gaseosa terrestre que es el aire. Por ello deben ser aclarados y descritos algunos fenómenos típicos que encontramos en la práctica. El aire es una mezcla gaseosa que se compone esencialmente de dos gases: ! !
Nitrógeno (N2) aproximadamente el 78% del volumen. Oxígeno (O2) aproximadamente el 21% del volumen.
Además, contiene en pequeñas cantidades: dióxido de carbono, argón, hidrógeno, neón, criptón y xenón. Aparte de estos gases, el aire que nos rodea posee un tanto por ciento variable de vapor vapor de agua (humedad). (humedad). El aire está compuesto de moléculas que no se encuentran en reposo, sino que están en continuo movimiento, chocando entre sí. Debido a este movimiento, nos explicamos por que un gas ocupa todo el espacio disponible en el recipiente que lo contiene. Las moléculas del gas chocan ininterrumpidamente contra contra las paredes del recipiente y originan una presión. 3.1. ESCALAS DE PRESIÓN Se distinguen tres tipos de presión: atmosférica, atmosférica, relativa relativa y absoluta. La presión atmosférica viene dada por el peso del aire que se encuentra sobre la superficie de la tierra. A nivel del mar es de 760 mm de Hg o de 10,33m de columna de agua. El volumen de esta columna teniendo como base 1 cm2 es de 0,01 dm 2 x 103,3 dm = 2. 1,033 dm3, y su peso vale 1,033 kg /cm f Pag. 8
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Las presiones de aire que se miden barométricamente, variarán según su posición por encima o por debajo del nivel del mar. En el pico de una montaña montaña (fig.3.1.1) a 1500 2 metros de altura, la presión es de 0,85 kg /cm ; y en el Valle de la Muerte, que está a f 85 metros bajo el nivel del mar, la presión es de 1,06 kgf /cm /cm2 Figura 3.1.1
Tabla 3.1.1 Presión Atmosférica a Diferentes Alturas Altitud en metros 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Presión en kgt/cm2 1,033 1,021 1,008 0,996 0,985 0,973 0,960 0,948 0.936 0,925
Altitud en metros 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 10 000
Presión en kgt/cm2 0,915 0,810 0,715 0,629 0,552 0,481 0,419 0,363 0,313 0,270
En la práctica se conoce por presión relativa, relativa, a la diferencia entre la presión reinante en un recipiente menos la presión atmosférica. Si esta diferencia es positiva se suele llamar sobrepresión y sobrepresión y si es negativa depresión. depresión. Los instrumentos que la miden se llaman manómetros. manómetros. El manómetro consta de los siguientes componentes:
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1. 2. 3. 4. 5. 6.
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Cuerpo Muelle tubular Palanca o varillaje Segmento de cremallera cremallera y piñón Aguja Escala
El aire comprimido entra en el manómetro por P. El muelle tubular es sometido por la presión a un esfuerzo de estiraje. El movimiento producido es transmitido a través de una palanca del segmento de cremallera y el piñón, a la aguja que indica la presión en la escala. 3.2. PRESIÓN ABSOLUTA El concepto de presión absoluta se reserva para las presiones referidas al cero absoluto o vacío absoluto.
- Presión * - Presiónrelativa * - Presiónatmosférica * ++ (( " ++ (( # ++ (( absoluta o manométric a local , ) , ) , )
Figura 3.1.2 Ejercicios a) Un manómetro instalado en un balón de gas, marca 3 bar a 200 msnm. ¿Cuánto marcará dicho manómetro a 3000 msnm?.
En la tabla 3.1.1, para una altitud de 200 msnm la presión atmosférica es de 1,008 kgf/cm 2.
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Presión absoluta del balón: = Pmam + Pmam local = 3 + 1,008 = 4,008 A 3000 msnm presión atmosférica atmosférica local es de 0,715 kgf/cm2. .4,008 = Pmam + 0,715 = 3,293 bar b) Una ventosa de sujeción por vacío genera una depresión de 200 mm de Hg. al nivel del mar. Determinar la presión absoluta en la ventosa (en bar).
Asumiendo el nivel del mar una presión presión atmosférica de T60 mm de kg. Pabs = - 200 mm de Hg + 760 mm de Hg = 560 mm de kg P & 560 mm de Hg x
1 bar 760 mm de Hg
P = 0,737 bar 4. CAMBIOS DE ESTADO DEL AIRE El aire, si lo definiéramos severamente, no es un gas perfecto, pero dadas las pequeñas variaciones que en él ocurren, y para un estudio de los principios de funcionamiento de los sistemas neumáticos, podemos considerarlo como un gas que satisface las condiciones de un gas perfecto. Todo gas se acerca a este estado ideal conforme su temperatura crece y su presión disminuye, esto es, a medida que se recalienta o se aleja de aquel estado en el cual puede condensarse convirtiéndose en líquido. Por ejemplo, en el caso de un compresor que aspira aire atmosférico (1,033 bar) y eleva su presión hasta 10 bar, las propiedades del fluido no se diferenciarán esencialmente de las de un gas perfecto. Las leyes de los gases perfectos enlazan íntimamente las magnitudes: presión (P), volumen (V) y temperatura (T), que están implicadas en la compresión y expansión del aire, debiéndose comprender las propiedades del estado gaseoso para poder interpretar los fenómenos que se originan cuando se alteran algunas de estas magnitudes, pudiéndose decir que en los gases el volumen V es función de la presión P y de la temperatura T, lo cual nos lleva a escribir implícitamente f(P,V,T)=O. Para una masa dada de un gas, la presión, la temperatura y el volumen que ocupa se relacionan por medio de la ley de los gases, o dicho de otra manera, por la ecuación apropiada para el estado del gas. Ensayo: Situamos en lugar frío una botella llena de aire normal, a la que añadimos un tubo en forma de U, lleno de agua (Figura 4.1) cuando el aire y la botella han adquirido la temperatura exterior, cerramos la botella herméticamente e introducimos un termómetro. Pag. 11
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Ahora se miden la presión del aire y la temperatura. El volumen de la botella, se habrá determinado previamente con una probeta graduada.
V1 = 514 cm2 P1abs = Pman + Patm = 0 + 1000 1000 mbar P1abs = 1000 mbar T1 = 14ºC T1abs = 14 + 273 = 287 K T1abs = 287 Todo el equipo se transporta a un lugar con mayor temperatura. Cuando se ha establecido nuevamente el equilibrio de la temperatura, podemos observar una dilatación del volumen y un aumento de la presión. La diferencia de niveles en el manómetro (Figura 3.4) es de 240 mm de col. de agua a un aumento de la presión de 24 mbar, es decir, 10mm de col. de agua & 1 mbar.
Se miden los siguientes valores: P2bas = Pman + Patm = 24 + 10 0 = P2bas = 1024 mbar V2 = 517,4 cm3 Pag. 12
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T1 = 23ºC T1abs = 23 + 273 = 296 K T1abs = 296 K 3 P .V 1abs 1 " 1000 mbar . 514 cm T 287K 1abs
P .V 2abs 2 T 2abs
mbar . cm3 " 1791 K
1024 mbar . 517.4 cm3 " 296K
mbar . cm3 " 1790 K
El valor numérico de ambos estados es, por lo tanto, el mismo. La pequeña diferencia resulta de errores de medición, que en este sencillo montaje experimental no se puede evitar. En general se considera: P .V 1abs 1 " P2abs . V2 T T2abs 1abs
4.1. PROCESO VOLUMEN CONSTANTE Un depósito con un volumen V 1 se llena de aire comprimido. Al alcanzarse una sobrepresión P1 y una temperatura T 1, el compresor se desconecta. Después de algunas horas, el aire del depósito se habrá enfriado, tomando la temperatura ambiente T2 y la presión P2.
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Figura 4.1.1. P .V 1abs 1 " P2abs . V2 T T2abs 1abs
V1 = V2 P .V 1abs 1 " P2abs . V2 T T2abs 1abs
Ejemplo: Ejemplo: Si en el recipiente de la figura (4.1.1) (izquierda) la temperatura es de 40°C y la presión de 6 bar. Hallar el valor de la presión final, si después de algunas horas la temperatura ha descendido a 20°C. En este proceso el volumen no varía, o sea se trata de un proceso isócoro, en donde: T1abs = 40°C – 073 = 313 K P1abs = 6 bar + 1bar = 313 313 K T2abs = 20°C + 273 = 293 K P2abs = ? 7bar P2abs " 313K 293
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P2abs = 6,55 bar
4.2. PROCESO A PRESIÓN CONSTANTE Un cilindro conteniendo aire está sometido a una presión manométrica P 1, como consecuencia de la fuerza F que actúa sobre el área A del émbolo. La temperatura en ese instante es T1 y el volumen es V 1. Se le aplica hielo al cilindro, bajando su temperatura a T2 y su volumen a V 2. P .V 1abs 1 " P2abs . V2 T T2abs 1abs
P1 = P2
V 1 " V2 T T 1abs 1abs Ejemplo: En Ejemplo: En la figura 4.2.1 el volumen inicial es de 4 litros, a una temperatura de 50°C. Si la temperatura temperatura disminuye a 5°C ¿cuál será el volumen volumen final? V 1
"
T 1abs
V 2 T 2 abs
4 L 323 K V 2
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"
" 4 L .
V 2 278 K 278 K 323 K
" 3,44L
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4.3. PROCESO A TEMPERATURA CONSTANTE Naturalmente esto ocurre difícilmente en la compresión o en la expansión artificial del aire o en otros procesos técnicos, puesto que la compresión o la expansión deberían realizarse muy lentamente para que la temperatura permanezca constante.
Figur a 4.3.1 4.3.1 T 1
" T2
P .V 1abs 1 " P2abs . V2 T T2abs 1abs
Entonces:
P1abs . V1 = P2abs . V2
Ejemplo: Ejemplo: Determinar la presión final alcanzada en un cilindro neumático (Figura 4.3.1), si la compresión se realiza muy lentamente. El volumen inicial es 1m 3 y se encuentra a una presión de 1 bar, y se comprime hasta reducir su volumen a 0,5 m 3.
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Considerando un proceso isotérmico: P1abs . V1 = P2abs . V2 V 1 "P P 2abs 1abs V 2 P 2abs
" 2bar
1m3
0,5m3
P2abs = 4 bar
ECUACIÓN GENERAL En todo proceso se cumple: P 2abs . V P .V 1abs 1 " 2 T T 1abs 2abs
" cte " m.R
En general: P. V " m.R / PV " mRT T
donde: 2 p = Presión absoluta (kg /m ) f 3 V = Volumen (m ) M = Masa (kg) R = Constante del gas (kgf . m/ kg . K)
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La constante R para el aire es igual 29,27 kg f m/ m/ kg. K Ejemplo: Ejemplo: Determinar la densidad (P) del aire comprimido que se encuentra en el recipiente mostrado en la figura:
P = 10 + 1 = 11 bar abs T = 30ºC + 273 = 303 K PV = mRT P=
m RT " PRT v
0=
P RT
kgf 104 cm2 11 x 2 11bar kg m2 " cm " 12.4 0= kgf . m kgf - m m3 29,27 . 303K 29,27 . 303k kg. k kg. k
0= 12,4
Kg m3
" 0,0124
gr cm3
5. VOLUMEN NORMAL DEL AIRE Las cantidades en N l/min o en pie 3 /min que se dan generalmente en los catálogos para el consumo de aire por las herramientas neumáticas o equipos, se refieren a aire libre por minuto (aire atmosférico a la presión y temperatura normales). normales). Debemos asegurarnos que el dato de la capacidad del compresor que da el fabricante está también referido al aire libre, al objeto de que exista una correspondencia entre consumo y capacidad. Normalmente, estas dos especificaciones están dadas en aire libre y por tanto, no hace falta ninguna conversión. Sin embargo, cuando se trata del consumo de aire de otros equipos, es posible que no sé de en aire libre; entonces deberá recurrirse a la fórmula para la conversión de litros de aire comprimido a una presión determinada en litros de aire libre (a condiciones normales).
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P1abs . V1 T1abs
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.V P " Normal Normal T Normal
P T 1abs V "V . . Normal Normal 1 P T Normal 1abs
Como sea que el clima es variable y responde a las características propias de cada lugar, sería dificultoso establecer una tabla de consumos que correspondieran a los diferentes estados climáticos; por ello, se va imponiendo el establecimiento establecimiento de una normativa sobre la base a considerar unas condiciones normales de temperatura y presión del aire aspirado, independientemente de las condiciones atmosféricas en las cuales trabaje el compresor y que sirven de referencia comparativa, aire que llamaremos aire normal o aire normalizado, normalizado, distinguiéndolo con una N que situaremos después de las cifras y antes del volumen expresado. Por ejemplo: 600 N m3 /h equivale a un sistema que proporciona 600 m3 /h equivale a un sistema que proporciona 600 m3 /h expresados en condiciones normales. Las condiciones normales varían según el área de influencia tecnológica. En USA la “Compressed Air Gas Institute” considera como condiciones normales la 2 temperatura de 20ºC a la presión de 1,033 kg /cm y con una humedad relativa del 36%. f En la zona europea, la norma C.E.T.O.P., propone como condiciones atmosféricas normales las que están especificadas en la ISO R 554 y que corresponden a la temperatura de 20ºC a la presión 1 013 mbar y con una humedad relativa del 65%. Ejemplo: Se desea determinar la cantidad de aire necesario para llenar los recipientes mostrados en las figuras:
El aire para el llenado es aspirado por el compresor a condiciones normales: P & 1 bar y T = 20ºC. Recipiente 1: Pn . Vn1 Tn
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P V " 1 1 T1
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V " n1
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Tn P1 293K . 11bar . 0.6m3 . V " 1 T1 P 353K . 1bar n
V " 5,48m3 1
Recipiente 2: Pn . Vn2 Tn
P V " 2 2 T2
Tn P2 293K . 5 bar . 1m3 . V " V " n2 T2 P 2 303K . 1bar n V " 4,83m3 2
Cantidad total de aire en condiciones normales: Vn total = 5,48 + 4,83 = 10,31 m 3
Vn total = 10,31 m3
FIN DE LA UNIDAD
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UNIDAD II
Acondicionamiento de Aire Comprimido
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Indice
Índice Unidad II:” Acondicionamiento de Aire Comprimido” 1. ACONDICION ACONDICIONAMIENT AMIENTO O DE AIRE COMPRIMIDO.... COMPRIMIDO........... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. .......... .... 1 1.1. CALIDAD CALIDAD DE AIRE COMPRIM COMPRIMIDO....... IDO............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ........ .. 1 1.2. GRADOS GRADOS DE DE CALIDA CALIDAD D DEL DEL AIRE COMPRIMIDO COMPRIMIDO...... ............. ............. ............ ............. ............. ............. ............ ..... 3 2. HUMEDAD HUMEDAD DE AIRE............... AIRE...................... ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ......... .. 4 2.1. HUMEDAD HUMEDAD ABSOLUTA........ ABSOLUTA.............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. .......... ... 4 2.2. HUMEDAD HUMEDAD DE SATURACIÓ SATURACIÓN..... N............ ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. .......... ... 5 2.3. HUMEDAD HUMEDAD RELATIVA......... RELATIVA............... ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 6 2.4. PSICOMETR PSICOMETRÍA ÍA ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ .......... .... 6 2.4.1. 2.4.1. DETERMINACI DETERMINACIÓN ÓN DE DE LA CANTIDAD CANTIDAD DE AGUA AGUA CONDENSA CONDENSADA DA....... .............. ............ ..... 9 3. ACONDICION ACONDICIONAMIENT AMIENTO O INDUSTRIAL........... INDUSTRIAL................. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............10 ......10 3.1. TRATAMIENT TRATAMIENTO O ANTES DE LA COMPRESIÓN...... COMPRESIÓN............. ............. ............. ............. ............ ............. ............. .........11 ...11 3.2. TRATAMIENT TRATAMIENTO O DESPUÉS DESPUÉS DE LA COMPRESIÓN........... COMPRESIÓN................. ............ ............. ............. ............. ............. .......12 .12 3.2.1. 3.2.1. POST ENFRIADOR ENFRIADORES........ ES.............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. .............12 ......12 3.2.2. 3.2.2. FILTROS FILTROS DE LÍNEA LÍNEA ............ .................. ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ..........14 ....14 3.2.3. 3.2.3. TRATAMIENT TRATAMIENTO O EN LAS REDES ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ...........16 .....16 3.2.4. 3.2.4. TIPOS DE SECADOS..... SECADOS........... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ..........16 ....16 3.2.5. 3.2. 5. FILTROS FILTROS ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............19 .....19 3.2.6. 3.2.6. REGULADORE REGULADORESS DE PRESIÓN PRESIÓN ............. ................... ............. ............. ............. ............. ............ ............. ............. .......21 .21 3.2.7. 3.2.7. LUBRICACIÓ LUBRICACIÓN N ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ...........23 .....23 4. EQUIPOS EQUIPOS COMPUEST COMPUESTOS OS PARA PARA TRATAMIE TRATAMIENTO NTO...... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ........26 ..26 4.1. UNIDADES UNIDADES DE MANTENIMIE MANTENIMIENTO...... NTO............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ........26 ..26 4.2. CUIDADOS CUIDADOS EN LAS LAS UNIDADES UNIDADES DE MANTENI MANTENIMIEN MIENTO............ TO................... ............. ............ ............. ..........28 ...28
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UNIDAD II “ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO” 1. ACONDICIONAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO 1.1. CALIDAD DE AIRE COMPRIMIDO En la práctica se presentan muy a menudo casos en que la calidad del aire comprimido desempeña un papel primordial. Las impurezas en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones neumáticas y al deterioro de los lo s elementos neumáticos. Mientras que la mayor separación del agua de condensación tiene lugar en el separador, después de la refrigeración, la separación fina, el filtrado y otros, tratamientos del aire comprimido se efectúan en el puesto de aplicación. Los requisitos del aire comprimido en el punto de consumo, para el uso eficiente de un equipo, vienen definida por tres parámetros: ! ! !
Pureza del aire. Presión. Cantidad de lubricante.
La pureza del aire depende de: ! ! ! ! ! !
La cantidad del aire de aspiración. Filtro de aspiración. Tipo de compresor utilizado. Mantenimiento del compresor. Refrigerador posterior. Sistema de distribución de aire (material, disposición, etc.).
El aire aspirado por un compresor, contiene una cantidad de agua función de la temperatura ambiente y de la humedad relativa. También puede contener vapores químicos, que pueden ser ácidos y dañar al compresor y equipamientos equipamientos posterior. La única forma de remediar estas situaciones, es la de aspirar aire de otros ambientes menos contaminados. Los filtros de aspiración de los compresores convencionales, no detienen partículas pequeñas, aerosoles, vapores ni gases. Por otra parte, el proceso, de compresión incrementa la concentración de contaminantes. Prácticamente todos los compresores, algunos más que otros, añaden partículas de desgaste, aceite y productos que degradan el aceite, a la corriente de aire. Las partículas sólidas en los sistemas de aire comprimido, varían en naturaleza, desde partículas de polvo y de humos, hasta partículas de herrumbre, de polvo de metal, etc. Tales contaminantes contaminantes pueden estar en la red de tuberías, y bloquear debido a su tamaño, orificios de herramientas e instrumentos. Pag. 1
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Aquellas partículas con más de 0,5 mm. de diámetros, pueden eliminarse por medio de filtros o tamices enrejillados de aceros o latón. Por término medio, los equipos mecánicos conectados y las líneas de aire, utilizan un filtro de expansión de 40 "m, que resulta bastante adecuado, aún cuando a veces pueden tolerarse valores más elevados. El agua en en forma de gotas o vapor, es el peor contaminante. Las gotas de agua pueden congelarse o emulsionar con el lubricante, manchando o coloreando los materiales de proceso en algunos casos, y obturando las líneas líneas que alimentan a las las herramientas, instrumentos, instrumentos, etc., en otros. Los productos de ruptura ácida, pueden atacar a las unidades de sellado, arandelas, etc. El tamaño de las gotas de agua y aceite varía entre 0,001 y 3 "m. Los separadores mecánicos del tipo ciclónico, no son capaces de eliminar partículas inferiores a un "m. El aceite, los lubricantes sintéticos y los productos de ruptura en forma de aceite líquido, pueden eliminarse mediante filtros coalescentes. Las emulsiones de éstas sustancias también pueden ser eliminadas mediante tales filtros. La absorción sobre el carbón activado, activado, también es posible, aunque aunque este medio se sature de aceite y necesite sustituciones periódicas. Los aerosoles, son muchas gotitas líquidas que están en los sistemas de aire comprimido, y que son demasiado pequeñas como para que puedan ser eliminadas por los materiales ordinarios de filtración. filtración. Ahora bien, si estas gotitas se aglomeran aglomeran dentro de otras grandes, ni que decir, podrán eliminarse con mayor facilidad. De todos los contaminantes que puede llevar el aire comprimido, uno de los más comunes es el vapor de aceite, el cual necesita mucho más tiempo para condensar que el vapor de agua. Sin embargo, bajo condiciones normales, la cantidad de vapor de aceite que puede llevar el aire es tan pequeña, que rara vez se intenta eliminar. Por ejemplo, con aire a +21°C y presión afectiva de 7 bar, el contenido de vapor de un aceite para compresores de base hidrocarbonada (hidrocarburo), es menor de 0,02 p.pm (partes por millón), mientras que el contenido de aceite total es de 30 p.p.m. En general, todos estos contaminantes pueden hacer que el aire sea transpirable y que precise de un tratamiento adicional, cuando el mismo se destine a máscaras, espacios confinados, etc. El monóxido de carbono es el más peligroso de los contaminantes listados, el cual puede entrar al compresor como un producto de combustión, procedente tal vez del motor de la unidad compresora. Se elimina por conversión catalítica a dióxido de carbono, proceso que se ve negativamente afectado por el vapor de agua, de aquí que el aire deba ser seco. En las industrias farmacéuticas, alimentación y bebidas, así como también en hospitales, es muy esencial esencial que el aire esté exento exento de aceite aceite y esterilizado. Esto puede lograrse calentando el aire durante un cierto tiempo, o utilizando filtros especiales que detengan bacterias, virus, etc.
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1.2. GRADOS DE CALIDAD DEL AIRE COMPRIMIDO Tabla 1 : Partículas sólidas Clase
Tamaño máximo Admisible de las partículas m 0,1 1 5 50
1 2 3 4
Concentración máxima Admisible de las partículas Mg/m3 0,1 1 5 sin indicación
Tabla 2 : Contenido de agua Clase 1 2 3
Punto de condensación -20°C +2°C +10°C
Otras exigencias mayores deben mencionarse expresamente. Para el uso práctico, práctico, conviene clasificar clasificar la calidad del aire aire comprimido. Así, el usuario recibe indicaciones, de cómo debe acondicionar el aire comprimido para evitar daños en los elementos empleados ISO y también PNEUROP, como instancias de normalización internacional han delegado comisiones para elaborar normas adecuadas. Hasta ahora está más desarrollada la división división en grados de calidad, con subdivisión según: ! ! !
Partículas sólidas. Contenido de agua. Contenido de aceite.
Esta división provisional queda reflejada en las tabl Tabla 3 : Contenido de aceite (hidrocarburos) A.
Clas e
1 2 3 4 5 6
Contenido máximo admisible Mg/m3 Aire a presión, no lubricado 0,01 0,1 1,0 5 25
m3 en estado normal según ISO 554.
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2. HUMEDAD DE AIRE El aire atmosférico es una mezcla de gases, oxígeno, nitrógeno, argón, etc., y también vapor de agua. Parte de este vapor de agua se licúa a medida que va enfriándose enfriándose el aire por las tuberías, ocasionando daños en los elementos neumáticos como desgaste y oxidación. !
AIRE ATMOSFÉRICO La proporción de humedad que contiene el aire atmosférico, es mayor o menor según el país, la localidad y las condiciones condiciones climatológicas. La aptitud del aire para retener agua vaporizada está relacionada con la temperatura y la presión, pero principalmente con la primera admitiendo más vapor de agua cuando aumenta aumenta su temperatura. Un aire saturado (100% de humedad relativa) puede retener más humedad si aumenta la temperatura o desciende la presión, y por el contrario, desprende parte de su contenido de humedad si baja la temperatura o sube la presión.
!
AIRE COMPRIMIDO En los sistemas de aire comprimido, el aire aspirado por el compresor entra a la presión y la temperatura ambientes o atmosféricas, con su consiguiente humedad relativa. Entonces, se le comprime comprime a una presión más alta que la atmosférica, atmosférica, este ciclo de compresión lleva consigo una elevación de temperatura y, como consecuencia, un calentamiento del aire hasta un grado tal que toda la humedad contenida en el mismo pasará por el compresor al ser aspirado. Se comprende por lo tanto, que este aire comprimido caliente que descarga el compresor y que lleva vapor de agua, al irse enfriando por radiación y convección en el depósito y tuberías de distribución, y descender su temperatura hasta igualar la temperatura ambiente que exista en el área de trabajo, condensará la mayor parte de este vapor en forma de gotas de agua, las cuales serán arrastradas por el mismo flujo de aire hacia los lugares de utilización.
2.1. HUMEDAD ABSOLUTA La humedad expresa la condición del aire con respecto a la cantidad del vapor de agua que contiene, luego humedad absoluta se refiere a la cantidad de vapor de agua contenido en una en un m3 de aire. h # ab
h # ab
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20g de vapor de agua 2m3de aire 10g de vapor de agua m3de aire
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2.2. HUMEDAD DE SATURACIÓN La humedad de saturación es la máxima cantidad de vapor de agua que puede caber en una concreta cantidad de aire. Ello significa que un volumen determinado de aire seco puede contener a una temperatura dada, cualquier cantidad de vapor de agua siempre que no supere un valor máximo, el valor de saturación. Como consecuencia, el peso del vapor de agua contenido en el aire para un volumen y temperatura referidas, podrá variar, desde cero hasta el máximo admisible. Las unidades de la humedad de saturación, hs, es en g. De vapor de agua / m 3 de aire, y se puede determinar en la figura:
Figura 2.2.1 Humedad de Saturación Ejemplo: Determinar la máxima cantidad de agua que puede contener 2 m 3 / min de aire, a una temperatura de 40°C. En la figura 2.2.1 con 40°C en la abscisa, determinamos en la ordenada, hs = 50 g / m3. cantidad de agua #
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2m3 min
!
50g g de v de agua # 100 min m3
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2.3. HUMEDAD RELATIVA Para tener una visión inmediata del estado de humedad del aire se recurre a establecer una relación entre la humedad absoluta existente, h ab, y el máximo valor de la humedad que el aire puede contener a la misma temperatura cuando dicho aire está satura hs. Se representa por hr, y se da en tanto por ciento:
hr
#
hab h s
! 100
Una humedad relativa del 100% denota que se trata de un ambiente saturado, es decir, en el que hab = hs. Una humedad relativa del 0% testimonia que recurre un ambiente totalmente libre de humedad. La humedad relativa del aire atmosférico puede ser determinada mediante una carta psicométrica, con la temperatura del bulbo seco y del bulbo húmedo. Ver fig. 2.4.1. Ejemplo: Un m3 de aire a 25°C puede retener como máximo 24 g de v de agua / m 3. Si retiene a las 24 g / m 3 completos, entonces decimos que tiene 100% de humedad relativa.
hr
24 g / m 3
x100 # 100 %
24 g / m 3
Si el mismo m3 de aire retiene sólo 12 g/m 3, entonces tiene 50% de humedad relativa.
hr
12
g / m3
24
g / m3
x100 # 50 %
2.4. PSICOMETRÍA Por psicometría se entiende todos aquellos procedimientos relacionados con la medida del contenido en vapor vapor de agua que porta el aire, sea comprimido o no, no, aunque en términos generales, la psicometría puede referirse a cualquier vapor comprendido en cualquier gas, aquí nos referimos al sistema de agua/aire. El vapor de agua está configurado configurado por moléculas independientes independientes de agua. Las distancias entre molécula y molécula son considerables y varían sin cesar debido al libre movimiento de las mismas. La condensación se refiere al paso de vapor a líquido, implicando con ello una pérdida de energía denominada calor de condensación.
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Figura 2.4.1 Gráfica Psicométrica Unidades SI. Mediante esta gráfica psicrométrica se puede determinar la humedad relativa y absoluta del aire conociendo la temperatura de bulbo húmedo en °C y la temperatura de bulbo seco en °C. El termómetro de bulbo húmedo tiene sobre su ampolla una gasa húmeda, cuya intensidad o rapidez de evaporación del agua depende en en parte de la cantidad de vapor que ya había en el aire. Si éste está saturado, no se evaporará nada del del agua de la gasa y la temperatura de bulbo húmedo y de bulbo seco serán las mismas. Ejemplo: Sean las temperaturas del bulbo seco de 22,5° y la temperatura de bulbo húmedo de 17,5°C. Determinar la humedad humedad relativa y la humedad absoluta absoluta del aire. Entrar a la gráfica con las temperaturas dadas. Se busca la temperatura de bulbo seco 22,5° en en la bulba húmeda 17,5°C en B, y siguiendo siguiendo líneas de temperatura temperatura constante, se trazan por a y b rectas que se cortan en el estado 1 y obtenidas una humedad relativa de 61% aproximadamente. Hr = 61%
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Del punto 1 se traza una horizontal hasta que corte al eje vertical en C y se lee la humedad absoluta en Kg de vapor / Kg de aire seco:
kg w # 10 ,3 ! 10 $ 3
de kg
vapor de
de
aire
agua
aire
En el punto 1 se puede estimar el volumen específico del aire seco, entre los valores de 0,85 y m3
0,86
kg de aire seco V = 0,852 m 3 / Kg de aire seco
Con estos valores se puede determinar la humedad absoluta en Kg. de vapor / m 3 de aire.
hab #
10,3! 10$3 kg de vapor de agua/ kg de aire seco 0,852 m3 / Kg de aire seco
hab #
12,09 g de vapor de agua m3
Conociendo la humedad relativa 61% y la temperatura del bulbo seco 22,5°C, se puede determinar la humedad absoluta utilizando el gráfico 2.2.1. hr #
hab
#
hab h s
% 100
hr ! hs
100
Entrando con la temperatura de 22,5°C en el gráfico 2.2.1., obtenemos una humedad de saturación de 19,95 g de vapor / m3. Aplicando la fórmula: hab #
61! 19,95 100
g de vapor de agua hab #12,17 m3
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2.4.1.
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DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE AGUA CONDENSADA Ejemplo: En la figura se muestra un compresor de pistón que aspira aire a la presión de 1 bar abs y 10 comprime hasta hasta 6 bar abs. El rendimiento volumétrico volumétrico del compresor es 95%. Determinar la cantidad de agua en Kg / h que, se deposita en el recipiente de aire comprimido.
Contenido de agua antes de la compresión (aspiración) H ab #
H r ! H s 100
A 20°C la humedad de saturación (hs) es 17 g/m3. H ab #
70 ! 17 g / m 3 # 11,9 g / m 3 100
En 50 m3 /h : 11,9 g/m3 . 50 m3 /h = 595 g/h Contenido de agua después de la compresión: Cálculo del flujo de aire a 6 bar abs. PoVo P1V1 # To T1 1bar ! 50m3 / h 6bar abs ! V1 # 293K 313K
V1
1bar 313K ! 50m3 / h ! 6bar 293K
V1 = 8,9 m3 / h
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Afectándolo del rendimiento volumétrico. volumétrico. V1 real = 8,9 m3 /h ! 0,95 V1 real = 8,455m3/h
A 40°C la máxima cantidad de agua (hs) que puede contener un m 3 es 50 g/m3. En 8,455 m 3 /h : 50 g/m3 ! 8m455 m3 /h = 422,75 g/h. El aire que ingresó lleva 595 g/h. Por consiguiente: Cantidad de agua condensada = 595 – 422,75 = 172,25 g/h 0,172 kg/h
3. ACONDICIONAMIENTO INDUSTRIAL Una vez que el aire ha superado el compresor, comienza la etapa de acondicionamiento industrial, entendiendo por esto, los procesos a que debe ser sometido para que pueda ser utilizado sin ningún riesgo mecánico ni químico. químico. Es decir, queremos asegurarnos que el aire comprimido nos va a dar la prestación deseada y que no habrá de contaminar ni constituirse en el vehículo de ningún de corrosión. Como ha de suponerse, el aire evoluciona a través de distintos aparatos y elementos que lo conducen y acondicionan. Estos son, en rasgos generales, los siguientes: post enfriador, drenadores, tanque de almacenamiento, filtros de línea, secadores, filtros para partículas sólidas, para agua, para aceite y para olores, regulación y tubería de distribución. La figura que transcribimos a continuación (figura 5.01) nos da una idea de la posición relativa de cada elemento.
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3.1. TRATAMIENTO ANTES DE LA COMPRESIÓN El único tratamiento del aire antes de la compresión, se verifica en la aspiración y lo constituyen los filtros de aspiración. Existen distintos tipos de filtros: a) Filtros en baños de aceite. b) Filtros de papel. c) Filtros inerciales.
La función de los filtros de aspiración, (ver figuras 3.1a, 3.1b y 3.4c) es la de proteger el mecanismo del compresor para evitar inconvenientes mecánicos en el mismo y ninguna otra.
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La capacidad de filtrado de estos elementos se encuentra entre los 50 y los 10 micrones. Evidentemente es una obligación tener instalados estos filtros, pero no resuelve nuestro problema. (5) Necesitamos pues, atender el aire aún después que es abandonado por el compresor. 3.2. TRATAMIENTO DESPUÉS DE LA COMPRESIÓN Los aparatos que se utilizan para tratar el aire después de la compresión pueden dividirse en: !
! !
Tratamiento a la salida del compresor. ! Post – enfriadores: ! Filtros de línea: Tratamiento en las redes de distribución. dis tribución. ! Secadores. Tratamiento en los puntos de utilización. utilización. Unidades de Mantenimiento Mantenimiento (FRL). ! Filtros. ! Regulación de presión. ! Lubricación.
3.2.1.
POST ENFRIADORES Cuando el aire es aspirado por el compresor, se inicia un proceso de compresión que siempre viene acompañado por un aumento de la temperatura y por ciertas modificaciones en la humedad relativa, densidad, etc. !
POST ENFRIADOR AIRE–AIRE : : Este post – enfriador es el más expeditivo pues su instalación es muy sencilla y por lo tanto rápida. Consiste esencialmente en un radiador por donde se hace circular el aire comprimido, que recibe una circulación forzada de aire ambiente. La figura 3.2.1.1 nos permite observar la construcción de un post – enfriador aire – aire.
Figura 3.2.1.1 Esquema de un post – enfriador aire – aire Pag. 12
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Sus limitaciones están relacionadas con la máxima presión de trabajo, la temperatura máxima de operación, la temperatura del ambiente y la capacidad de circulación que permite, pues cualquier variación de estos parámetros debería ser tal que a la salida la temperatura sea menor que 40°C. En muchos casos este aparato puede completarse con purgas automáticas que eliminan el condensado que producen. (5) Precauciones generales a tomar para su instalación: Colocar el post – enfriador sobre un tramo horizontal de la tubería. No debe instalarse pegado a la pared. Colocar en un lugar limpio y ventilado. Drenar periódicamente. !
POST – ENFRIADOR AIRE – AGUA : El : El post – enfriador aire-agua es más efectivo que el post-enfriador aire-aire y ocupa menos volumen, pero como contrapartida tenemos que es necesario atender la disminución de la temperatura de la guía de circulación. Este enfriamiento se lleva a cabo en “torres de enfriamiento”. A veces es necesario una torre de enfriamiento específica para el post-enfriador, y a veces, dependiendo de la carga, puede compartir la torre principal, frecuentemente frecuentemente creada para el agua de refrigeración de los lo s compresores. Aparte de esto deben considerarse las instalaciones adicionales no mencionadas: Tuberías, bombas, etc.
Figura 3.2.1.2 Post-enfriador aire-agua Aquí podemos apreciar la evolución del agua de refrigeración, intercambiando calor con el aire comprimido que circula por el aparato. La zona de contacto entre ambos fluidos está considerablemente extendida debido al tubo aletado con que se construyen. En este caso una parte del contacto de los fluidos es en contra-corriente y otra a favor posibilidades la conexión del aparato en forma simple. Las precauciones para la instalación del post-enfriador son muy pocas: colóquelo en posición horizontal. Use agua filtrada para evitar obturaciones y mantenga el agua en circulación durante la operación. Drenar periódicamente.
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3.2.2.
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FILTROS DE LÍNEA Estos filtros, que deben instalarse antes de cualquier consumo, tienen como función retirar del aire comprimido el mayor porcentaje posible de agua líquida, aceite y partículas sólidas (incluso las que el propio compresor haya introducido) y así como también las emulsiones que suelen producirse al coexistir agua con aceite. Existen distintos tipos de filtros que desempeñan esta función: ! ! !
Los de acción mecánica (elementos filtrantes). Los inerciales (de acción ciclónica). Los combinados.
Filtros de acción mecánica. Este tipo de filtros presenta elementos filtrantes que por acción mecánica pueden retener gotas y partículas sólidas. Las gotas provenientes del condensado se forman en la superficie de los elementos obedeciendo a un principio de tensión superficial. La gota formada cae por gravedad hacia la zona de recolección. recolección. Este filtro (al igual que los que siguen) es conveniente instalarlo después del tanque de almacenamiento y si la red de distribución es grande, uno por cada ramal. La razón es simple: cuanto más alejado, más oportunidad habrá tenido el aire de intercambiar calor con el medio ambiente y por lo tanto, cabe esperar más cantidad de condensado. En definitiva, el filtro retiraría más cantidad de agua. Estos filtros deben inspeccionarse periódicamente y si bien los intervalos de atención no son muy frecuentes (cuando el filtro está bien dimensionado) debe preverse el recambio de los elementos filtrantes para evitar la saturación de los mismos. El tamaño de partículas que puede retener este tipo de filtro está comprendido entre los 20 y 10 micrones con una eficiencia de 45-55%. La elección de estos filtros debe hacerse en función de la presión máxima de régimen y el caudal máximo que podría circular. !
Filtro inercial Si bien este tipo de filtro también responde a una acción mecánica, esta es dinámica y se distingue claramente de la anterior. En un filtro inercial o ciclónico, la acción más destacada es el cambio de dirección. Este cambio imprime a las partículas pesadas una acción centrífuga, que debidamente aprovechada, permite controlarlas y retirarlas del torrente de aire. La eficiencia de separación de estos filtros depende de varios factores, entre otros: la intensidad intensidad del cambio de dirección, la densidad de la partícula que está evolucionando, la temperatura del aire, el tiempo que se pueda mantener el cambio de dirección, etc.
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Estos filtros son económicos y si bien no son tan eficaces como los anteriores, casi no necesitan mantenimiento. Las precauciones para su instalación son similares a las anteriores. !
Filtros combinados Una forma razonable de mejorar las cosas es tomar lo bueno de cada uno y hacerlos compatibles. Esto es exactamente lo que se ha hecho con los filtros de línea combinados. Naturalmente estos filtros son más modernos modernos y reúnen reúnen las cualidades positivas de los anteriores. El hecho de dar al aire un tratamiento inercial previo a la acción mecánica permite usar elementos filtrantes más delicados y conseguir así una mayor eficiencia. La figura 3.2.2.1 nos muestra un filtro combinado en el que el aire, al entrar en el recinto del mismo, cambia de dirección para ingresar después al elemento filtrante (desde el interior al exterior), consiguiendo retenciones de hasta 3 micrones con una eficiencia similar a los anteriores.
Figura 3.2.2.1 Filtro de Línea Línea
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Las recomendaciones para su instalación son las mismas que en los casos anteriores. El elemento filtrante deberá cambiarse cuando está saturado, condición que se controla con un manómetro diferencial (o con dos manómetros comunes). La caída de presión nunca debe superar 1 bar. El tiempo de recambio depende de la calidad del aire que se procese, aunque podríamos decir que en general el período fluctúa entre 4 a 6 meses. Lo importante en este caso es atender diariamente el purgado y no generar ningún consumo de aire que no hay pasado por el filtro de línea. 3.2.3.
TRATAMIENTO EN LAS REDES El tratamiento en las redes es más específico y depende de la calidad de aire pretendida. Esta aseveración aseveración nos da un mensaje en forma indirecta: todo lo anterior es obligatorio en el tratamiento del aire.
3.2.4.
TIPOS DE SECADOS !
Secado por absorción El secado por absorción es un procedimiento puramente puramente químico. El aire comprimido pasa a través través de un lecho lecho de sustancias secantes. secantes. En cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto con dicha sustancia, se combina químicamente con esta y se desprende como mezcla de agua y sustancia secante. Esta mezcla tiene que ser eliminada regularmente del absorbedor. Ello se puede realizar manual o automáticamente. Con el tiempo se consume la sustancia secante, y debe suplirse en intervalor regulares (2 a 4 veces al año). Al mismo tiempo, en el secador por absorción se separan vapores y partículas. No obstante, las cantidades de aceite, si son grandes, influyen en el funcionamiento del secador. Por esto conviene montar un filtro delante de éste.
Figura 3.2.3.1 Secado por absorción absorción
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El secado por absorción tiene tiene hoy en día poca importancia en la práctica, práctica, puesto que para la mayoría de los casos de aplicación el coste de explotación es elevado y el rendimiento, bajo. Este principio se base en un proceso físico. (Adsorver: Depositar sustancias sobre la superficie de cuerpos sólidos). El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas. Se compone de casi casi un 100% de dióxido de silicio. En general se le da el nombre de “Gel”. La misión del gel consiste en absorber el agua y el vapor de agua. agua. El aire comprimido húmedo se hace pasar a través del lecho de gel, que fija la humedad. La capacidad absorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada. Si está saturado, se regenera de forma simple. A través del secador se sopla aire caliente, que absorbe la humedad del material de secado. El calor necesario para la regeneración puede aplicarse por medio de corriente eléctrica o también con aire comprimido caliente. Disponiendo en paralelo dos secados, se puede emplear uno para el secado del aire, mientras el otro se regenera (soplándolo con aire caliente).
Figura 3.2.3.2 Secado por adsorción adsorción
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Secado de enfriamiento Los secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de una reducción de la temperatura del punto de rocío. Se entiende por temperatura del punto de rocío aquella a la que hay que enfriar un gas, al objeto de que se condense el vapor de agua contenido. El aire comprimido a secar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor de aire-aire. El aire caliente que entra en el secador se enfría mediante aire seco y frío proveniente del intercambiador de calor (vaporizador). El condensado de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor, a través del separador. Este aire pre enfríado pasa por el grupo frigorífico (vaporizador) y se enfría más hasta una temperatura de unos 274,7K (1,7°C). En este proceso se elimina por segunda vez el agua y aceite condensados. Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino, con el objeto de eliminar nuevamente partículas de suciedad.
Figura 3.2.3.3 Secado por enfriamiento
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Tratamiento del aire comprimido en los puntos de utilización. El aire ambiente, que aspira el compresor, contiene impurezas. A estas se le agregan las que el propio compresor genera, así como también las que se puedan encontrar en los puntos de distribución. dis tribución. Estas impurezas, como se mencionará al principio de este capítulo, son de distinta índole y de distinto tamaño. 3.2.5.
FILTROS El rol fundamental fundamental de cualquier cualquier filtro es el de “protector”. “protector”. Si, protegen los elementos “aguas abajo” de su posición. Entendiendo este concepto, entenderemos, no sólo la importancia del filtro sino también la razón de sus eventuales combinaciones. Para mejor comprensión hemos dividido los filtros en dos grandes grupos; standard y especiales. Los denominadores así, pues de ordinario se suele colocar el filtro más común, sin demasiada conciencia de su función y limitaciones. !
Filtros standard Al entrar el aire en el depósito (2) es sometido a un movimiento de rotación por las ranuras directrices (1), que desprenden por centrifugación los componentes líquidos y las porciones de suciedad grandes que descienden por efecto de la gravedad. La condensación condensación acumulada se deberá vaciar antes antes de que se alcance alcance la altura máxima permitida, puesto que de no hacerlo así, la corriente llevará consigo las impurezas hacia la salida. Los componentes sólidos de mayor tamaño que el poro del cartucho filtrante (3) son retenidos por él. Después de un tiempo de funcionamiento este cartucho quedará obturado si no se tiene la precaución de recambiarlo recambiarlo o efectuar efectuar su limpieza. El tamaño de los poros de los filtros normales está entre "m. Funcionamiento de la purga automática acoplada al filtro de aire comprimido El condensado dentro del filtro de aire llega a la cámara de purga entre los discos de estanqueidad estanqueidad (1 y 2) 2) a través del taladro taladro (6). A medida que aumenta el condensado condensado sube el flotador flotador (3). Con el nivel de condensado condensado máximo se abre la tobera (7). El aire comprimido del depósito del filtro filtro pasa por el taladro taladro y empuja el émbolo (5) hacia hacia la derecha. derecha. Ahora el disco de estanqueidad estanqueidad (1) abre el paso del condensado condensado a la atmósfera. El aire comprimido sólo puede escapar lentamente por la tobera (4), el paso permanece abierto el tiempo necesario, Ver figura.
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Figura 3.2.4.1 Filtro de Aire
Figura 3.2.4.2 Purga automática
La elección correcta de un filtro standard se realiza mediante la consideración de los siguientes puntos: ! ! !
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Caída de presión que origina. Área dispuesta para el filtrado. Facilidad operativa para el cambio.
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La tabla 3.2.4.3 muestra los materiales más comúnmente empleados para los filtros standard. Tabla Elementos Fieltro, papel Metal Malla de alambre !
Formas de Filtración Filtración externa Filtración interna Filtración interna Filtración externa
Malla Malla grande. (>5 micrones) Malla pequeña Malla grande
Filtros especiales Hemos llamado así a los filtros que son capaces de retirar alguna impureza que resulte “invisible para los filtros standard” Tabla 3.2.4.4 Clasificación de Filtros
Filtros Standard (Para referencia) Con elemento de fibras para adsorción (elemento X) Con filtro de aire submicronico (elemento Y) Con filtro separador de aerosoles de aceite (elemento micronaught ) Con filtro separador de aerosoles de aceite (elemento Odornaught) 3.2.6.
Nivel de Capacidad Filtrado >5 Micr Micron ones es Elim Elimin inac ació iónn de cond conden ensa sado do (gotas) e impurezas sólidas. 3 Mic Micron rones. es. Elimi limina naci ción ón de acei aceite te (gotas, niebla).
0.3 Micrones
Eliminación de carbón y alquitrán del aire comprimido.
0.3 Micrones
Eliminación de polvo, aceite y humedad del aire comprimido.
0.01 Micrones
Eliminación de olores en el aire comprimido.
REGULADORES DE PRESIÓN Tienen por misión mantener la presión de salida (secundaria) lo más constante posible, a pesar de las variaciones, en la presión de entrada (primera). La presión primaria siempre es mayor a la secundaria, y es regulada por la membrana (1), que es solicitado, por un lado, por la presión de entrada, y por el otro, en muelle (2) pretensado por un tornillo regulador (3).
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A medida que la presión primaria aumenta, la membrana tiene tendencia a comprimirse contra el muelle, lo supone el cierre de la válvula de asiento (4). En otros términos, la presión es regulada por el caudal. Cuando desciende la presión el muelle muelle abre la válvula. válvula. La regulación de la presión de servicio consiste, pues, en la abertura y cierre constante de la válvula, que para evitar oscilaciones está dotada con un amortiguador de muelle (5). La presión de servicio servicio es visualizada en un manómetro. En caso de que la presión secundaria aumentase mucho, desplazaría la membrana hacia abajo, y la presión sobrante sobrante disminuiría a causa causa del escape a la atmósfera de un caudal de aire determinado a través del agujero central de la membrana y los taladros de escape.
Figura 3.2.5.1 Regulador de Presión !
Reguladores de Presión de Precisión Estos reguladores son, en general, clasificados por su rango de ajuste y su precisión de regulación como se ven en la tabla siguiente: Tabla 3.2.5.2 Tabla de Regulación
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Clase
Rango de Ajuste
Alta presión Media presión Baja presión Semi-precisión Precisión
0.7 – 17.5 (KGF / CM2) 0.5 – 8.5 0.2 – 3.5 0.11 – 2.5 0.05 – 2.0
Precisión de Regulación 0.4 (KGF / CM2) 0.2 0.1 0.05 0.005
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Para elevar la precisión del ajuste, las válvulas del tipo semi-precisión y de precisión están equipadas con un sistema de purga permanente (por debajo de 3 litros/minuto). El volumen del flujo de aire de la mayoría de éstas válvulas es inferior a 400 litros / minuto. En general su construcción es bastante compleja y suelen tener varios diafragmas. A pleno título ilustrativo, transcribimos a continuación el esquema de un regulador de precisión:
Figura 3.2.5.3 Esquema de un regulador de precisión El regulador, al igual que el filtro, debe elegirse en base al caudal que se espera pueda circular por él con la mínima pérdida de carga. Sin embargo, en este caso, debe tenerse presente el rango de utilización pretendido y la constancia de mantenimiento de esta presión, es decir la precisión de regulación. 3.2.7.
LUBRICACIÓN La forma práctica más lógica para lograr el correcto funcionamiento de todo aparato en el que se verifiquen movimientos es, sin duda, la lubricación. Entre los componentes neumáticos existen dos formas de llevar a cabo esta lubricación: con lubricantes sólidos y con lubricantes líquidos. En muchos casos se prefiere el lubricante sólido (que durará lo que el componente en cuestión) pues existe menos riesgo de contaminación del producto que se estuviera elaboración. Cuando en cambio, se trata de lubricante líquido, la solución formal es instalar lubricadores. La función de estos aparatos es incorporar al aire y a tratado, una determinada cantidad de aceite, lo más finamente pulverizado posible. El principio de funcionamiento es el que insinúa la figura donde aparece un conducto que presenta un estrechamiento (tubo venturi).
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En fluido que circula por él sufre una serie de alteraciones en cuanto a su velocidad y presión: la velocidad aumenta en el estrechamiento y la presión disminuye en el mismo lugar. Este hecho produce un desbalance entre los puntos señalados, desbalance que se aprovecha entre los puntos señalados, desbalance que se aprovecha para volcar aceite en la zona de máxima velocidad. El aceite derramado se pulveriza en el torrente de aire y viaja viaja con él en todas direcciones.
Figura 3.2.6.1 !
Funcionamiento de lubricador
El aire circula en sentido A-B. Una válvula H hace pasar el aire a través de la boquilla C, hacia el vaso E. El aire se enriquece enriquece con aceite, que que circula por efecto de la presión hacia E y por la depresión en C, a través del tubo L, y cae goteando. Las gotas grandes vuelven vuelven a caer caer en el depósito. Solamente Solamente circulará una fina nebulización, nebulización, a través de G, hacia la salida B. El ajuste del goteo se realiza mediante el tornillo K.
Figura 3.2.6.2
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1 Cuerpo 2 Vaso del lubricador 3 Tubo de subida 4 Tornillo estrangulador 5 Cubierta de la cámara de goteo. !
Ajuste de un lubricador Debe ajustarse correctamente el lubricador de una unidad de mantenimiento.
!
Determinación del número de gotas/min. Con el diámetro interior de la tubería & = 3,5 mm. y una presión de trabajo P = 6 bar; se halla en el gráfico el caudal caudal Q ' 0,5 m3 /min. Por lo general se usa de 1 a 12 gotas de aceite por metro cúbico de aire (1 m3). Se puede considerar para 1 m3 /min---5 gotas/min. Fases de trabajo:
! ! !
Ajustar el regulador a la presión de trabajo. Determinar el tiempo (s) entre gota y gota. Ayudado de un destornillador, regular la caída caída de las gotas de aceite en la cámara de goteo. Cálculo: 1 m3 /min 0,5m3 /min
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5 gotas/min x gotas/min.
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X = 2,5 gotas / min En 60 s yS
2,5 gotas 1 gota
y = 24 segundos Se debe ajustar el goteo en una gota cada 24 segundos. 4. EQUIPOS COMPUESTOS PARA TRATAMIENTO 4.1. UNIDADES DE MANTENIMIENTO Estas unidades surgen de una combinación de aparatos que serían, de aplicarlos sueltos, lo que obligatoriamente deberíamos usar para tratar el aire en su forma más elemental y acondiconarlo a nuestras necesidades operativas. Este conjunto se compone de: ! ! !
Un filtro de aire (F) Un regulador de presión (R) Un lubricante (L)
En estos puntos anteriores hicimos comentarios sobre las características, funcionamiento y elección de estos aparatos en forma individual; es nuestra intención, ahora, presentarlos en forma agrupada para estandarizar su uso y referirnos a la utilización en conjunto.
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Figura 3.2.7.1
Símbolo en detalle
Símbolo simplificado
Las unidades de mantenimiento (FRL) son un grupo formado por el filtro (F) de aire comprimido, la válvula reguladora de presión (R) con el manómetro y el lubricador (L). El filtro y la válvula reguladora de presión constituyen una unidad.
Figura 3.2.7.2
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Dos puntos importantes: !
!
La elección del grupo está en función del caudal en m 3 /h. Cuando el caudal es demasiado grande grande la pérdida de carga puede puede ser excesiva. Es imprescindible imprescindible respetar las prescripciones del fabricante. La presión no deberá sobrepasar del valor estipulado en la unidad y la temperatura tampoco deberá ser superior a 50°C (debido a los depósitos de plástico).
4.2. CUIDADOS EN LAS UNIDADES DE MANTENIMIENTO Es necesario proceder en intervalos regulares, a los trabajos siguientes: !
! ! ! ! !
Filtro de aire: el nivel de condensación debe controlarse rigurosamente, para no sobrepasar el nivel máximo permitido, puesto que existe el riesgo de que el agua pasará al depósito de aceite y de allí allí a la instalación. instalación. Para eliminar el depósito depósito es necesario vaciar la condensación. El cartucho de filtro debe limpiarse en intervalos regulares. Regulador de presión: Cuando está precedido por un filtro no es preciso ningún mantenimiento especial. Lubricador: Verificar el nivel de aceite, aceite, llenar hasta el nivel permitido. Los depósitos del filtro y lubricador son de materia plástica, no utilizar disolvente del tipo tricloroetileno. Utilizar aceites exentos de acidez, del tipo mineral.
FIN DE LA UNIDAD
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UNIDAD III
Elementos Neumáticos De Trabajo
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Indice
Índice Unidad III: “Elementos Neumáticos De Trabajo”
1. CILINDROS CILINDROS NEUMÁTICO NEUMÁTICOSS ............. ................... ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ........ 1 1.1. CILINDROS CILINDROS DE SIMPLE SIMPLE EFECTO EFECTOSS ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ........ 1 1.1.1. 1.1.1. CILINDROS CILINDROS DE ÉMBOLO ÉMBOLO ............ .................. ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ......... ... 1 1.1.2. 1.1.2. CILINDROS CILINDROS DE MEMBRANA........... MEMBRANA................. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........ 2 1.1.3. 1.1.3. CILINDROS CILINDROS DE MEMBRANA MEMBRANA ARROLLA ARROLLABLE.... BLE........... ............. ............ ............. ............. ............ ............ ...... 2 1.2. CILINDROS CILINDROS DE DOBLE DOBLE EFECTO EFECTO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 3 1.2.1. 1.2.1. CILINDROS CILINDROS CON CON AMORTIGU AMORTIGUACIÓN ACIÓN INTER INTERNA........... NA................. ............ ............. ............. ............ ...... 3 1.3. CILINDROS CILINDROS ESPECIALES ESPECIALES,, DE DOBLE EFECTO EFECTO...... ............. ............. ............ ............. ............. ............. ............. ........ .. 4 1.3.1. 1.3.1. CILINDROS CILINDROS CON DOBLE DOBLE VÁSTAG VÁSTAGO O ............. ................... ............. ............. ............ ............ ............. ............. ...... 4 1.3.2. 1.3.2. CILINDRO CILINDRO TANDE TANDEM M ............ .................. ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 4 1.3.3. 1.3.3. CILINDRO CILINDRO MULTIPOSICIO MULTIPOSICIONAL........... NAL.................. ............. ............ ............. ............. ............. ............. ............ ........ .. 5 1.3.4. 1.3.4. CILINDRO CILINDRO DE IMPACTO IMPACTO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 5 1.3.5. 1.3.5. CILINDRO CILINDRO DE CABLE....... CABLE............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........ .. 6 1.3.6. 1.3.6. CILINDRO CILINDRO CON MOVIMIENTO MOVIMIENTO DE GIRO GIRO ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............ ..... 6 1.4. FIJACIONE FIJACIONESS ............ ................... ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ........ 7 1.5. CONSTITUC CONSTITUCIÓN IÓN DE LOS LOS CILIN CILINDROS: DROS: (FIG. 1.4. 1.4.1) 1) ............ .................. ............. ............. ............ ............. ......... .. 8 1.6. CÁLCULOS CÁLCULOS DE UN CILIND CILINDRO...... RO............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ........ .. 9 1.6.1. 1.6.1. FUERZAS FUERZAS DEL ÉMBOLO ÉMBOLO ............ .................. ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ...... 9 1.7. CONSUMO CONSUMO DE AIRE ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .............14 .......14 1.8. UNIDADES UNIDADES DE AVANCE AVANCE ÓLEO-NEUM ÓLEO-NEUMÁTICA ÁTICASS ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ........14 ..14 1.8.1. 1.8.1. UNIDADES UNIDADES DE AVANCE AVANCE CON MOVIMIENTO MOVIMIENTO GIRATORIO..... GIRATORIO........... ............. ............. ........16 ..16 2. MOTORES MOTORES NEUMÁT NEUMÁTICOS ICOS ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. .......16 .16 2.1. MOTOR NEUMÁTICO NEUMÁTICO Y ELÉCTRI ELÉCTRICO: CO: COMPARACIÓN COMPARACIÓN ............. ................... ............. ............. ............. .........18 ..18 2.2. TIPOS DE MOTORES MOTORES NEUMÁTICO NEUMÁTICOSS ............ .................. ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ..........18 ....18 2.2.1. 2.2.1. MOTORES MOTORES DE ÉMBOLO ÉMBOLO ............. ................... ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ..........18 ....18 2.2.1.1. MOTOR RADIAL........................................................................... RADIAL ........................................................................... 19 2.2.1.2. MOTOR AXIAL ............................................................................. 19 2.2.2. 2.2.2. MOTOR DE LÁMINAS, LÁMINAS, PALETAS....... PALETAS ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ..........19 ....19 2.2.3. 2.2.3. MOTOR DE TURBINA TURBINA ............ .................. ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ........20 .20 2.2.4. 2.2.4. MOTOR GEROTOR GEROTOR ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ...........20 ....20 2.2.5. 2.2.5. CARACTERÍS CARACTERÍSTICAS TICAS DE LOS MOTORES MOTORES DE AIRE COMPRIM COMPRIMIDO IDO ............. ................21 ...21
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UNIDAD III “ELEMENTOS NEUMÁTICOS DE TRABAJO” 1. CILINDROS NEUMÁTICOS 1.1. CILINDROS DE SIMPLE EFECTOS Estos cilindros tienen solamente una una conexión de aire comprimido. No pueden realizar trabajo más que en un solo sentido: el retorno del vástago se realiza por un muelle incorporado, o por una fuerza externa. externa. El aire comprimido, pues, es sólo necesario para un sentido de traslación. El resorte interno es dimensionado de manera que vuelva lo más rápidamente posible el émbolo a su posición inicial. Para los cilindros de simple efecto, con muelle incorporado, la carrera está en función de la longitud de dicho resorte y por esta causa, los cilindros de simple efecto no tienen carreras largas. Su utilización se limita a trabajos simples, tales como sujeción, expulsión, alimentación, etc. Figura 1.1.1 Cilindro de simple efecto
1.1.1.
CILINDROS DE ÉMBOLO La estanqueidad se logre por un material flexible que recubre el pistón metálico, de material material sintético (perbunan). Durante el movimiento movimiento del émbolo los labios de junta se deslizan por la pared interna del cilindro y garantizan la estanqueidad necesaria. Para otras ejecuciones, la carrera de trabajo es realizada por el muelle, mientras que el aire comprimido efectúa el retorno del vástago a su posición inicial. Aplicación; cuando existe el riesgo de una interrupción interrupción brusca de la energía (circuito de frenos en camiones y trenes), su ventaja principal es el frenado instantáneo.
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1.1.2.
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CILINDROS DE MEMBRANA Una membrana de caucho, plástico o metal, reemplaza aquí el pistón, y el vástago es la superficie de la membrana. Todo fenómeno de rozamiento por deslizamiento es inexistente; la única fuerza antagonista es debida a la dilatación de la membrana. Aplicaciones principales: Sujeción de piezas y para su utilización en máquinas y útiles, prensa de embutición, etc.
Figura 1.1.2 Cilindro de membrana 1.1.3.
CILINDROS DE MEMBRANA ARROLLABLE Como su nombre indica, este cilindro también es de membrana: cuando está sometido a la presión del aire, se desarrolla a lo largo de la pared interna del cilindro y efectúa el vástago su salida. Las carreras son más importantes que en los cilindros de membrana (50-80 mm). El rozamiento es casi nulo.
Figura 1.1.3 Cilindro de membrana arrollable
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1.2. CILINDROS DE DOBLE EFECTO En este caso la fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo de un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de fuerza útil tanto a la ida como al retorno. La carrera, en principio, no está limitada, pero existe el riesgo de pandeo. La estanqueidad la realizan juntas de labios o membranas.
Fig. 1.2.1 Cilindro de doble efecto 1.2.1.
CILINDROS CON AMORTIGUACIÓN INTERNA Cuando las masas trasladadas son importantes, para evitar choques graves y el deterioro prematuro, se utiliza el sistema de amortiguación regulable, que entra en acción momentos momentos antes de alcanzar alcanzar el final de carrera. Este sistema está constituido principalmente por un émbolo amortiguador que reduce considerablemente la sección de paso del espacio el aire contenido en esta cámara. El aire almacenado es comprimido en la última parte de la cámara del cilindro, y la sobrepresión así creada tiene por efecto absorber una parte de la energía. El émbolo es frenado y llega llega lentamente a su posición extrema. En el momento de la inversión el aire penetra en el cilindro a través antiretorno y comienza rápidamente su desplazamiento: las fuerzas disponibles son igualmente máximas.
Figura 1.2.2 Cilindro con amortiguación interna.
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Otros tipos de amortiguación ! Amortiguación en los dos lados, no regulable.
! Amortiguación posterior, no regulable.
! Amortiguación posterior, regulable.
1.3. CILINDROS ESPECIALES, DE DOBLE EFECTO 1.3.1.
CILINDROS CON DOBLE VÁSTAGO El guiado es mejor, puesto que tiene más puntos de sujeción, además resulta muy útil en el caso caso de falta de espacio para colocación colocación de levas. La fuerza resultante es la misma para los dos sentidos, puesto que las secciones de aplicaciones son iguales.
Figura 1.2.3 Cilindro con doble vástago 1.3.2.
CILINDRO TANDEM Está constituido por dos cilindros de doble efecto, acoplados en serie. Aplicando simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene una fuerza casi doble a la de un cilindro cilindro del mismo diámetro. Se utiliza cuando son necesarias fuerzas considerables y se dispone de un espacio reducido, no siendo posible la utilización de un diámetro superior.
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Figura 1.2.4 Cilindro tandem 1.3.3.
CILINDRO MULTIPOSICIONAL Este elemento este constituido por dos o más cilindros cilindros de doble efecto. efecto. Los diferentes elementos están acoplados como indica el esquema adjunto. Según el émbolo solicitado actúa actúa uno u otro cilindro. Cuando se unen unen dos cilindros de carreras distintas pueden obtenerse 4 posiciones finales diferentes. Aplicación: ! !
Mando de palancas. Selección de vías.
Figura 1.2.5 1.3.4.
CILINDRO DE IMPACTO Si se utilizan cilindros normales para trabajos de transformación las fuerzas disponibles son, a menudo, menudo, insuficientes. insuficientes. El cilindro de impacto es el conveniente para estos casos, para obtener energía cinética de valor elevado. Según la fórmula. E"
Cuando aumenta mucho mayor.
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la
velocidad,
m! v2 2
la
fuerza
aumenta
de
manera
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Funcionamiento: El émbolo tiene una junta que cierra la cámara posterior; cuando existe aire comprimido en las dos cámaras, debido a la mayor sección anterior, una presión menor será capaz de sostener el émbolo en esta posición, sin embargo al descender a un nivel mínimo la presión en la cámara anterior, vencerá el espacio para la separación de la junta, aplicándose entonces plena presión a la superficie del émbolo, en su lado posterior, con la ventaja adicional de estar carente de aire a presión la cámara anterior.
Figura 1.2.6 1.3.5.
CILINDRO DE CABLE Los extremos del cable están fijados a ambos lados del émbolo, y es guiado por medio de poleas. Su trabajo es siempre de tracción. Aplicación: apertura y cierre de puertas. Se caracteriza por sus dimensiones reducidas, permitiendo obtener carreras largas.
Figura 1.2.7 1.3.6.
CILINDRO CON MOVIMIENTO DE GIRO En estos cilindros de doble efecto, el vástago es una cremallera que engrana con un piñón, que transforma el movimiento lineal en giratorio, y del sentido mandado por el émbolo. Los ángulos de giro pueden ser 45, 90, 180, 180, 290 hasta 720. El momento es función de la presión, superficie del émbolo y de la relación de transmisión. Estos sistemas se utilizan utilizan para el doblado de tubos, giro de piezas, regulación de instalaciones de climatización, mando de válvulas de cierre, etc.
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Fig. 1.2.8 1.4. FIJACIONES La fijación está en función del modo de colocación del del cilindro en la máquina. máquina. Si la fijación es definitiva el cilindro puede ser equipado con los accesorios de montaje necesarios. Este sistema de montaje en el que las fijaciones se pueden colocar a elección facilita el almacenamiento en empresas que utilizan a menudo el aire comprimido, puesto que se obtiene mayor versatilidad con el mismo cilindro básico.
Figura 1.3.1 Diferentes tipos tipos de fijaciones
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1.5. CONSTITUCIÓN DE LOS CILINDROS: (FIG. 1.4.1) El cilindro de émbolo se compone de: tubo, tapa posterior, y tapa anterior con cojinete, junta del vástago, vástago, junta de rascador y émbolo con junta. El tubo cilíndrico (1) se construye en tubo de acero estirado sin costura. Para prolongar la vida de las juntas, la superficie del tubo debe tener un mecanizado de precisión (bruñido). Para aplicaciones especiales, el tubo se construye el aluminio, latón, con superficie de rozadura en cromo duro. Estas ejecuciones especiales se emplean para proteger de influencias corrosivas. Para la tapa posterior (2) y la anterior (3) se emplea preferentemente material de fundición (fundición de aluminio o maleable). La fijación, de ambas tapas con el tubo, puede realizarse por tirantes, rosca o bridas. El vástago (4) es preferentemente de acero inoxidable, con determinado porcentaje de cromo. Para prevenir el riesgo de roturas, roturas, generalmente las roscas son laminadas. Si se desea puede solicitarse un endurecimiento especial en el vástago. La profundidad superficial de rugosidad debe ser de 1 #m. Para la obturación de la cámara anterior se monta en la tapa frontal una junta (5). (5). La guía del vástago se realiza por un cojinete autolubricante. (6) que puede ser de bronce sinterizado o un casquillo de plástico con revestimiento metálico. Ante el casquillo de guía está la junta de rascador (7) que impide la penetración de materias extrañas al interior del cilindro. Por ello, no es necesario el revestimiento con fuelle del vástago. La junta de doble vaso (8) separa las dos cámaras del cilindro (T-dúo) Material:
Perbunan Viton Teflón
entre –20 y + 80°C entre –20 y + 190°C 190°C entre –30 y + 200°C
Para la obturación estática se utilizan juntas tóricas (9). La junta debe tensarse previamente, y esto es la causa, en su aplicación dinámica de elevadas elevadas pérdidas por fricción.
Fig. 1.4.1 Vista en corte de un cilindro neumático con amortiguación en sus finales de carrera. Pag. 8
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Diferentes clases de juntas
1.6. CÁLCULOS DE UN CILINDRO 1.6.1.
FUERZAS DEL ÉMBOLO La fuerza ejercida por un cilindro está en función de la presión de alimentación, diámetro (y por tanto sección) sección) del émbolo y del rozamiento de las juntas. El empuje teórico se determina por la fórmula: Ft = A . P Siendo: Ft = Fuerza de empuje teórica (kgf) (N) A = Sección útil del émbolo (cm2). P = Presión de alimentación (bar, kgf/cm2) (manométrica).
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En la práctica es necesario conocer conocer la fuerza real. Para determinarla es necesario tener tener en cuenta los rozamientos. En condiciones condiciones normales de servicio (presión de 4-8 bar) puede suponerse que las fuerzas de rozamiento representan de un 3 a un 20% de la fuerza obtenible. Cilindros de simple efecto: Fn = A . p – (Fr + Ff) Cilindros de doble efecto efecto (al avance). Cilindros de doble efecto efecto (retorno). Fn = A’ . p – Fr
Fn = A . p – Fr Fn = Fuerza real (kgf) (N) A = Superficie útil del émbolo (cm (cm2) "
D2 ! $ 4
AI = Superficie útil restando la del émbolo. "
(D2 % d2 )$ 4
p = presión de alimentación (bar. Kgf/cm2). Fr = Fuerza de rozamiento (3-20%) (Kgf) (N) Ff = Fuerza de retorno del muelle (Kgf) (N) D = Diámetro del émbolo (cm) d = Diámetro del vástago (cm) Ejemplo 1: Determinar la fuerza teórica y real de un cilindro neumático cuyas dimensiones son 50/12/200 (D = 50 mm, d = 12 mm, carrera 200 mm) considerar la fuerza de rozamiento igual al 10% de la fuerza obtenible. Superficie del émbolo: A "
D2 ! $ 4
"
52 ! 3,14 " 19,625cm2 4
Superficie restando el émbolo: (D2 % d2)$ A " 4
"
(25 % 1,4) ! 3,14 " 18,5cm2 4
Empuje teórico al avance: Ft = A . p = 19,625 cm 2 . 6 bar = 117,75 kgf. Ft " 117,75kgf .
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9,81N 1Kgf
! 1155,13N
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Resistencia de rozamiento 10% = 11,775 Kgf Empuje real al avance Fn = A . p – Fr = 19,625cm 2 . 6 bar – 11,775 kgf & 106 kgf. Fn " 106Kgf .
9,81N " 1039,86N 1Kgf
Fuerza de tracción, teórica al retroceso Ft = AI . p = 18,5 cm 2 . 6 bar = 111 kgf. Fn " 111Kgf .
9,81N " 1088,91N 1Kgf
Resistencia de rozamiento 10% = 11,1 kp. Fuerza de tracción real al retroceso. Fn = AI . p = 18,5 cm 2 . 6 bar – 11,1 kgf = 100 kgf. Fn " 100Kgf .
9,81N 1Kgf
" 981N
Ejemplo 2: Seleccionar un cilindro de doble efecto que eleve una carga en forma vertical. La disposición se muestra en la figura, figura, se ha podido determinar determinar los siguientes datos:
- Masa a mover - Longitud de carrera - Tiempo de carrera - Presión de trabajo - Tramo de aceleración
: : : : :
200 kg. 600 mm. 4S 6 bar 5 cm.
Fuerzas que actuarán en el cilindro: Fw = Debido al peso de la masa m. Fa = Debido a la aceleración de la masa. FR = = Debido al rozamiento en el cilindro.
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La fuerza (F) que debe entregar el cilindro debe ser mayor que todas las fuerzas exteriores contrarias. F ' Fw + Fa + Fr Cálculo de Fw : Fw = mg = 200 Kg. 10
m S2
" 2000N
Cálculo de Fa : - Vf 2 % Vi2 * ( Fa = mg = 200 Kg. ++ ( 2e , )
Donde: Vi = 0 Vf = 600nm " 150 mm " 0,15 m 4S
s
s
e = 3 cm = 0,03 m 5.0,15/2 % (0)2 2m2 / s2 43 10 " 75N Fa " 200Kg 2 ! 0,03m
FR = = 10% de F de donde: F ' 2000 N + 75 N + 0,1 F 0,9F ' 2075 N F'
2075N 6 2306N 0,9
En la tabla con una presión de 6 bar y una fuerza de 2306 N, obtenemos un diámetro del émbolo de 80 mm., y un diámetro del vástago igual a 25 mm. Se debe chequear el diámetro del vástago por pandeo, para lo cual, se ingresa al gráfico ...... con una fuerza de pandeo igual a 2306 N y un diámetro de vástago de 25 mm. Encontramos que la carrera admisible para dichos valores es de aprox. 920 mm., lo que indica que no fallará el vástago por pandeo.
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1.7. CONSUMO DE AIRE Para el acondicionamiento y conocer el gasto de energía, es importante conocer el consumo de aire de la instalación. Para lo cual, se halla el consumo a la presión presión de trabajo, llevando luego dicho valores a condiciones normales. Ejemplo: Calcular el consumo de un cilindro de doble efecto de /12/100, presión de 6 bar y 10 ciclos por minuto. Consumo de aire al avance y el retroceso. - * + D2 % d2 *( ( + $D2 - ) $ (S! n 7 , Q" + + 4 ( 4 + ( , )
Q = Cantidad de aire. S = Longitud de carrera. n = ciclos por minuto. minuto. 3 - $ ! 2,52 (2,52 % 1,22 ) * ( ! 10 cm ! 10 ciclos 7 ! $ + 4 ( 4 ciclo min , )
Q" +
Q 6 869 cm3 / min. a 6 bar (man). Llevando estos valores a condiciones normales. Pn . Vn = P1 . V1 (consideramos T = cte). PV Vn " 1 1 Pn
Vn " 6083
"
7bar ! 869cm3 / min
cm3 min
1bar NL mi
6 6,1
1.8. UNIDADES DE AVANCE ÓLEO-NEUMÁTICAS Estos elementos se utilizan, como los precedentes, cuando se necesita una velocidad de trabajo constante. Son extremadamente compactos y están constituidos por un cilindro neumático, otro hidráulico de freno y un bloque neumático neumático de mando. Los dos cilindros y el mando de válvula están unidos con un un yugo. El cilindro neumático neumático constituye constituye el elemento de trabajo. Cuando se alimenta con aire comprimido comienza su movimiento de traslación, pero al tener que arrastrar el freno hidráulico, independientemente de la resistencia de oposición, el aceite mantiene rigurosamente constante la velocidad de avance.
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En la carrera de retroceso el aceite circula rápidamente a través de la válvula unidireccional, al otro lado del émbolo. Un tope regulable sobre el vástago del freno permite que se realice una primera fase de recorrido a velocidad mayor, puesto que el freno no actúa, hasta que el encuentro con el tope suponga el avance de trabajo propiamente dicho, obteniéndose así un avance de aproximación para impedir tiempos muertos. Si se dispone una segunda válvula de estrangulación con antiretorno, es oposición a la anterior, también podrá obtenerse un recorrido de retroceso lento. El cilindro freno de aceite supone un circuito de aceite cerrado: las pequeñas fugas son inevitables, reduciéndose a una ligera película de aceite sobre el vástago del cilindro, un compensador de aceite, con nivel indicador, repone estas pérdidas. El conjunto está mandado por un bloque de mando neumático neumático incorporado. Este mando directo comprende: un vástago de mando, con levas de mando regulables que efectúan la inversión de marcha, pudiéndose obtener también aquí, movimientos alternativos constantes. En una unidad tal como la de la figura con una estrangulación del circuito de aceite muy intensa, puede presentarse un alto momento de flexión sobre el vástago del cilindro, y para reducir este efecto el vástago debe reforzarse. En la figura 1.7.2 se muestra otra unidad , integrada por dos cilindros neumáticos y un freno intermedio a ellos, suprimiéndose así la presencia de flexión, además de lograrse una velocidad aún más constante. La combinación de cilindros y válvulas da como resultado la obtención de unidades de avance.
Figura 1.7.1 Esquema unidad de avance óleo-neumática
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Figura 1.7.2 Esquema unidad de avance 1.8.1.
UNIDADES DE AVANCE CON MOVIMIENTO GIRATORIO Mediante la unión de un cilindro neumático de giro, otro de freno de aceite y la correspondiente válvula de mando, resulta un equipo muy apto para la automatización de taladradora de columna.
Figura 1.7.3 Unidad de avance, con movimiento giratorio 2. MOTORES NEUMÁTICOS Para generar movimiento de rotación en un sistema neumático, se usa un motor de este tipo. Se ha encontrado, que los motores neumáticos neumáticos dan lugar lugar a una velocidad de rotación muy elevada, la cual a veces puede llegar hasta 10 000 revoluciones por minuto o incluso más. La posibilidad de transmisión de alta potencia se realiza a velocidades velocidades infinitamente variables, lo cual constituye una ventaja adicional que no se encuentra en otros sistemas rotacionales. Los motores neumáticos, como se les conoce en forma popular, tienen diversos tipos de diseño, pero el más común es el del tipo de paletas. En los motores neumáticos de paletas, paletas, se coloca un bloque rotor en una carcasa, concéntrico a ésta o, en alguno otros tipos, al interior de la carcasa tiene contorno elíptico sobre el que se coloca el rotor en forma forma concéntrica. El bloque rotor tiene varias ranuras finamente finamente maquinadas, rectificadas y pulidas (ilustradas en la figura 5.9 (a) en el interior de las cuales se colocan unas pequeñas paletas, las que se pueden mover hacia hacia adentro y hacia hacia fuera de esas ranuras. Cuando se Pag. 16
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alimentan aire comprimido, el rotor inicia su giro, produciendo produciendo en consecuencia consecuencia un par motor (torque) sobre la flecha. flecha. Para operaciones a rpm elevadas elevadas de los sistemas mecánicos rotatorios, los motores neumáticos ofrecen un sistema en extremo seguro, debido a su capacidad de disipar, el calor, en virtud de la expansión del aire en el interior de las cámaras de las paletas. Esta es una propiedad muy ventajosa ventajosa del motor neumático neumático sobre los motores eléctricos.
Figura 2.1 Partes principales de un motor neumático: neumático: 1. Cubierta del extremo, 2. Cuerpo del motor con contorno interno interno elíptico, 3. Bloque Bloque rotor con ranuras ranuras para las paletas. paletas. 4. Paletas, 5. Flecha del motor, 6. Cubierta del extremo. !
Par motor de los motores neumáticos Para los motores neumáticos, las características de par neumático (momento de torsión) dan lugar a un estudio interesante. interesante. Experimentalmente, se ha ha observado que cuando cuando se aumenta la resistencia de cargo al motor neumático, se reduce su velocidad de funcionamiento y se incrementa incrementa el par para ajustarse a la carga. Ésta condición de aumento del par con disminución de la velocidad continúa hasta que el motor se detiene. Por otra parte, considérese lo que sucederá si se disminuye la carga. En este caso, la velocidad se va hacia arriba, pero el par motor se reduce en proporción correlativa a la carga. En el caso de la operación de un motor neumático, neumático, también se ha observado que que el par de arranque es menor menor que el de funcionamiento normal y, debido a las características de disipación de calor, no se tienen muchos problemas que suelen encontrarse encontrarse relacionados con con los motores eléctricos. eléctricos. Sin embargo, los motores neumáticos no están en posición de suministrar una potencia uniforme y estable, lo cual constituye un gran inconveniente.
!
Potencia del motor neumático Los motores neumáticos se encuentran en el mercado desde un número nominal muy bajo de kilowatts hasta muy alto. Existen motores neumáticos fabricados fabricados por algunas empresas en fracciones de kilowatt, desde valores tan bajos como 0,05 KW, en tanto que el límite superior llega hasta 20 KW. En condiciones condiciones normales de trabajo, un tamaño moderado y máximo aceptable es de 10 kW, para la aplicación neumática general.
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2.1. MOTOR NEUMÁTICO Y ELÉCTRICO: COMPARACIÓN ! ! !
!
! !
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Los motores neumáticos desarrollan más kW/peso normal y por metro cúbico de desplazamiento que la mayor parte de los motores eléctricos estándar. Inherentemente, son a prueba de choque y explosión, lo cual no es el caso para los motores eléctricos. Los motores neumáticos no son afectados por una atmósfera caliente, húmeda o corrosiva. En virtud de que operan bajo presión interna, interna, el polvo, la humedad humedad y los vapores no pueden entrar en la cubierta del motor. Las cubiertas a prueba de polvo y de explosión para los motores eléctricos tienen un costo adicional. Los motores neumáticos no resultan dañados por sobrecargas, inversiones rápidas o por funcionar en forma forma continua continua cerca de la velocidad velocidad mínima; cuando cuando un motor neumático se para por llevarlo hasta su carga máxima, sigue produciendo un alto par, sin dañarse (para sostener una carga, por ejemplo), pero un motor eléctrico puede resultar gravemente dañado debido a una sobrecarga. Se puede hacer variar la velocidad en un amplio rango, sin disposiciones complicadas de control en la masa de aire pero, en los motores eléctricos, esto es caro. Debido a su baja inercia, los motores neumáticos se aceleran y desaceleran con rapidez –desde cero cero hasta plena velocidad en milisegundos-, milisegundos-, lo que resulta ideal ideal para realizar ciclos rápidos. Los motores eléctricos eléctricos tardan más tiempo para llevar a cabo esto. Los motores neumáticos son de diseño sencillo y su construcción relativamente no es cara. Son confiables o de fácil fácil mantenimiento y no se desarrolla calor, incluso incluso si se paran por carga máxima durante un período más largo. Entre más duro trabaja un motor neumático, funciona más frío; debido a que el aire se expande a medida que pasa por el motor, crea un efecto de enfriamiento, lo cual permite que los motores neumáticos operen en ambientes en donde la temperatura puede llegar hasta 25°C, lo cual es sencillamente lo opuesto en el caso de los motores eléctricos.
Desventajas Los motores neumáticos son menos eficientes y más ruidosos, a menos que se coloquen silenciadores en sus hombreras de escape. ! Los motores eléctricos son más eficientes, debido a que la velocidad del motor neumático varía con la carga, no pueden mantener una velocidad constante sin controles de regulador. regulador. A este respecto, los motores eléctricos son mejores. !
2.2. TIPOS DE MOTORES NEUMÁTICOS 2.2.1.
MOTORES DE ÉMBOLO Se distingue todavía un subgrupo, que comprende los motores axiales y radiales. Por medio de cilindros con movimiento alternativo, el aire comprimido acciona, a través de una biela, el árbol de transmisión del motor. Con la finalidad de eliminar eliminar la vibración son necesarios necesarios varios cilindros. La potencia del motor está en función de la presión de entrada, de la cantidad de cilindros y de su superficie.
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2.2.1.1. MOTOR RADIAL
El funcionamiento del motor axial es idéntico al del radial. La fuerza engendrada por 5 cilindros dispuestos axialmente es transformada en un movimiento rotativo por medio de un plato oscilante. Dos cilindros actúan simultáneamente simultáneamente para para equilibrar el par y obtener un movimiento regular. 2.2.1.2. MOTOR AXIAL
La velocidad máxima es de 5000 rev/min. 2.2.2.
MOTOR DE LÁMINAS, PALETAS Para reducir el peso y simplificar la construcción, se utilizan estos motores, cuyo principio es inverso al de los compresores multicelulares (compresores rotativos). Un rotor excéntrico lleva un cierto número de paletas que se deslizan y son oprimidas contra la pared interna por la fuerza centrífuga, realizando así la estanqueidad de las las cámaras. La pequeña cantidad de aire presente oprime a las láminas, antes antes de que el motor se ponga en marcha. En otros tipos las paletas son oprimidas por muelles muelles alojados en las ranuras. Por lo general, estos motores tienen de 3 a 10 láminas, que crean las cámaras en el interior del motor. La cantidad de aire necesaria necesaria es en función función de la superficie superficie de ataque de la paleta. El aire entra en la más pequeña pequeña y se dilata a medida que el volumen de la cámara aumenta.
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!
Motor de Paletas
Giro a la izquierda
Giro a la derecha
Estos motores funcionan desde 100 hasta 25 000 rpm. 2.2.3.
MOTOR DE TURBINA En estos se convierte aire a alta presión y baja velocidad en aire a baja presión y alta velocidad, al hacerlo pasar por boquillas dosificadoras. Una ventaja de esta disposición es que no se tiene contacto de frotamiento o deslizamiento entre las partes giratorias y la cavidad del cuerpo. Con esto se reduce el desgaste y no se requiere aire lubricado lubricado sólo a temperaturas ambiente bajas, debido al problema del lubricante. Son motores de par bajo y alta velocidad, para el mismo volumen de aire, en comparación con los de pistones o de paletas. No se utilizan más que para potencia pequeña y sus velocidades son muy grandes (hasta 500000 rev/min). Su principio de funcionamiento es inverso al de los turbocompresores.
2.2.4.
MOTOR GEROTOR En la figura se muestra un motor Gerotor. Estos son motores neumáticos que se usan principalmente para rpm y presión bajas, como de 20 a 30 rpm. Como consecuencia, pueden no resultar adecuados para aplicaciones con alto por motor. !
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Motor gerotor
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2.2.5.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE AIRE COMPRIMIDO Regulación continua de la velocidad de rotación y del par pequeñas dimensiones (y reducido peso). Gran fiabilidiad, incluso con sobrecargas. Insensibilidad al polvo, agua y cambios de temperatura. temperatura. Ausencia de peligro de explosión. Campo de velocidades muy grande. Mantenimiento casi nulo. Reversibilidad fácil del sentido de rotación.
FIN DE LA UNIDAD
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UNIDAD IV
Válvulas
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Indice
Índice Unidad IV:” Válvulas” 1. GENERALID GENERALIDADES ADES ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ......... 1 2. VÁLVULAS VÁLVULAS DISTRIBUID DISTRIBUIDORAS...... ORAS............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. .......... ... 1 2.1. REPRESENT REPRESENTACIÓN ACIÓN ESQUEMÁTIC ESQUEMÁTICAA DE LOS DISTRIBUI DISTRIBUIDORE DORESS ............. .................... ............. ......... ... 1 2.2. ACCIONAMIEN ACCIONAMIENTOS TOS DE LAS VÁLVULAS VÁLVULAS...... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ...... 4 2.2.1. 2.2.1. POR FUERZA MUSCULAR......... MUSCULAR............... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ...... 4 2.2.2. 2.2.2. MECÁNICAMEN MECÁNICAMENTE TE....... ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ...... 5 2.2.3. 2.2.3. ELÉCTRICAM ELÉCTRICAMENTE ENTE ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ........... ..... 5 2.2.4. 2.2.4. ACCIONAMIEN ACCIONAMIENTO TO NEUMÁTICO............ NEUMÁTICO.................. ............. ............. ............ ............. ............. ............. ............. ...... 6 2.2.5. 2.2.5. ACCIONAMIEN ACCIONAMIENTO TO COMBINADO COMBINADO ............. ................... ............ ............ ............. ............. ............ ............. ............ ..... 7 2.3. SEGÚN SEGÚN EL TIEMPO TIEMPO DE ACCIONAMIEN ACCIONAMIENTO TO SE SE DISTIN DISTINGUEN GUEN:: ............. ................... ............. ............. ........ 7 2.4. TIPOS Y CARACTE CARACTERÍSTI RÍSTICAS...... CAS............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ......... ... 7 2.5. VÁLVULA VÁLVULA DISTRIBUID DISTRIBUIDORA ORA 2/2, 2/2, CERRAD CERRADAA EN REPOSO, REPOSO, CON CON JUNTA JUNTA DE BOLA.... BOLA...... .. 8 2.6. VÁLVULA VÁLVULA DISTRIBUID DISTRIBUIDORA ORA 3/2, CERRADA CERRADA EN REPOSO, REPOSO, CON CON ASIENTO ASIENTO PLANO PLANO ..... 9 2.7. VÁLVULA VÁLVULA DISTRIBU DISTRIBUIDORA IDORA 2/2, CERRADA CERRADA EN REPOSO, REPOSO, DE CORREDER CORREDERAA LONGITUDINAL...............................................................................................10 2.8. VÁLVULA VÁLVULA DISTR DISTRIBUID IBUIDORA ORA 3/2, 3/2, ABIERTA ABIERTA EN REPOSO, REPOSO, CON ASIENT ASIENTO O PLANO PLANO .....10 2.9. VÁLVULA VÁLVULA DISTRIBUID DISTRIBUIDORA ORA 3/2, 3/2, CERRADA CERRADA EN REPOSO, REPOSO, SERVO SERVOPILAT PILATODA...... ODA...........11 .....11 2.10. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, ABIERTA ABIERTA EN REPOSO, SERVOPILOTADA....... SERVOPILOTADA............12 .....12 2.11. VÁLVULA VÁLVULA DISTRIBUID DISTRIBUIDORA ORA 4/2, SERVOPILOT SERVOPILOTADA ADA ............. ................... ............. ............. ............. .............13 ......13 2.12. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE CORREDERA ............................................... ...............................................13 13 2.13. VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN REGULABLE.................................................... REGULABLE ....................................................14 14 2.14. VÁLVULA ANTIRETORNO ................................................................................. .................................................................................14 14 2.15. VÁLVULAS DE ESTRANGULACIÓN REGULABLE CON ANTIRETORNO ...................15 ................... 15 2.16. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD...................................................................... VELOCIDAD......................................................................15 15 2.16.1.REGULACION 2.16.1. REGULACION PRIMARIA ....................................................................... .......................................................................15 15 2.16.2.REGULACION SECUNDARIA...................................................................15 2.16.3.COMPARACIÓN.....................................................................................16 2.17. VÁLVULA ESCAPE RÁPIDO ............................................................................... ...............................................................................16 16 2.18. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO NEUMÁTICO (MONOESTABLE).............................................................................................16 2.19. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO NEUMÁTICO (MONOESTABLE).............................................................................................17 2.20. VÁLVULA DISTRIBUIDORA DISTRIBUIDORA 4/2, DE CORREDERA CORREDERA CON CURSOR LATERAL Y ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO.........................................................................18 2.21. VÁLVULA DISTRIBUIDORA DISTRIBUIDORA 5/2, DE CORREDERA LONGITUDINAL LONGITUDINAL Y DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO.........................................................................18 2.22. VÁLVULA DISTRIBUIDORA DISTRIBUIDORA 5/2, DE MEMBRANA Y DE ACCIONAMIENTO ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO....................................................................................................19
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Índice
2.23. 2.23. VÁLVULA VÁLVULA DISTRIBUIDORA DISTRIBUIDORA DE DISCO DISCO PLANO GIRATORIO GIRATORIO ............. .................... ............. .............20 .......20 2.24. VÁLVULA SELECTORA SELECTORA DE CIRCUITO (FUNCIÓN (FUNCIÓN “OR” O “O”)..............................20 2.25. VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD (FUNCIÓN “AND” O “Y”) ....................................21 .................................... 21 2.26. TEMPORIZADOR NEUMÁTICO, CERRADO CERRADO EN EN POSICIÓN POSICIÓN DE REPOSO..................21 REPOSO.................. 21 2.27. TEMPORIZADOR NEUMÁTICO, ABIERTO EN POSICIÓN DE REPOSO................... REPOSO ...................22 22 2.28. VÁLVULA DE SECUENCIA ................................................................................. .................................................................................22 22 2.29. 2.29. SIMBOLOGÍ SIMBOLOGÍAA NEUMÁTICA NEUMÁTICA ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ..........23 ...23
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UNIDAD IV “VÁLVULAS” 1. GENERALIDADES Los mandos neumáticos neumáticos están constituidos por los elementos de información, órganos de mando y los elementos de trabajo. trabajo. Los dos primeros modulan modulan las fases de trabajo de la máquina o dispositivos, y se designan, en neumática, bajo la denominación de válvulas. Las válvulas mandan o regulan la puesta en marcha, paro, sentido presión, el caudal de fluido transportado por la bomba, o almacenado en un recipiente. En lenguaje internacional internacional el término “distribuidor” denomina a los tipos tales como válvulas de corredera, de bola, asiento, etc. Según la forma DIN 24300 y recomendaciones de CETOP se subdividen en 5 grupos: 1. 2. 3. 4. 5.
Válvul Válvulas as de de vías vías dist distrib ribuid uidora orass Válv Válvul ulas as de bloq bloque ueo. o. Válv Válvul ulas as de pres presión ión.. Válv Válvul ulas as de caud caudal al.. Válv Válvul ulas as de cier cierre re..
2. VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS Estas válvulas de varios orificios, son los componentes que determinan el camino que debe tomar el fluido bajo presión (marcha, paro, dirección). 2.1. REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS DISTRIBUIDORES Estas válvulas pueden ser de dos, tres, cuatro o cinco orificios en lo que corresponde a la parte de trabajo (sin incluir los pilotajes). Para representar los distribuidores en los esquemas se utilizan los símbolos; estos símbolos no dan dan ninguna orientación sobre el método constructivo de la válvula, válvula, solamente indican su función. Las válvulas de vías se representan por cuadrados.
La cantidad de cuadrados yuxtapuestos indica la cantidad de posiciones del distribuidor.
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El funcionamiento está representado esquemáticamente en el interior del cuadrado. La flecha indica el sentido de circulación del fluido.
Las posiciones de cierre se representan por líneas transversales.
La unión de las canalizaciones se realiza por un punto.
Las conexiones (llegadas y salidas) se representan por trazos que están unidos al cuadrado que esquematiza la posición cero o de salida.
La otra posición se realiza por traslación lateral de los cuadrados, coincidente con las conexiones.
Las posiciones pueden ser diferenciadas por números o por las letras a, b, c.. Válvulas con 3 posiciones. Posición intermedia = posición cero.
Por posición cero o de reposo se entiende, en el caso de las válvulas con retorno por muelle, por ej., la posición que las piezas móviles ocupan cuando no es accionado. La posición de salida es la que tiene la válvula después del montaje, establecimiento de la presión, o tensión tensión eléctrica. En la posición por medio de la cual comienza comienza el programa preestablecido. Canalización de escape sin rosca (aire evacuado al ambiente). Triángulo directamente al cuadrado.
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Canalización de escape con rosca (aire evacuado hacia el exterior).Triángulo ligeramente separado del cuadrado.
Para evitar errores durante el montaje, los orificios se identifican por letras mayúsculas (probablemente, según Normas europeas próximas, la identificación se realizará por números). ! ! ! !
Circuito de utilización, trabajo La alimentación de entrada Las salidas de escape Las conexiones de pilotaje
A, B, .... (2,4) P ......... (1) R,S, .... (3,5) Z, Y, .... (12, 14)
Válvula distribuidora 5/2 biestable. La designación de un distribuidor está en función de la cantidad de orificios activos y de las posiciones de trabajo. La primera cifra indica la cantidad de vías, es decir la cantidad de orificios activos. La segunda cifra indica la cantidad de posiciones. Ejemplo: 3/2 4/3
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3 orificios activos 2 posiciones (2 cuadrados) 4 orificios activos 3 posiciones (3 cuadrados).
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2.2. ACCIONAMIENTOS DE LAS VÁLVULAS Según su utilización las válvulas pueden ser accionadas de diferentes modos. Los símbolos de los elementos de accionamiento se colocan a los lados de los cuadrados. 2.2.1.
POR FUERZA MUSCULAR General
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Mandos Neumáticos Pulsador
Palanca
Pedal
2.2.2.
MECÁNICAMENTE Leva
Muelle
Rodillo
Rodillo escamoteable
2.2.3.
ELÉCTRICAMENTE electroimán, con un arrollamiento
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Mandos Neumáticos Electroimán, con varios arrollamientos en un sentido
Electroimán, con varios arrollamientos de acción reciproca
2.2.4. ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO por presión
por depresión
por presión diferencial
Accionamiento neumático, neumático, indirecto (servopilotaje)
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!
Por presión
!
Por depresión
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2.2.5. ACCIONAMIENTO COMBINADO Electroimán y servopilotaje neumático
Electroimán o neumáticamente
Ejemplo: Válvula 3/2, mandada por pulsador y retorno por muelle, muelle,
2.3. SEGÚN EL TIEMPO DE ACCIONAMIENTO SE DISTINGUEN: !
!
Mando permanente, señal continua : La : La válvula es accionada manualmente, o por medios mecánicos, neumáticos o eléctricos durante todo el tiempo que dura la inversión. El retorno es manual manual o mecánico por medio de un muelle, por ejemplo. Mando momentáneo, Impulso : La : La válvula es invertida por una señal breve, permaneciendo indefinidamente en esta posición, hasta que otra señal retorna a la posición anterior.
2.4. TIPOS Y CARACTERÍSTICAS Las características constructivas de las válvulas son las que determinan su duración, fuera de accionamiento, modos de inversión, racordaje y fijación. Según la construcción, se distinguen los tipos siguientes: Válvulas de asiento: ! !
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Esférico Disco plano
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Válvulas de corredera: ! ! !
Embolo Embolo y cursor Disco giratorio.
Esférico
Embolo
Disco plano
Embolo y cursor
2.5. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 2/2, CERRADA EN REPOSO, CON JUNTA DE BOLA La bola es comprimida por un resorte contra su asiento y cierra el paso del aire de P hacia A. Al descender la leva, la bola es separada de su asiento. Para ello debe vencerse la fuerza fuerza del muelle y la presión ejercida ejercida sobre la bola. Sin accionar : P,A cerrados.
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Accionada: P hacia A.
2.6. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, CERRADA EN REPOSO, CON ASIENTO PLANO La característica de esta válvula es el plato, empujado por un resorte contra el asiento. Las válvulas de asiento plano se distinguen por su gran sección transversal de paso con un corto recorrido de accionamiento. Son insensibles a la suciedad suciedad y de gran duración. En posición de reposo, la válvula 3/2 cierra el paso de P hacia A: el aire escapa de A hacia R. Al apretar el vástago se cierra el escape antes de que el plato levante de su asiento y abra el paso de P hacia A. Se emplea para mandar cilindros de simple efecto y como elemento de señalización para mandar válvulas de accionamiento neumático.
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2.7. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 2/2, CERRADA EN REPOSO, DE CORREDERA LONGITUDINAL !
La válvula distribuidora 3/2 de corredera, puede convertirse de NC a NA o viceversa, intercambiando las conexiones P y R.
Sin accionar : P cerrado Escape de A hacia R Accionada:
Comunica P con A R cerrado.
Aplicación: Para el control de cilindros de simple efecto cuando el vástago debe salir por breve tiempo, por ejemplo para la expulsión de piezas. También se utiliza para el control de otras válvulas. 2.8. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, ABIERTA EN REPOSO, CON ASIENTO PLANO La válvula distribuidora 3/2 abierta en reposo, si no es accionada, deja pasar el aire de P hacia hacia A y cierra el escape R. Al apretar el vástago, el plano cierra el paso de P hacia A: luego, el otro plato es levantado de su asiento por el escalón del vástago, quedando abierto el paso de A hacia R.
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Aplicación: Se emplea para para controlar cilindros cilindros de simple efecto, efecto, cuando el vástago ha de permanecer en posición extendido durante un tiempo prolongado por ejemplo para sujeción de piezas (función NO). 2.9. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, CERRADA EN REPOSO, SERVOPILATODA La fuerza necesaria para accionar válvulas de asiento pilotadas directamente aumenta mucho con la presión del aire de trabajo. Es posible reducir esta fuerza intercalando válvulas distribuidoras 3/2 de un diámetro nominal pequeño. pequeño. Al accionar, accionar, la válvula válvula pequeña pequeña abre el paso de P hacia la membrana del émbolo de accionamiento. accionamiento. Este cierra el paso de A hacia R y levanta levanta el émbolo de su asiento, quedando comunicado P con A.
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2.10. VÁLVULA 2.10. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, ABIERTA EN REPOSO, SERVOPILOTADA Girando 180° el cabezal cuerpo de pilotaje intercambiando intercambiando al mismo tiempo los empalmes P y R, una válvula cerrada en reposo puede convertirse en abierta en reposo. Al accionarla, la válvula pequeña abre el paso de P hacia la membrana del émbolo de accionamiento. Este cierra el paso de P hacia A y levanta el émbolo hueco de su asiento, quedando comunicados A y R. Aplicación: Para la conversión de señales mecánicas en neumáticas, cuando se dispone de pequeñas fuerzas de accionamiento. Cuando la presión desciende por debajo de 2 bar, ya no se garantiza el funcionamiento de la válvula.
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2.11. VÁLVULA 2.11. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 4/2, SERVOPILOTADA Cuando se ocasiona el rodillo se abre la microválvula y circula el aire hacia las membranas y hace descender ambos vástagos. En primer lugar se cierran los conductos de P hacia B y de A hacia R, y luego se abren de P hacia A y B hacia R. Todas las válvulas servopilotadas requieren de una presión mínima P de aproximadamente 3 bar, para su accionamiento.
2.12. VÁLVULA 2.12. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE CORREDERA Las canalizaciones de P hacia hacia B y de A hacia R están están abiertas. Accionando el pulsador se cierran en primer lugar los conductos de P hacia B y de A hacia R, y luego se abren de P hacia A y de B hacia S. Al accionar el pulsador sólo hay que vencer el rozamiento de la corredera con el cuerpo de la válvula y la fuerza del muelle.
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2.13. VÁLVULA 2.13. VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN REGULABLE El objeto de la válvula es el de limitar un caudal (litros/min). Esta limitación se efectúa en ambos sentidos de circulación del aire.
2.14. VÁLVULA 2.14. VÁLVULA ANTIRETORNO Las válvulas de cierre dejan pasar el aire preferentemente en un solo sentido. Cuando la presión vence la fuerza de pretensado del resorte, el cuerpo estanqueizador de la válvula antiretorno se levanta de su asiento dejando pasar el aire en dicho sentido.
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2.15. VÁLVULAS 2.15. VÁLVULAS DE ESTRANGULACIÓN REGULABLE CON ANTIRETORNO Estas válvulas dejan pasar el aire comprimido en una sola dirección y únicamente por la sección ajustada entre el cono del tornillo y su asiento. La sección transversal de paso puede variarse desde cero hasta el diámetro nominal de la válvula. En dirección contraria la membrana se levanta de su asiento y el aire comprimido puede pasar libremente. Aplicación: Se utilizan cuando es necesario regular un caudal determinado en un solo sentido, debiendo mantener libre el paso en sentido contrario.
2.16. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD 2.16.1. REGULACION PRIMARIA (Estrangulación del aire de alimentación). Al accionar la válvula distribuidora 5/2 el aire comprimido pasa a través de la válvula de estrangulación y llega el cilindro haciendo salir el vástago con velocidad controlada. Después de la inversión de la válvula, el vástago vástago del cilindro vuelve a entrar sin control de la velocidad, ya que la cámara posterior se descarga por el antiretorno. 2.16.2. REGULACION SECUNDARIA (Estrangulación del aire de escape) Al accionar la válvula distribuidora 5/2, el aire comprimido actúa sobre la superficie del émbolo, el cual empieza a salir, mientras que en la cámara anterior se forma un cojín de aire, incrementándose la presión M2 y en el otro lado del émbolo se ha formado más o menos la misma presión. M1. Por la tanto, durante la salida del vástago, el émbolo está “fijado” entre dos cojines de aire. Después de la inversión de la válvula, el vástago vástago del cilindro vuelve a entrar sin control de la velocidad ya que el aire ingresa a la cámara anterior por el antiretorno.
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2.16.3. COMPARACIÓN Comparada con la estrangulación del aire de alimentación, la estrangulación del aire de escape tiene la ventaja de un avance sin sacudirlas (también el retroceso), ya que el émbolo está sujeto entre dos cojines de aire. 2.17. VÁLVULA 2.17. VÁLVULA ESCAPE RÁPIDO Estas válvulas sirven para purgar rápidamente el aire de los cilindros y conductos. Especialmente en cilindros de gran volumen, la velocidad del émbolo puede ser aumentada de manera apreciable. Cuando el aire fluye de P hacia A, la junta obturadora cierra cierra el orificio R. Al mismo tiempo, las faldas de obturación cambian de posición (se contraen). Al purgar el aire, éste empuja la junta obturadora contra el orificio P, las faldas de obturación cambian de posición adhiriéndose a la pared del cuerpo y el aire escapa directamente por la sección mayor R hacia la atmósfera.
Aplicación: Para purgar rápidamente el aire de los cilindros neumáticos y los conductos flexibles de unión. La velocidad del émbolo aumenta aumenta ya que el aire escapa por un camino más corto y no tiene que atravesar nuevamente la válvula distribuidora. Un cilindro de simple efecto debe salir lentamente y regresar lo más rápido rápido posible. Un cilindro de doble efecto debe subir y bajar cargas con velocidad controlada. 2.18. VÁLVULA 2.18. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO (MONOESTABLE) Esta válvula cerrada en posición de reposo, es accionada al aplicarle presión al pilotaje Z, comunicándose los conductos P y A, cerrándose el escape R. Al ponerse a escape el conducto Z, el émbolo de pilotaje regresa a su posición inicial por medio del muelle. El disco cierra el conducto de P hacia A y el aire contenido en el conducto de trabajo A, escapa por R.
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2.19. VÁLVULA 2.19. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO (MONOESTABLE) Estas válvulas se emplean para el mando de cilindros de doble efecto. Las fuerzas necesarias para accionarlas son pequeñas, y el puede pasar en ambas direcciones. Sin accionar: El aire pasa de P hacia B El aire escapa de A hacia R S está cerrado Accionada: El aire pasa de P hacia A El aire escapa de B hacia S R está cerrado.
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2.20. VÁLVULA 2.20. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 4/2, DE CORREDERA CON CURSOR LATERAL Y ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO Esta válvula se invierte mediante un émbolo de mando accionado por aire a través de los empalmes de pilotaje Z o Y. Las líneas de trabajo y el escape R, se unen por medio de una corredera plana (cursor lateral), cuyo desgaste se compensa automáticamente automáticamente por acción del resorte. Con ello queda garantizada una larga duración. Para la inversión basta un impulso impulso en una de las entradas Y o Z. Al escapar el aire de las líneas de pilotaje, el émbolo de mando se queda en la última posición adoptada (almacenamiento o memorización de una señal). Aplicación: Para el mando de cilindros de doble efecto en ciclos de mando automáticos.
2.21. VÁLVULA 2.21. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE CORREDERA LONGITUDINAL Y DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO La característica de estas válvulas es el movimiento transversal que realiza el órgano de mando con respecto a la dirección del medio a mandar. Las fuerzas de accionamiento solo tienen que vencer la fuerza de rozamiento, por tal razón, con una presión de mando pequeña en el pilotaje Z o Y, pueden conmutarse presiones de trabajo más altas. Sin embargo, la carrera de accionamiento accionamiento es mayor que en las válvulas de asiento. Aplicación: Para el mando de cilindros de doble doble efecto en ciclos de mando mando automático.
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2.22. VÁLVULA 2.22. VÁLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, DE MEMBRANA Y DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO Esta válvula trabaja bajo el principio de disco disco flotante. Se invierte alternamente por aire comprimido y permanece en esa posición hasta que reciba un impulso inverso. La distribución la efectúa el disco central con su junta, que libera la unión A o B y P. El escape se realiza a través de R o S.
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2.23. VÁLVULA 2.23. VÁLVULA DISTRIBUIDORA DE DISCO PLANO GIRATORIO Estas válvulas son generalmente de mando manual o por pedal, puesto que se trata generalmente de 3 posiciones. Por medio del giro de un disco se unen las distintas canalizaciones. Los conductos A y B se conectan del escape en la posición intermedia “O”, quedando al actuador sin presión por ambas cámaras.
2.24. VÁLVULA 2.24. VÁLVULA SELECTORA DE CIRCUITO (FUNCIÓN “OR” O “O”) Esta válvula deja fluir el aire comprimido desde X o Y hacia A, cerrándose la salida opuesta por el desplazamiento de la bola; caso de diferencias de presión la que de mayor presión es la que fluirá hacia A. Aplicación: Para el mando a distancia de elementos neumáticos desde dos puntos diferentes.
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2.25. VÁLVULA 2.25. VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD (FUNCIÓN “AND” O “Y”) Tiene dos entradas de presión X e Y, y una salida A. En A sólo habrá salida cuando ambas entradas reciban aire comprimido. Una única señal bloquea el paso. paso. En caso de diferencias cronológicas de las señales de entrada, la que llega en último lugar sale por A: en caso de diferencias de presión la de menor presión es la que fluirá hacia A. Aplicación: Se utiliza principalmente en mandos de bloqueo, funciones de control y combinaciones lógicas.
2.26. TEMPORIZADOR NEUMÁTICO, CERRADO EN POSICIÓN DE REPOSO El temporizador se compone de una válvula distribuidora 3/2 de accionamiento neumático una válvula de estrangulación regulable y antiretorno, y un pequeño depósito de aire comprimido (acumulador). El aire de pilotaje entra por Z y llega al acumulador a través de la válvula de estrangulación regulable. regulable. En dicho acumulador acumulador se forma gradualmente una presión, presión, que cuando alcanza cierto valor, el émbolo se desplaza hacia abajo, abriendo el paso de P hacia A y cerrando el de A hacia R. Aplicación: Cuando se desea que la señal de entrada Z actúe después de un tiempo determinado.
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2.27. TEMPORIZADOR NEUMÁTICO, ABIERTO EN POSICIÓN DE REPOSO El temporizador se compone de una válvula distribuidora 3/2 de accionamiento neumático, una válvula de estrangulación regulable y antiretorno, y un pequeño depósito de aire comprimido (acumulador). El aire de pilotaje entra por Z y llega al acumulador a través de la válvula de estrangulación regulable. En dicho acumulador se forma gradualmente una presión, que cuando alcanza cierto valor, el émbolo se desplaza hacia abajo, abriendo el paso de A hacia R y cerrando el de P hacia A. Aplicación: Cuando se desea que la señal de entrada Z actúe después de un tiempo determinado. 2.28. VÁLVULA 2.28. VÁLVULA DE SECUENCIA Estas válvulas se montan en maniobra neumática, que actúan cuando se precisa una presión fija para un fenómeno de conmutación determinada. Si la presión por Z, vence el muelle regulable, la válvula comunica P con A.
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Símbolo en detalle
2.29. SIMBOLOGÍA NEUMÁTICA Símbolos y normas de representación De acuerdo a la especificación VDI 3260 y la DIN 55003 están recopilados en este capítulo los símbolos y definiciones utilizados correctamente. Estos símbolos pueden emplearse tanto en esquemas y diagramas, como en placas de identificación en máquinas-herramientas (ver DIN 55003). a) Movimientos Movimiento rectilíneo en sentido de la flecha.
Movimiento rectilíneo de dos sentidos.
Movimiento rectilíneo en sentido de la flecha, limitación.
Movimiento rectilíneo en sentido de la flecha, limitado de ida y vuelta.
Movimiento rectilíneo continuo en sentido de la flecha, limitado a la ida y vuelta.
Movimiento de giro en sentido de la flecha.
Movimiento de giro en dos sentidos.
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Movimiento de giro en sentido de la flecha, imitado.
Revoluciones/marcha Revoluciones/marcha continua/ciclo continuo.
Una revolución/marcha individual/ciclo único.
Revolución min.
b) Símb Símbol olos os gene genera rale less Menómetro según DIN 40 716.
Elementos de medición eléctrico según DIN 40 716.
Motor eléctrico.
Símbolos para elementos, líneas y combinaciones de señales según VDI 3260, para su representación en el diagrama de espacio-fase. MARCHA
PARO
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MARCHA/PARO
MARCHA AUTOMÁTICA
PULSADOR (conectado, mientras es pulsado el botón).
PARO de emergencia (color rojo).
Final de carrera.
Presostato.
Temporizador
Función 0 (signo V).
Función Y (signo
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)
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Función NO (signo )
Derivación
Entrada de otra máquina
Salida hacia otra máquina
Código de colores de pulsadores y pilotos (según DIN 43605) En general: Color rojo: Estado de conexión, conexión, circulación circulación o funcionamiento. funcionamiento. Color verde: Estado de desconexión, paro. Determinación: Color ROJO
Pulsadores Indicadores PARO Estado de PARO conexión EMERGENCI (conectado) A AMARILLO Puesta en Avería marcha del primer ciclo NEGRO PUESTA EN MARCHA VERDE Estado de ARRANQUE desconexión. (a punto para el arranque) AZUL Acuse de recibo.
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Símbolos gráficos funcionales Sistemas hidráulicos
Sistemas neumáticos
Sistemas mecánicos
Sistemas eléctricos.
Relación de los símbolos utilizados Primero de todo una recopilación de la –supuestamente conocida- simbología neumática en apoyo a la DIN/ISO 1219, y símbolos no normalizados. Transformación de energía Compresor
Bomba de vacío
Motor neumático de caudal constante, de un solo sentido de giro.
Motor neumático de caudal constante con dos sentidos de giro.
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Motor neumático con caudal variable, de un solo sentido de giro.
Motor neumático con caudal variable de dos sentidos de giro.
Motor neumático de giro limitado.
Cilindro de simple efecto, movimiento de retorno por fuerzas exteriores.
Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.
Cilindro de doble efecto, con vástago simple.
Cilindro de doble efecto, con vástago doble.
Cilindro diferencial de doble efecto, con vástago simple.
Cilindro de doble efecto, con amortiguación regulable en los dos extremos.
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Cilindro telescópico de simple efecto, retorno por fuerzas exteriores.
Cilindro telescopio de doble efecto.
Multiplicador de presión, amplificador.
Multiplicador de presión para aire y líquido.
Convertidor de presión, por ejemplo, aire-líquido.
Mando y regulación, válvulas distribuidoras de vías. Válvula 2/2 vías, cerrada cerrada en reposo.
Válvula 2/2 vías, abierta abierta en reposo.
Válvula 3/2 vías, cerrada cerrada en reposo.
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Válvula 3/2 vías, abierta en reposo.
Válvula 3/2 vías, cerrada en posición central. central.
Válvula 4/2 vías.
Válvula 4/3 vías, cerrada cerrada en posición central.
Válvula 4/3 vías, a escape escape en posición central.
Válvula 5/2 vías.
Válvula 5/3 vías, cerrada cerrada en posición central.
Válvula de varias posiciones intermedias intermedias y dos posiciones extremas.
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Válvula distribuidora en representación representación simplificada, por ejemplo, con 4 rácores. rácores.
Válvulas de bloqueo Válvula antiretorno sin muelle muelle
Válvula antiretorno con muelle
Válvula antiretorno pilotada por aire.
Válvula selectora de circuito. circuito.
Válvula de escape rápido.
Válvula de simultaneidad
Válvula de presión Válvula limitadora de presión, regulable. regulable.
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Válvula de secuencia, secuencia, regulable.
Válvula de secuencia con escape, regulable, con válvula 3/2 vías adosada (no normalizada).
Válvula de secuencia con escape, regulable (función de 3 vías), representación simplificada (no normalizada).
Válvula reguladora de presión, sin orificio de escape.
Válvula reguladora de presión, con con orificio de escape.
Válvulas de caudal Válvula de estrangulación estrangulación constante.
Válvula de diafragma constante.
Válvula de estrangulación, estrangulación, regulable.
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Válvula de estrangulación, estrangulación, regulable, accionamiento manual. manual.
Válvula de estrangulación, estrangulación, regulable, accionamiento accionamiento mecánico retorno por muelle.
Válvulas de estanqueidad Válvula de cierre, representación representación simplificada.
Válvulas de caudal y bloqueo Válvula antiretorno con con estrangulación, regulable.
Válvula antiretorno con diafragma, regulable.
Transmisión de Energía Fuente de presión
Fuente de presión (no normalizado)
Conducto de trabajo.
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Conducto de pilotaje.
Conducto de escape.
Conducto flexible.
Línea eléctrica.
Conexión de conductos (fija).
Cruce de conductos
Punto de escape.
Escape no recuperable.
Escape recuperable
Toma de presión, cerrada
Acoplamiento rápido, sin válvulas válvulas de bloqueo.
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Acoplamiento rápido, con válvulas válvulas de bloqueo.
Acoplamiento rápido, desacoplado, conducto conducto abierto.
Acoplamiento rápido, desacoplado, conducto conducto cerrado por válvula de bloqueo.
Rácor rotativo de una vía
Rácor rotativo de dos vías
Silenciador
Depósito a presión
Filtro
Separador de agua, purga manual
Separador de agua con purga automática
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Filtro con separador de agua, automático
Secador
Lubricador
Unidad de mantenimiento (filtro con separador de agua, válvula reguladora de presión, lubricador y manómetro, representación simplificada).
Refrigerador
Mandos mecánicos Eje, movimiento giratorio en un sentido.
Eje, movimiento giratorio en dos sentidos.
Enclavamiento
Bloqueo (*símbolo del medio de accionamiento para soltar el bloqueo).
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Mecanismo de salto.
Unión articulada, simple.
Unión articulada con palanca continua.
Articulación con punto punto fijo.
Accionamiento muscular Pulsador rasante
Pulsador de hongo
Por hongo tractor
Por hongo pulsador-tractor.
Por palanca
Por pedal
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Por pedal basculante
Accionamiento mecánico General
Por muelle
Por rodillo
Por rodillo escamoteable
Por palpador (no normalizado)
Accionamiento eléctrico Por electroimán con un solo arrollamiento.
Por electroimán con dos arrollamientos opuestos.
Por motor con giro continuo.
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Mandos Neumáticos Accionamiento neumático
Directo por presión
Directo por depresión
Diferencial
Centrado por presión
Centrado por muelles
Indirecto por presión (servopilotaje positivo)
Indirecto por depresión (servopilotaje negativo)
Por amplificador de presión de pilotaje (no normalizado)
Por amplificador de presión de pilotaje a baja presión (no normalizado).
Mando de divisor binario (no normalizado).
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Mandos Neumáticos Accionamientos combinados
Por electroimán y presión (servopilotaje)
Por electroimán o presión
Por electroimán o accionamiento manual
En general: *: signo explicativo
Elementos de medida Manómetro
Manómetro diferencial
Indicación de presión
Termómetro
Medidor de caudal
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Medidor de volumen
Presostato (no normalizado)
Símbolos especiales para detectores de proximidad (no normalizados) Detector reflex
Emisor, del detector de paso (barrera de aire)
Receptor, del detector de paso (barrera de aire)
Detector de obturación de fuga
Detector de paso en forma no horquilla
Detector neumático de proximidad seccionado por imán permanente.
Detector eléctrico zx de proximidad seccionado por imán permanente.
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Mandos Neumáticos Amplificadores
Amplificador
Amplificador de caudal
Válvula 3/2 vías con amplificador
Convertidores de señales Eléctrico-neumático
Neumático-eléctrico
Neumático-eléctrico (no normalizado)
Contadores Contadores de impulsos con reposición neumática o mecánica.
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Contador por sustracción (no normalizado)
Contador por diferencia (no normalizado)
Contactor por adición (no normalizado)
Designación abreviada de conexiones por cifras según ISO 5599 1 2, 4 3, 5 12, 14 10
Alimentación de presión Conexiones de utilización Escapes Pirotajes Conexión de pilotaje que anula la señal de salida
Designación abreviada de conexiones por letras, como se encuentra todavía a menudo en la práctica A, B, C Conexiones de utilización P Alimentación de presión R, S, T Escape Escapess L Fugas X, Y, Z Pilota Pilotajes jes Comparación de las designaciones: ISO 5599 ISO 5599 1 2 3 4 5 (10) 12 14
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Designación por letras P A R B S (Z) Z Y
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Nota: Dado que actualmente se emplean en el mercado de la neumática tanto letras como también cifras para la designación de las conexiones, es por ello que los circuitos básicos están representados con ambas designaciones. En los esquemas de conexiones más bien amplios se ha prescindido totalmente de una designación de conexiones.
FIN DE LA UNIDAD
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UNIDAD V
Circuitos Neumáticos y Electroneumáticos
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Indice
Índice Unidad V :” Circuitos Neumáticos y Electroneumáticos” 1. CIRCUITOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS NEUMÁTICOS BÁSICOS BÁSICOS ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ........... ..... 1 1.1. MANDO DIRECTO DIRECTO DE DE UN UN CILIND CILINDRO RO DE SIMPLE SIMPLE EFECT EFECTO O ............. ................... ............. ............. .......... .... 1 1.1.1. 1.1. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 1 1.1.2. 1.1.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 1 1.1.3. 1.1. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 1 1.1.4. 1.1.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 2 1.2. CONTROL CONTROL DE LA VELOCIDAD VELOCIDAD (REGULACIÓN (REGULACIÓN PRIMARIA) PRIMARIA) ............. ................... ............. ............. .......... .... 2 1.2.1. 1.2. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 2 1.2.2. 1.2.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 2 1.2.3. 1.2. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 3 1.2.4. 1.2.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 3 1.3. CONTROL CONTROL DE DE LA LA VELOCID VELOCIDAD AD (REGU (REGULACIÓ LACIÓN N PRIMAR PRIMARIA IA Y SECUNDAR SECUNDARIA)............ IA).............. 3 1.3.1. 1.3. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 3 1.3.2. 1.3.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 3 1.3.3. 1.3. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 4 1.3.4. 1.3.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 4 1.4. CONTROL CONTROL DE LA VELOCIDAD VELOCIDAD (ENTRA (ENTRA RÁPIDO) RÁPIDO) ............. ................... ............ ............. ............. ............ ........... ..... 4 1.4.1. 1.4. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 4 1.4.2. 1.4.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 4 1.4.3. 1.4. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 5 1.4.4. 1.4.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 5 1.5. MANDO DIRECTO DIRECTO DE UN CILINDRO CILINDRO DE DOBLE EFECTO EFECTO ............ ................... ............. ............ ............ ...... 6 1.5.1. 1.5. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............ ..... 6 1.5.2. 1.5.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 6 1.5.3. 1.5. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 6 1.6. CUESTIONAR CUESTIONARIO........ IO.............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ....... 6 1.7. CONTROL CONTROL DE LA VELOCIDAD VELOCIDAD (REGULACI (REGULACIÓN ÓN SEGUNDARI SEGUNDARIAA AL SALIR) SALIR) ............. ................. .... 7 1.7.1. 1.7. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 7 1.7.2. 1.7.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 7 1.7.3. 1.7. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 7 1.7.4. 1.7.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 7 1.8. CONTROL CONTROL DE LA VELOCIDAD VELOCIDAD (REGULACI (REGULACIÓN ÓN SECUNDARIA SECUNDARIA AL SALIR) SALIR) ............. ................ ... 8 1.8.1. 1.8. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 8 1.8.2. 1.8.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 8 1.8.3. 1.8. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 8 1.8.4. 1.8.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ .......... .... 9 1.9. CONTROL CONTROL DE DE LA LA VELOCID VELOCIDAD AD (REGU (REGULACIÓ LACIÓN N SECUND SECUNDARIA ARIA Y PRIMARI PRIMARIA)............. A)............. 9 1.9.1. 1.9. 1. OBJETIVO OBJETIVO ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ........... .... 9 1.9.2. 1.9.2. FUNCIONAM FUNCIONAMIENT IENTO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......... .... 9 1.9.3. 1.9. 3. ESQUEMA.... ESQUEMA.......... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ......... 9 1.9.4. 1.9.4. CUESTIONA CUESTIONARIO RIO...... ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ........10 ..10 1.10. CONTROL DE LA VELOCIDAD (SALIDA RÁPIDA)................................................ RÁPIDA) ................................................10 10 1.10.1.OBJETIVO 1.10.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................10 10 1.10.2.FUNCIONAMIENTO 1.10.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................10 10 1.10.3.ESQUEMA.............................................................................................11 1.10.4.CUESTIONARIO....................................................................................11 1.11. CONTROL DE LA VELOCIDAD........................................................................... VELOCIDAD ...........................................................................11 11
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Índice
1.11.1.OBJETIVO 1.11.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................11 11 1.11.2.FUNCIONAMIENTO 1.11.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................11 11 1.11.3.ESQUEMA.............................................................................................12 1.11.4.CUESTIONARIO....................................................................................12 1.11.5.OBJETIVO 1.11.5. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................13 13 1.11.6.FUNCIONAMIENTO 1.11.6. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................13 13 1.11.7.ESQUEMA.............................................................................................13 1.11.8.CUESTIONARIO....................................................................................13 1.12. 1.12. MANDO DESDE TRES PUNTOS INDEPENDIE INDEPENDIENTES NTES ............ ................... ............. ............. ............. ............ .......14 .14 1.12.1.OBJETIVO 1.12.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................14 14 1.12.2.FUNCIONAMIENTO 1.12.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................14 14 1.12.3.ESQUEMA.............................................................................................14 1.12.4.CUESTIONARIO....................................................................................14 1.13. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA .....................................15 ..................................... 15 1.13.1.OBJETIVO 1.13.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................15 15 1.13.2.FUNCIONAMIENTO 1.13.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................15 15 1.13.3.ESQUEMA.............................................................................................15 1.13.4.CUESTIONARIO....................................................................................15 1.14. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA .....................................16 ..................................... 16 1.14.1.OBJETIVO 1.14.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................16 16 1.14.2.FUNCIONAMIENTO 1.14.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................16 16 1.14.3.ESQUEMA.............................................................................................16 1.14.4.CUESTIONARIO....................................................................................16 1.15. MANDO CON AUTOMANTENIMIENTO ............................................................... ...............................................................17 17 1.15.1.OBJETIVO 1.15.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................17 17 1.15.2.FUNCIONAMIENTO 1.15.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................17 17 1.15.3.ESQUEMA.............................................................................................17 1.15.4.CUESTIONARIO....................................................................................18 1.16. MANDO INDIRECTO INDIRECTO DE UN CILINDRO CILINDRO DE SIMPLE EFECTO.......................... EFECTO................................18 ......18 1.16.1.OBJETIVO 1.16.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................18 18 1.16.2.FUNCIONAMIENTO 1.16.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................18 18 1.16.3.ESQUEMA.............................................................................................19 1.16.4.CUESTIONARIO....................................................................................19 1.17. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA .....................................19 ..................................... 19 1.17.1.OBJETIVO 1.17.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................19 19 1.17.2.FUNCIONAMIENTO 1.17.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................19 19 1.17.3.ESQUEMA.............................................................................................20 1.17.4.CUESTIONARIO....................................................................................20 1.18. MANDO INDIRECTO CON VÁLVULA BIESTABLE................................................. BIESTABLE .................................................20 20 1.18.1.OBJETIVO 1.18.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................20 20 1.18.2.FUNCIONAMIENTO 1.18.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................20 20 1.18.3.ESQUEMA.............................................................................................21 1.18.4.CUESTIONARIO....................................................................................21 1.19. RETORNO AUTOMÁTICO DE UN CILINDRO....................................................... CILINDRO...... .................................................22 22 1.19.1.OBJETIVO 1.19.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................22 22 1.19.2.FUNCIONAMIENTO 1.19.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................22 22 1.19.3.ESQUEMA.............................................................................................22 1.19.4.CUESTIONARIO....................................................................................22 1.20. MOVIMIENTO OSCILANTE OSCILANTE DE UN CILINDRO CILINDRO DE DOBLE EFECTO.......... EFECTO........................23 ..............23 1.20.1.OBJETIVO 1.20.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................23 23 1.20.2.FUNCIONAMIENTO 1.20.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................23 23 1.20.3.ESQUEMA.............................................................................................23 1.20.4.CUESTIONARIO....................................................................................24 1.21. MANDO DE UN CILINDRO CILINDRO DE DOBLE EFECTO EFECTO CON TEMPORIZADOR.................. TEMPORIZADOR..................24 24
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Indice
1.21.1.OBJETIVO 1.21.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................24 24 1.21.2.FUNCIONAMIENTO 1.21.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................24 24 1.21.3.ESQUEMA.............................................................................................25 1.21.4.CUESTIONARIO....................................................................................25 1.22. MANDO DE UN CILINDRO EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN....................................25 1.22.1.OBJETIVO 1.22.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................25 25 1.22.2.FUNCIONAMIENTO 1.22.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................25 25 1.22.3.ESQUEMA.............................................................................................26 1.22.4.CUESTIONARIO....................................................................................26 1.23. MANDO Y PARADA EN UN CICLO AUTOMÁTICO................................................ AUTOMÁTICO ................................................27 27 1.23.1.OBJETIVO 1.23.1. OBJETIVO ............................................................................................ ............................................................................................27 27 1.23.2.FUNCIONAMIENTO 1.23.2. FUNCIONAMIENTO ............................................................................... ...............................................................................27 27 1.23.3.ESQUEMA.............................................................................................28 1.23.4.CUESTIONARIO....................................................................................28
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UNIDAD V “CIRCUITOS NEUMÁTICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS BÁSICOS” 1. CIRCUITOS NEUMÁTICOS BÁSICOS 1.1. MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO 1.1.1.
OBJETIVO Conocer la composición y conexiones del grupo de mantenimiento.
1.1.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante una válvula 3/2, NC, de accionamiento manual y retorno por muelle. Al accionar la válvula 1.1 1.1 el vástago de 1.0 sale y al soltarla entra. entra.
1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 1.0
Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. manual. Filtro con separador de agua. Regulación de presión con manómetro. Lubricación Cili Cilind ndro ro de simp simple le efec efecto to con con reto retorn rnoo por por muelle. Válv Válvul ulaa 3/2 3/2,, NC. NC. Acci Accion onam amie ient ntoo por por pulsador.
1.1 1.1
1.1.3.
Pag. 1
ESQUEMA
Unidad V
Tecsup Virtu@l 1.1.4.
Mandos Neumáticos CUESTIONARIO 1. ¿Cuál función realiza el grupo de mantenimiento compuesto por 0.2, 0.3 y 0.4?
2. Dibujar cómo queda posicionada la válvula 1.1 al mantener accionado su pulsador.
1.2. CONTROL DE LA VELOCIDAD (REGULACIÓN PRIMARIA) 1.2.1.
OBJETIVO Conocer el conexionado y funcionamiento del regulador unidireccional.
1.2.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante una válvula 3/2, I, con accionamiento por palanca y con enclavamiento. Regulación de la velocidad de salida del vástago. Con palanca de 1.1 en la posición “a” el vástago de 1.0 sale lentamente, y en la posición “b” entra. Diagrama de movimientos
Relación de componentes 0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.02 Regulador unidireccional (antiretorno con estrangulación regulable). 1.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento Accionamiento por palanca. Con enclavamiento.
Pag. 2
Unidad V
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1.2.3.
ESQUEMA
1.2.4.
CUESTIONARIO 1. ¿Por dónde pasa el aire aire en el regulador unidireccional unidireccional 1.02, al al salir el vástago del cilindro 1.0?
2. ¿Qué indica la línea que hay en el extremo derecho de la unidad de mantenimiento 0.2?.
1.3. CONTROL DE LA VELOCIDAD (REGULACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA) 1.3.1.
OBJETIVO Conocer la regulación en un cilindro de simple efecto al entrar y al salir.
1.3.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante una válvula 3/2, NC, de accionamiento manual y retorno por muelle. Regulación de la velocidad de entrada y salida del vástago. Al accionar la válvula 1.1 el vástago de 1.0 sale lentamente, y al soltarla entra lentamente.
1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.01 / 1.02 Regulador unidireccional. unidireccional. 0.3 Válvula 0.3 Válvula 3/2, NC. Accionamiento Accionamiento por pulsador.
Pag. 3
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1.3.3.
ESQUEMA
1.3.4.
CUESTIONARIO 1. ¿Cuál de los dos reguladores reguladores unidireccionales 1.01 1.01 o 1.02 regula la velocidad de entrada de 1.0?
2. ¿Qué debe hacerse hacerse para que el vástago de 1.0 no no pueda entrar ni salir al actuar la válvula 1.1?.
1.4. CONTROL DE LA VELOCIDAD (ENTRA RÁPIDO) 1.4.1.
OBJETIVO Conocer el conexionado y funcionamiento de una válvula de escape rápido.
1.4.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante una válvula 3/2, I, con accionamiento por palanca palanca y con enclavamiento. Con aumento aumento de la entrada entrada del vástago. Con la palanca de 1.1 en la posición “a” al vástago de 1.0 sale, y en la posición “b” entra rápidamente.
Pag. 4
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1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.01 Válvula 1.01 Válvula de escape rápido. 1.02 Silenciador. 1.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento por palanca. Con enclavamiento. 1.4.3.
ESQUEMA
1.4.4.
CUESTIONARIO 1. ¿Qué ocurre si la válvula de escape rápido 1.01 se instala más alejada del cilindro 1.0?
2. ¿Qué efecto se origina en la válvula de escape rápido 1.01 si se le retira el silenciador 1.03?.
Pag. 5
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1.5. MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO 1.5.1.
OBJETIVO Conocer el funcionamiento de la válvula 5/2, biestable.
1.5.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto mediante una válvula 5/2, biestable accionada accionada por palanca palanca y con enclavamiento.
1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.1 Válvula 5/2, biestable. Accionamiento por palanca. Con enclavamiento.
1.5.3.
ESQUEMA
1.6. CUESTIONARIO 1. ¿Qué ventaja tiene tiene la válvula 5/2 biestable, sobre la 4/2 biestable?
2. ¿De qué depende la velocidad del cilindro 1.0?.
Pag. 6
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1.7. CONTROL DE LA VELOCIDAD (REGULACIÓN SEGUNDARIA AL SALIR) 1.7.1.
OBJETIVO Conocer como se regula la velocidad de un cilindro de doble efecto.
1.7.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4/2, monoestable con accionamiento por pulsador, y regulación de la velocidad de entrada del vástago. Accionando la válvula 1.1 el vástago de 1.0 sale, y al soltarla entra lentamente.
1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.01 Regulador unidireccional. 1.1 Válvula 4/2, monoestable. Accionamiento por pulsador. 1.7.3.
ESQUEMA
1.7.4.
CUESTIONARIO 1. ¿Tal como está dibujado el regular unidireccional 1.01, 1.01, qué velocidad del cilindro 1.0 regula?
Pag. 7
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Mandos Neumáticos 2. ¿Qué ocurre si se estrangula a tope el regulador unidireccional unidireccional 1.01?.
1.8. CONTROL DE LA LA VELOCIDAD (REGULACIÓN (REGULACIÓN SECUNDARIA AL SALIR) 1.8.1.
OBJETIVO Conocer como se regula la velocidad de salida de un cilindro de doble efecto.
1.8.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4/2 monoestable con accionamiento por pulsador y regulación de la velocidad de salida del vástago. Accionando la válvula 1.1 el vástago de 1.0 sale lentamente, y al soltarla entra.
1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.02 Regulador unidireccional. 1.1 Válvula 4/2, monoestable. Accionamiento por pulsador.
1.8.3.
Pag. 8
ESQUEMA
Unidad V
Tecsup Virtu@l 1.8.4.
Mandos Neumáticos CUESTIONARIO 1. ¿Si se cierra el regulador regulador unidireccional 1.02, 1.02, el cilindro 1.0 realizará más o menos fuerza?
2. ¿Varía la fuerza fuerza del cilindro 1.0 si varía su carrera? carrera?
1.9. CONTROL DE LA VELOCIDAD (REGULACIÓN SECUNDARIA Y PRIMARIA) 1.9.1.
OBJETIVO Conocer como se regula la velocidad de salida y de entrada de un cilindro de doble efecto.
1.9.2.
FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4/2, monoestable con accionamiento manual. Regulación de la velocidad de salida y entrada del vástago. Accionando la válvula 1.1 el vástago de 1.0 sale lentamente, y al soltarla entra lentamente.
1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.01/1.02 Regulador unidireccional. 1.1 Válvula 4/2, monoestable. Accionamiento por pulsador.
1.9.3.
Pag. 9
ESQUEMA
Unidad V
Tecsup Virtu@l 1.9.4.
Mandos Neumáticos CUESTIONARIO 1. ¿Qué diferencia hay entre las versiones “a” y “b” del esquema? esquema?
2. ¿Por qué el estrangulador siempre tiene que estrangular la salida del aire?
1.10. CONTROL DE LA VELOCIDAD (SALIDA RÁPIDA) 1.10.1. OBJETIVO Conocer el funcionamiento de la válvula de escape rápido. 1.10.2. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4/2, monoestable con accionamiento por pulsador y con aumento de la velocidad de salida del vástago. Accionando la válvula 1.1 el vástago de 1.0 sale rápidamente, y al soltarla entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto 1.02 Válvula 1.02 Válvula de escape rápido. 1.1 Válvula 4/2, monoestable. Accionamiento por pulsador.
Pag. 10
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1.10.3. ESQUEMA
1.10.4. CUESTIONARIO 1. ¿Produce el mismo efecto efecto colocar la 1.02 al lado de 1.0 que a la salida B de la 1.1?
2. ¿Qué ocurre si se coloca un silenciador a la salida R de la válvula 1.02?
1.11. CONTROL DE LA VELOCIDAD 1.11.1. OBJETIVO Conocer como disminuir la velocidad de salida y aumentar la de entrada en el cilindro de doble efecto. 1.11.2. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4/2, monoestable con accionamiento por pulsador. Con disminución de la velocidad de salida y aumento de la entrada. Accionando la válvula 1.1 el vástago de 1.0 sale rápidamente, y al soltarla entra rápidamente. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto 1.03 Regulador unidireccional. Pag. 11
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Mandos Neumáticos 1.03 Válvula 4/2, monoestable. Accionamiento por pulsador.
1.11.3. ESQUEMA
1.11.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué efecto se produce en las velocidades velocidades de entrada y de salida del cilindro 1.0 y por qué?
2. ¿Qué ocurre si al al conectar el circuito, circuito, la 1.02 se monta monta al revés del esquema?
Pag. 12
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1.11.5. OBJETIVO Conocer el funcionamiento del selector de circuito o función “O” 1.11.6. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle desde dos puntos distintos con dos válvulas 3/2, NC, de accionamiento manual y retorno por muelle, actuando sobre una función “O”. Al accionar la válvula 1.2 o 1.4, indistintamente, el vástago de 1.0 sale, y al soltarla entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.03 Selector de circuito. circuito. Función “O”. 1.2/1.4 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.11.7. ESQUEMA
1.11.8. CUESTIONARIO 1. ¿Qué le ocurre al cilindro 1.0 si se accionan a la vez las dos válvulas 1.2 y 1.4?
2. ¿Por dónde sale el aire cuando el vástago del cilindro 1.0 entra?
Pag. 13
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1.12. MANDO DESDE TRES PUNTOS INDEPENDIENTES 1.12.1. OBJETIVO Conocer el funcionamiento del mando desde tres puntos. 1.12.2. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle desde tres puntos distintos distintos con tres válvulas 3/2, NC, de accionamiento manual y retorno por muelle, actuando sobre funciones “O”. Al accionar la válvula 1.2, 1.4 o 1.6, indistintamente, el vástago de 1.0 sale, y al soltarla entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto con retorno por muelle. 1.02 / 1.04 Selector de circuitos circuitos Función “O”. “O”. 1.2 / 1.4 / 1.6 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador.
1.12.3. ESQUEMA
1.12.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué le ocurre a 1.0 si se sustituye el selector de circuito circuito 1.02 por una T y se actúa la válvula 1.6?
2. ¿Qué le ocurre a 1.0 si se sustituye sustituye “O” 1.04 por una una T y se actúa la válvula 1.2 o 1.4?
Pag. 14
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1.13. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA 1.13.1. OBJETIVO Conocer el funcionamiento de la válvula de simultaneidad o función “Y”. 1.13.2. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante dos válvulas 3/2, NC, con accionamiento manual y retorno por muelle, actuando sobre una válvula de simultaneidad “Y”. Al accionar las dos válvulas 1.2 y 1.4, simultáneamente, 1.0 sale, y al soltar una o ambas entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.02 Válvula 1.02 Válvula de simultaneidad. Función Función “Y”. 1.2/1.4 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.13.3. ESQUEMA
1.13.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué le ocurre al cilindro 1.0 1.0 si se acciona la válvula válvula 1.2 y al cabo de un tiempo la válvula 1.4?
2. ¿Qué le pasa a 1.0 si la válvula válvula de simultaneidad 1.02 le llega presiones distintas por X e Y?
Pag. 15
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1.14. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA 1.14.1. OBJETIVO Conocer el sistema del conexionado en serie de válvulas. 1.14.2. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro simple efecto con retorno por muelle, de forma que el vástago sólo debe salir si se accionan dos válvulas 3/2, NC con accionamiento manual y retorno por muelle. Mando de simultaneidad a dos manos. Al accionar las dos válvulas 1.2 y 1.4 el vástago de 1.0 sale, y al soltar una o ambas entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.2/1.4 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.14.3. ESQUEMA
!
1.14.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué ocurre si sólo se acciona acciona la válvula 1.2? 1.2?
2. ¿Qué ocurre si el vástago vástago de 1.0 está saliendo y deja de accionarse cualquier válvula?
Pag. 16
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1.15. MANDO CON AUTOMANTENIMIENTO 1.15.1. OBJETIVO Conocer el mando indirecto de un cilindro de simple efecto con autoalimentación o automantenimiento.Con la orden de paro predominante sobre la orden de marcha. 1.15.2. FUNCIONAMIENTO Mando directo de un cilindro de simple efecto con orden de salida por un impulso sobre una válvula 3/2, NC, y con autoalimentación. Orden de entrada por un impulso sobre una válvula 3/2, NA. El accionamiento de 1.6, a través de 1.4 y 1.3, pilota a 1.2 abriéndola, y ésta a su vez pilota a 1.1, que autoalimenta a su propio pilotaje a través de 1.4 y 1.3, con lo que 1.0 sale. Al accionar 1.3 se corta el pilotaje de 1.2 cerrándola, y a su vez corta el pilotaje de 1.1, con lo que 1.0 entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.1/1.2 Válvula 3/2, NC. Accionamiento neumático. 1.3 Válvula 3/2, NA. Accionamiento por pulsador. 1.4 Selector de circuito. Función “O”. 1.6 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.15.3. ESQUEMA
Pag. 17
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1.15.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué ocurre si desaparece desaparece la presión del circuito circuito estando el cilindro 1.0 1.0 fuera?
2. ¿Qué ocurre si se presionan las válvulas válvulas 1.3 y 1.6 1.6 a la vez?
1.16. MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO 1.16.1. OBJETIVO Conocer el funcionamiento de la válvula 3/2, NC, con accionamiento neumático directo. 1.16.2. FUNCIONAMIENTO Mando indirecto de un cilindro de simple efecto, de gran tamaño o volumen, con retorno por muelle mediante una válvula 3/2, NC, con accionamiento neumático directo, actuada a su vez por una válvula 3/2, NC, de accionamiento por pedal. Al accionar la 1.2 se invierte la 1.1 con lo que 1.0 sale. Al soltar la 1.2 la 1.1 vuelve al reposo y 1.0 entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.1 Válvula 3/2, NC. Accionamiento neumático. 1.6 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pedal.
Pag. 18
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1.16.3. ESQUEMA
1.16.4. CUESTIONARIO 1. ¿El cilindro 1.0 puede puede realizar la misma fuerza fuerza al principio que al al final de su recorrido?
2. ¿Qué presión debe aplicarse en el pilotaje de la válvula válvula 1.1 para que abra?
1.17. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA 1.17.1. OBJETIVO Conocer el funcionamiento del mando indirecto. 1.17.2. FUNCIONAMIENTO Mando indirecto de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle mediante dos válvulas 3/2, NC, con accionamiento manual y retorno por muelle, actuando sobre una válvula 3/2, NC, con accionamiento neumático directo, formando el conjunto un mando de simultaneidad. Al accionar las dos válvulas 1.2 y 1.4, el vástago de 1.0 sale, y al soltar una o ambas entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de simple efecto con retorno por muelle. 1.2/1.4 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.6 Válvula 3/2, NC. Accionamiento neumático.
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1.17.3. ESQUEMA
1.17.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué función función realiza realiza la válvula válvula 1.6?
2. ¿Qué le ocurre al cilindro 1.0 si sólo se acciona la válvula 1.4?
1.18. MANDO INDIRECTO CON VÁLVULA BIESTABLE 1.18.1. OBJETIVO Conocer el mando indirecto de un cilindro de doble efecto con una válvula biestable. 1.18.2. FUNCIONAMIENTO Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 5/2, biestable con accionamiento neumático directo. Al accionar momentáneamente a 1.2 la 1.1 pasa a la posición “a” y el vástago de 1.0 sale. Al accionar momentáneamente a 1.3 la 1.1 pasa a la posición “b” y el vástago de 1.0 entra.
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1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.1 Válvula 4/2, biestable. Accionamiento neumático. 1.2/1.3 Válvula 3/2, NA. Accionamiento por pulsador. 1.18.3. ESQUEMA
1.18.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué función realizan las válvulas 1.2 y 1.3?
2. ¿Qué ocurre si se accionan las válvulas 1.2 y 1.3 simultáneamente? simultáneamente?
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1.19. RETORNO AUTOMÁTICO DE UN CILINDRO 1.19.1. OBJETIVO Conocer como efectuar la salida manual y la entrada automática de un cilindro de doble efecto. 1.19.2. FUNCIONAMIENTO Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 5/2, biestable con accionamiento neumático directo, mandada por una válvula 3/2, NC, accionada por pulsador, para la salida del vástago y por una válvula 3/2, NC, accionada por rodillo, para la entrada del vástago. Al accionar momentáneamente a 1.2 la 1.1 pasa a la posición “a” y el vástago de 1.0 sale. Al llegar 1.0 al final de su carrera acciona a 1.3 y éste a 1.1 que pasa a la posición “b”, y 1.0 entra. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.1 Válvula 4/2, biestable. Accionamiento neumático. 1.2 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.3 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por rodillo.
1.19.3. ESQUEMA
1.19.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué función realiza el captador de información 1.3 cuando es pulsado?
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Mandos Neumáticos 2. ¿Cómo se denomi denomina na a este este ciclo? ciclo?
1.20. MOVIMIENTO OSCILANTE DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO 1.20.1. OBJETIVO Conocer como efectuar la salida automática y la entrada automática de un cilindro de doble efecto, empleando una válvula 3/2, I, para iniciar el ciclo. 1.20.2. FUNCIONAMIENTO Funcionamiento similar al del circulo 16 con la particularidad de insertar en serie con la válvula 1.2 una válvula 3/2, I. Con accionamiento por pulsador para iniciar o para el ciclo. Al dar presión al circuito 1.2 comprueba el estado de 1.4, y si está abierta invierte a 1.1 y sale 1.0. Al accionar a 1.3 se invierte a 1.1 y entra 1.09. Se repite el ciclo si 1.4 está abierta, o para si 1.4 está cerrada. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.1 Válvula 4/2, biestable. Accionamiento neumático. 1.2/1.3 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por rodillo. 1.4 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.20.3. ESQUEMA
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1.20.4. CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la funci función ón de la válvula válvula 1.4? 1.4?
2. ¿Para qué qué se emplea éste éste sistema? sistema?
1.21. MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON TEMPORIZADOR 1.21.1. OBJETIVO Conocer como efectuar el retorno del vástago de un cilindro de doble efecto en función del tiempo y con control de la posición extrema de salida. 1.21.2. FUNCIONAMIENTO Al accionar 1.2 invierte 1.1 con lo que 1.0 sale. Cuando 1.0 acciona a 1.5 el temporizador 1.3 recibe presión y cuando está es suficiente invierte a 1.1 con lo que 1.0 entra. En esta aplicación el tiempo de retardo se inicia a partir del momento en que el cilindro 1.0 ha salido totalmente y ha accionado a 1.5 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.1 Válvula 5/2, biestable. Accionamiento neumático. 1.2 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.3 Temporizador con retardo a la conexión, NC. 1.5 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por rodillo.
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1.21.3. ESQUEMA
1.21.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué ocurre si se mantiene pulsada 1.2 cuando 1.0 llega al final y acciona a 1.5?
2. ¿Qué ocurre si 1.0 1.0 llega a salir totalmente pero no actúa a 1.5? 1.5?
1.22. MANDO DE UN CILINDRO EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN 1.22.1. OBJETIVO Conocer cómo efectuar la salida manual de un cilindro de doble efecto y la entrada automática mediante una válvula 3/2, NC, y una válvula de secuencia. 1.22.2. FUNCIONAMIENTO Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 5/2, biestable con accionamiento neumático directo, accionada mediante una válvula 3/2, NC, y una válvula de secuencia. Al accionar 1.2 se invierte 1.1 1.1 y el vástago de 1.0 sale. Cuando en la cámara posterior de 1.0 se tiene una presión suficiente para abrir 1.01, ésta invierte a 1.1 y el vástago de 1.0 entra.
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1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.1 Válvula 5/2, biestable. Accionamiento neumático. 1.2 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.01 Válvula de secuencia. 1.22.3. ESQUEMA
1.22.4. CUESTIONARIO 1. ¿Qué función realiza en el circuito circuito la válvula válvula de secuencia? secuencia?
2. ¿Si se mantiene accionada accionada la válvula 1.2, qué le ocurre al cilindro 1.0 al terminar de salir?
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1.23. MANDO Y PARADA EN UN CICLO AUTOMÁTICO 1.23.1. OBJETIVO Conocer el funcionamiento de la puesta en marcha y parada en un ciclo automático. 1.23.2. FUNCIONAMIENTO Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 5/2, biestable con accionamiento neumático, formando un ciclo automático a través de dos válvulas 3/2, NC, actuadas por el vástago. Inicio del ciclo y paro del mismo con válvulas 3/2, NC, actuando una 3/2, biestable. Al accionar 1.01 invierte 1.03, cambia 1.1 y sale 1.0. Al accionar 1.3 cambia 1.1 y 1.0 entra. Al accionar 1.2 comprueba comprueba el estado de 1.03: si está abierta sigue haciendo ciclos automáticos, y si está cerrada, por haberse actuado 1.02 el 1.0 para. 1. Diagrama de movimientos
2.
Relación de componentes
0.1 Válvula 3/2, I. Accionamiento manual. 0.1 Válvula manual. 0.2 Unidad de mantenimiento. 1.0 Cilindro de doble efecto. 1.01/1.02 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por pulsador. 1.03 Válvula 3/2, biestable. biestable. Accionamiento Accionamiento neumático. 1.1 Válvula 5/3, biestable. Accionamiento neumático. 1.2/1.3 Válvula 3/2, NC. Accionamiento por rodillo.
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1.23.3. ESQUEMA
1.23.4. CUESTIONARIO 1. ¿Cuándo ¿Cuándo se pone en marcha marcha el cilindro cilindro 1.0?
2. ¿Cuándo ¿Cuándo se para el cilindro cilindro 1.0? 1.0?
FIN DE LA UNIDAD
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UNIDAD VI
Componentes Eléctricos y Circuitos Electroneumaticos Básicos
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Indice
Índice Unidad VI :” Componentes Eléctricos y Circuitos Electroneumaticos Básicos” 1. COMPONENTE COMPONENTESS ELÉCTRIC ELÉCTRICOS...... OS............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ......... ... 1 1.1. EL CIRCUITO CIRCUITO ELÉCTRICO ELÉCTRICO ............. ................... ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ...... 1 1.1.1. 1.1.1. INTRODUCC INTRODUCCIÓN IÓN ............ ................... ............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ......... ... 1 1.1.2. 1.1.2. SENTIDO SENTIDO DE DE LA CORRIENTE CORRIENTE ELÉCTRICA ELÉCTRICA ............. ................... ............ ............. ............. ............ .......... .... 1 1.1.3. 1.1.3. CIRCUITO CIRCUITO ELÉCTRICO ELÉCTRICO ............ .................. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ........ 2 1.1.4. 1.1.4. CIRCUITO CIRCUITO “Y”........... “Y”................. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ......... ... 2 1.1.5. 1.1.5. CIRCUITO CIRCUITO O ............. ................... ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ......... ... 3 1.1.6. 1.1.6. RESISTENC RESISTENCIA IA DE CARGA......... CARGA............... ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ........ 3 1.1.7. 1.1.7. LA FUENTE FUENTE DE ENERGÍA ENERGÍA....... ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. ......... ... 4 1.1.8. 1.1.8. LA CORRIENT CORRIENTEE ELÉCTRICA ELÉCTRICA ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............ ..... 5 1.1.9. 1.1.9. CAÍDA DE TENSIÓN................ TENSIÓN....................... ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ...... 5 1.1.10.LAZO 1.1.10. LAZO CERRADO.................................................. CERRADO..................................................................................... ................................... 5 1.1.11.TENSIÓN 1.1.11. TENSIÓN EN BORNES Y FUERZAS FUERZAS ELECTROMOTRIZ................................ 6 1.1.12.CIRCUITO 1.1.12. CIRCUITO ABIERTO............................................ ABIERTO............................................................................... ................................... 7 1.1.13.LA 1.1.13. LA TENSIÓN EN UN CIRCUITO ABIERTO................................ ABIERTO................................................. ................. 7 1.1.14.CORTOCIRCUITO................................................................................... 1.1.14. CORTOCIRCUITO................................................................................... 8 1.1.15.POTENCIA 1.1.15. POTENCIA ELÉCTRICA ........................................................................... 8 1.2. ELEMENTOS ELEMENTOS ELÉCTRICOS ELÉCTRICOS PARA LA ENTRADA ENTRADA DE SEÑALES SEÑALES ............. ................... ............. ............. ...... 9 1.2.1. 1.2.1. PULSADORE PULSADORESS ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............ ..... 9 1.2.2. 1.2.2. PULSADOR PULSADOR CON CONTACTO CONTACTO DE CIERRE CIERRE ............ ................... ............. ............ ............. ............. ..........10 ....10 1.2.3. 1.2.3. PULSADOR PULSADOR CON CON CONTACTO CONTACTO DE APERTU APERTURA RA ............. ................... ............ ............ ............. ............10 .....10 1.2.4. 1.2.4. PULSADOR PULSADOR PARA CONMUTACIÓ CONMUTACIÓN N ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. .......10 .10 1.2.5. 1.2.5. INTERRUPTO INTERRUPTORES....... RES............. ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. .............11 ......11 1.2.6. 1.2.6. INTERRUPT INTERRUPTOR OR PULSADOR PULSADOR ............ ................... ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............11 ......11 1.3. ELECTROVÁL ELECTROVÁLVULA VULASS ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. .............11 ......11 1.3.1. 1.3.1. ELECTROVÁL ELECTROVÁLVULA VULA 3/2 VÍAS, VÍAS, CON ACCIONAMIE ACCIONAMIENTO NTO MANUAL MANUAL AUXILIAR AUXILIAR (MONOESTABLE) ................................................................................. .................................................................................11 11 1.3.2. 1.3.2. ELECTROVÁL ELECTROVÁLVULA VULA 5/2 VÍAS, VÍAS, CON SERVOPILO SERVOPILOTAJE TAJE Y ACCIONAMIENT ACCIONAMIENTO O MANUAL (MONOESTABLE)................................................................... (MONOESTABLE)...................................................................12 12 1.3.3. 1.3.3. ELECTROVÁL ELECTROVÁLVULA VULA 5/2 VÍAS, VÍAS, CON SERVOPIL SERVOPILOTAJE OTAJE (BIESTA (BIESTABLE) BLE)....... ............13 .....13 1.4. TIPO DE TENSIÓN TENSIÓN EN LOS LOS ELECTROI ELECTROIMANES MANES ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. .......14 .14 1.4.1. 1.4.1. ELECTROIMAN ELECTROIMANES ES DE CORRIENTE CORRIENTE CONTINUA........... CONTINUA................. ............. ............. ............. ...........14 ....14 1.4.2. 1.4.2. ELECTROIMAN ELECTROIMANES ES DE CORRIENTE ALTERNA ALTERNA ............. ................... ............. ............. ............. ...........14 ....14 1.5. RELÉS........ RELÉS............... ............. ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............. ............. .......14 .14 1.5.1. 1.5.1. SIMBOLOGÍA SIMBOLOGÍASS ............. ................... ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............. ...........14 ....14 1.5.2. 1.5.2. RELÉS DE DE TIEMPO O TEMPORI TEMPORIZADO ZADORES RES ............. ................... ............. ............. ............. ............. ........15 ..15 1.6. CONTACTOR CONTACTORES ES ............ .................. ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ ............. ............. ............ .......17 .17 1.7. CONVERSOR CONVERSORES ES DE SEÑAL.......... SEÑAL................ ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............. ............. .......18 .18 1.7.1. 1.7.1. CONVERTIDO CONVERTIDOR R DE SEÑAL SEÑAL NEUMÁTICO NEUMÁTICO – ELÉCTRICO ELÉCTRICO (PRESO (PRESOSTATO STATO)) .....19 2. CIRCUITOS CIRCUITOS BÁSICOS BÁSICOS (ELECT (ELECTRONE RONEUMÁTI UMÁTICA) CA) ............. ................... ............ ............. ............. ............ ............. ............. .........19 ...19 2.1. MANDO DIRECTO DIRECTO DE UN UN CILINDRO CILINDRO DE SIMPLE SIMPLE EFECTO EFECTO ............. ................... ............ ............. ..........19 ...19 2.2. MANDO DIRECTO DIRECTO DE UN CILINDRO CILINDRO DE DOBLE DOBLE EFECTO EFECTO ............. ................... ............ ............. ...........20 ....20 2.3. MANDO INDIRE INDIRECTO CTO DE UN CILIND CILINDRO RO DE DOBLE DOBLE EFECTO....... EFECTO.............. ............. ............. .............20 ......20 2.4. MANDO DESDE DESDE DOS DOS PUNTOS PUNTOS EN FORMA FORMA INDEPENDIE INDEPENDIENTE....... NTE.............. .............. ............. ...........21 .....21 2.5. MANDO DESDE DESDE DOS PUNTOS PUNTOS EN FORMA FORMA SIMULTÁ SIMULTÁNEA NEA ............. ................... ............. ............. ...........21 .....21 2.6. MANDO CON CON AUTOMANTE AUTOMANTENIMIEN NIMIENTO TO ............. ................... ............. ............. ............ ............ ............. ............. ............22 ......22
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Índice
2.7. MANDO MANDO INDIRECTO INDIRECTO CON VÁLVULA VÁLVULA BIESTABL BIESTABLEE ............. ................... ............. ............. ............ ............. ...........22 ....22 2.8. RETORNO RETORNO AUTOMÁTICO AUTOMÁTICO DE UN CILINDR CILINDRO O ............. ................... ............. ............. ............ ............. ............. ..........23 ....23 2.9. MOVIMIENTO MOVIMIENTO OSCILA OSCILANTE NTE DE UN CILINDRO CILINDRO DE DE DOBLE EFECTO............ EFECTO.................. ............23 ......23 2.10. MANDO DE UN CILINDRO CILINDRO DE DOBLE EFECTO EFECTO CON TEMPORIZADOR.................. TEMPORIZADOR..................24 24 2.11. MANDO DE UN CILINDRO EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN....................................24 2.12. SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA................................................................................. ELÉCTRICA .................................................................................25 25 2.12.1.SIMBOLOGÍA SEGÚN DIN 40 713...........................................................25
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UNIDAD VI “COMPONENTES ELÉCTRICOS Y CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS BÁSICOS” 1. COMPONENTES ELÉCTRICOS 1.1. EL CIRCUITO ELÉCTRICO 1.1.1.
INTRODUCCIÓN El circuito eléctrico mostrado es el sistema básico de la electrotecnia. Debido a su simple construcción, es muy apto para explicar una serie de conceptos importantes en forma teórica y práctica.
1.1.2.
SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Si se cierra el interruptor del circuito de la ilustración para corriente por el conductor y la bombilla está está encendida. En la técnica se asume asume comúnmente que la corriente circula del polo positivo (+) de la pila por el interruptor cerrado y a través de la bombilla para regresar al polo negativo () de la pila. Este sentido sentido de la corriente corriente se llama sentido convencional convencional o técnico de la corriente. Puesto que la corriente recorre un camino cerrado, se dice que es un circuito eléctrico. En la ilustración, el circuito es el recorrido desde la pila al interruptor, la bombilla y nuevamente la pila.
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Mandos Neumáticos CIRCUITO ELÉCTRICO El circuito eléctrico se compone de: a) b) c) d)
1.1.4.
La fuente fuente de energía que suministra la tensión y/o y/o la corriente. La carga que puede ser toda clase clase de aparatos eléctricos. eléctricos. El interruptor interruptor que abre y cierra el circuito. circuito. Las conexiones entre a) y c), como son cables, hilos u otros conductores.
CIRCUITO “Y” Veamos ahora los distintos componentes del circuito en detalle; en primer lugar el interruptor. En el circuito circuito de la ilustración ilustración se encuentran encuentran dos interruptores. interruptores. La bombilla está encendida sólo si ambos interruptores, A y B se encuentran cerrados. Esto se llama conexión o circuito Y. Si se encuentra cerrado un solo interruptor, la bombilla no enciende. En nuestras casas, el fusible actúa como segundo interruptor y sirve para desconectar una corriente demasiado fuerte.En el circuito Y, los interruptores están conectados en serie.
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Mandos Neumáticos CIRCUITO O En el circuito mostrado la bombilla alumbrará con ambos contactos cerrados, pero también si sólo uno de llo, A, o B, se encuentra encuentra cerrado. Esta es la conexión o circuito circuito O y tiene los dos interruptores conectados conectados en paralelo. paralelo. El circuito O se emplea, por ejemplo, en sistemas de alarma, para poder accionar el sistema desde varios puntos. Los circuitos "Y" y "O" ocupan ocupan también un lugar preponderante en el diseño de ordenadores.
1.1.6.
RESISTENCIA DE CARGA En el circuito mostrado el interruptor se encuentra cerrado salvo que se indique como abierto, y las conexiones tienen una resistencia muy pequeña, es decir, prácticamente prácticamente no tienen resistencia. La carga será una una resistencia óhmica (R) por ejemplo una bombilla, que se llama resistencia de carga (R a). Entre la corriente I y la caída de tensión U a en la resistencia de carga se nos presenta una relación muy conocida, la LEY DE OHM. U=R.I
Caída de tensión tensión = Resistencia. Intensidad de corriente.
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Mandos Neumáticos Ejemplo: Determinar la intensidad de corriente que circula por el circuito eléctrico mostrado, si la caída de tensión en la resistencia es de 24 V (D) y el valor de la resistencia es de 120 ohmios. U=R.I
I"
U 24V " R 120!
I = 0,02 A
Nota : La caída de tensión en la resistencia es igual a la tensión en la fuente, si se desprecian las caídas de tensión en las conexiones. 1.1.7.
LA FUENTE DE ENERGÍA La fuente de energía es un componente muy importante del circuito eléctrico y debemos tratarlo en detalle. La fuente de energía suministra suministra una tensión eléctrica. Supongamos que sea en nuestro ejemplo de 10 10 V. Un punto cualquiera del circuito, en nuestro caso el borne negativo de la fuente, tiene la tensión de referencia o potencial 0 V. V. Entonces tendremos un potencial de 10 V en el borne borne positivo. La tensión que se encuentra entre los bornes de conexión de la fuente se llama tensión en bornes Ub. A lo largo de los conductores que suponemos sin resistencia, el potencial no varía pero decrece en cada una de las resistencias. El valor por el que decrece el potencial se llama diferencia de potencial o caída de tensión y siempre va en sentido del potencial más abajo.
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1.1.8.
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LA CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente eléctrica sigue un circuito cerrado y de igual valor en cualquier punto del mismo. Con excepción de la fuente de energía, I siempre va en sentido de la caída de tensión. En la fuente de energía una fuerza especial, la fuerza electromotriz E, debe impulsar la corriente contra la tensión.
1.1.9.
CAÍDA DE TENSIÓN Si un circuito tiene dos o más resistencias, la caída de tensión total en la resistencia de carga es igual a la suma de las caídas de tensión en cada resistencia. La caída de tensión tensión en cada resistencia es, según la ley de Ohm, R # I por tanto: Ua = U1 + U2 = R1 # I + R2 # I
1.1.10. LAZO CERRADO La ecuación anterior también se obtiene a partir del punto de referencia del potencial 0V, siguiendo a la corriente y sumando todas las caídas de tensión. La tensión en bornes se considerará negativa, ya que va en sentido contrario al de la corriente: Pag. 5
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Mandos Neumáticos -Ub + R1 # I + R2 # I = 0
El lazo cerrado vuelve vuelve a llevar al punto de partida con potencial cero. Por tanto, la suma de las caídas de tensión en el lazo es igual a cero o la tensión en los bornes es igual a las caídas de tensión en las resistencias.
1.1.11. TENSIÓN EN BORNES Y FUERZAS ELECTROMOTRIZ Volvemos a agrupar las resistencias externas para formar la resistencia de carga R 2. Pero la fuente fuente de energía tiene una resistencia interna interna R 1 que en el esquema equivalente figura conectada en serie a la fuente de tensión. Tenemos entonces: a) La tensión en bornes Ub es igual a la caída de tensión en la fuente de energía incluida la caída de tensión en la l a resistencia interna. b) La tensión tensión de la fuent fuentee Uq es igual a la caída de tensión en la fuente de energía excluida de caída de tensión en la resistencia interna. c) La fuerza electromotriz E es igual igual a la tensión de fuente negativa: negativa: E = Uq
Es importante acordarse de estas definiciones.
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1.1.12. CIRCUITO ABIERTO En un circuito podemos observar dos casos extremos importantes: importantes: Circuito abierto y el cortocircuito. En la condición de circuito abierto, éste tiene una resistencia infinita; comúnmente se trata trata de un interruptor abierto. abierto. Por tanto, no puede circular circular corriente. Por ejemplo, un generador está abierto cuando trabaja sin suministrar corriente al circuito cuando el interruptor está abierto. También una toma de la red que no tiene ningún aparato conectado se encuentra en circuito abierto, aunque circula corriente puede estar bajo tensión/PELIGRO!!.
1.1.13. LA TENSIÓN EN UN CIRCUITO ABIERTO En circuito abierto I = 0. Por tanto, la ecuación ecuación de relaciones relaciones entre las tensiones de alimentación: Ub = Uq – Ri # I
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Mandos Neumáticos Se convierte en: Ub = Uq
En circuito abierto la tensión en bornes es igual a la tensión de fuente y se llama tensión de circuito abierto o tensión en vacío con la designación U o. La tensión de la fuente (U q) es independiente de la intensidad de corriente, aunque puede disminuir algo con intensidades altas. En vacío o en circuito abierto (I = 0), la tensión en los bornes es igual a la tensión de la fuente, pero cuando el circuito está cerrado y circula corriente, la tensión en los bornes es menor que la tensión de la fuente, debido a la caída de tensión en la resistencia interna de la fuente. Ub = Uq (circuito abierto) Ub = Uq – R i # I (circuito cerrado) Ub (circuito abierto $ Ub (circuito cerrado) Es importante medir la tensión en los bornes en vacío y con carga. 1.1.14. CORTOCIRCUITO El segundo caso extremo es el cortocircuito. En este caso la resistencia externa es muy pequeña; en el caso ideal es igual a cero. Se presenta un cortocircuito, por ejemplo, cuando ambos polos de una pila de linterna se juntan. También se presenta presenta el cortocircuito cortocircuito si el aislamiento de un conductor conductor está dañado. dañado. En vista de la baja resistencia de carga se presentan intensidades intensidades altas que pueden pueden ser peligrosas. Se ha previsto que un fusible corte la corriente automáticamente. 1.1.15. POTENCIA ELÉCTRICA Por el agua que se precipita en el tubo se accionan las paletas de la turbina pelton y éstas mediante un eje de transmisión accionan un generador. Del caudal de agua (Q) de la presión del agua (H) depende la potencia de la central hidráulica. P=Q.H
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La analogía con un circuito eléctrico es que la intensidad de corriente es el caudal (Q) y la caída de tensión tensión es la presión (H). En corriente continua. continua. P=I.U
Ejemplo: 1. Un calefactor tiene tiene una potencia de 2,2 2,2 Kw y una tensión de 220 220 V ¿Qué intensidad de corriente consume el calefactor? P = I .U
I = 10A
2. Una calculadora de bolsillo funciona con una tensión de 3 V y consume una corriente de 0,00011A. ¿A cuánto asciende la potencia absorbida por la calculadora? P=I.U P = 0,00011 A . 3 V P = 0,00033 W 1.2. ELEMENTOS ELÉCTRICOS PARA LA ENTRADA DE SEÑALES 1.2.1.
PULSADORES Aquellos que ocupan por el accionamiento una determinada posición de contacto y solamente mientras exista el accionamiento accionamiento del mismo. Al soltarlo vuelve a ocupar la posición pos ición inicial.
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Tecsup virtu@l 1.2.2.
Mandos Neumáticos PULSADOR CON CONTACTO DE CIERRE Al accionar el pulsador, actúa el elemento móvil de conexión en contra de la fuerza del muelle, uniendo los contactos.
1.2.3.
PULSADOR CON CONTACTO DE APERTURA Al accionar el pulsador, actúa el elemento móvil de conexión en contra de la fuerza del muelle, separando los contactos.
1.2.4.
PULSADOR PARA CONMUTACIÓN El contacto de cierre y el contacto de apertura, están ubicados en un solo cuerpo. Accionando el pulsador quedan libres los contactos de apertura y quedan conectados los contactos de cierre.
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1.2.5.
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INTERRUPTORES Son aquellos que ocupan por el accionamiento una posición de conexión determinada, la cual se mantiene sin necesidad de un accionamiento continuo del interruptor. Este interruptor interruptor incorpora casi siempre un enclavamiento enclavamiento mecánico. mecánico. Solo por un nuevo accionamiento regresa el interruptor a su posición inicial.
1.2.6.
INTERRUPTOR PULSADOR Estos interruptores de botón quedan mecánicamente enclavados al primer accionamiento. Al accionarlos nuevamente nuevamente queda anulado el enclavamiento. enclavamiento.
1.3. ELECTROVÁLVULAS 1.3.1.
ELECTROVÁLVULA 3/2 VÍAS, CON ACCIONAMIENTO MANUAL AUXILIAR (MONOESTABLE) Al aplicar una señal eléctrica a la bobina, se origina un campo magnético, que hace que el núcleo se levante de su asiento, ocupando la posición superior. El aire comprimido fluye desde la entrada entrada 1 (P) hacia la salida 2 (A); el orificio de escape 3 (R) queda cerrado por el asiento del núcleo. Al eliminarse la señal eléctrica, desaparece el campo magnético en la bobina, el muelle vuelve vuelve a empujar el núcleo sobre el asiento anterior anterior (obturador). El paso del aire comprimido de 1 (P) hacia 2 (A) queda bloqueado; el aire comprimido del conducto de trabajo escapa a través de la conexión 2 (A) hacia 3(R). También se puede accionar esta válvula mediante un accionamiento manual.
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Mandos Neumáticos Aplicación: # # #
Mando de cilindro de simple efecto, En el mando de otras válvulas. En la conexión y desconexión del aire comprimido en mandos.
Posición de reposo 1.3.2.
Posición de accionamiento
ELECTROVÁLVULA 5/2 VÍAS, CON SERVOPILOTAJE Y ACCIONAMIENTO MANUAL (MONOESTABLE) Al aplicar una señal eléctrica la bobina, se origina un campo magnético, que hace que el núcleo se levante de su asiento, ocupando la posición superior. A través del canal de servopilotaje, el aire comprimido puede impulsar el émbolo de la corredera y efectuar la conmutación de la válvula. válvula. En este estado el aire comprimido fluye desde la entrada 1 (P) hacia la salida 2 (A); el conducto 4 (B) está en escape hacia 3(R). Al eliminarse la señal eléctrica, desaparece el campo magnético en la bobina y el muelle vuelve a empujar el núcleo sobre el asiento anterior (obturador). (obturador). La corredera vuelve a su posición inicial por acción de un muelle, por lo que existe comunicación entre los conductos 1 (P) y 4 (B); el conducto 2 (A) está en escape hacia 5 (S). También se puede accionar ésta válvula mediante un accionamiento manual. Aplicación: # #
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Mando de cilindros de doble efecto. Mando que requiera una posición determinada de la válvula en caso de una falla eléctrica.
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Posición de reposo 1.3.3.
Posición de accionamiento
ELECTROVÁLVULA 5/2 VÍAS, CON SERVOPILOTAJE (BIESTABLE) Una señal corta (impulso) eléctrico en la entrada Y1, hace hace que ingrese aire comprimido por el canal de servopilotaje y la corredera se desplace a la derecha. El conducto 1 (P) (P) hacia 4 (A) está con presión y el conducto conducto 2 (B) hacia 3 (S) al escape. La inversión tiene lugar por una señal corta (impulso) eléctrico en la entrada Y2, la cual hace que ingrese aire comprimido por el canal de servopilotaje servopilotaje y la corredera se desplace a la izquierda. El conducto 1 (P) hacia 2 (B) está con presión y el conducto 4 (A) hacia 5 (R) al escape. Es importante saber que la señal que llega primero es la que predomina. Aplicación: # #
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Mando de cilindros de doble efecto. Cuando en el ámbito neumático han de quedar memorizadas señales eléctricas cualesquiera.
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1.4. TIPO DE TENSIÓN EN LOS ELECTROIMANES 1.4.1.
ELECTROIMANES DE CORRIENTE CONTINUA Ventajas
# # # # # #
Maniobra suave Fácil de conectar. Reducida potencia de conexión. Reducida potencia de retención. Mayor duración 100x 10 6 aprox. Silenciosos
1.4.2.
Desventajas # # # #
#
ELECTROIMANES DE CORRIENTE ALTERNA Ventajas
# # # #
Sobretensiones en la desconexión Es necesario la supresión del arco. Elevada carga de contactos. Disponiendo sólo de c.a. hace falta un rectificador. Tiempo de conmutación más largo.
Tiempo de conmutación cortos Gran fuerza de atracción. No requiere supresión del arco. No necesita rectificador de tensión.
Desventajas Número de conexiones limitado o bien dependiente de la carrera. Ruido (zumbido). # Sensibles a la sobrecarga, a la subtensión y # a la deformación mecánica. #
1.5. RELÉS Son elementos que conectan conectan y mandan con con un coste relativamente relativamente bajo. Los relés se aplican preferentemente para el procesamiento de señales. 1.5.1.
SIMBOLOGÍAS El relé recibe las designaciones A1 y A2 (conexiones de la bobina). El relé de la fig. tiene 4 contactos de cierre. La primera cifra es una numeración continua de los contactos.
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La segunda cifra 3 4, indica que se trata de un contacto de cierre. En la figura figura mostrada se trata trata de un relé con 4 contactos de apertura. apertura. La primera cifra es una numeración continua continua de los contactos. La segunda cifra 12, indica que se trata de un contacto de apertura.
Cuando hacen falta contactos distintos se emplean con contactos de apertura y de cierre en un mismo elemento.
Ventajas
Desventajas
Adaptación fácil para diferentes tensiones de servicio. –40°C, aprox. # A temperatura de 80°C hasta –40°C, Trabajan con seguridad. Resistencia relativamente alta entre los # contactos de cierre. # Permite la conexión de varios circuitos independientes. Existe la separación galvánica entre el # circuito de mando mando y el circuito circuito principal (de trabajo).
Abrasión de los contactos de trabajo por arco voltaico y también oxidación de los contactos. El espacio que requiere en comparación # con los transistores. Ruidos en el proceso de conmutación. # # Velocidad conmutadora limitada de 3ms a 17 ms. Influencias por suciedades (polvo) en los # contactos.
#
1.5.2.
#
RELÉS DE TIEMPO O TEMPORIZADORES Este tipo de relés conecta o desconecta los contactos de un circuito después de un tiempo determinado, tanto si son de apertura como de cierre. #
Temporizador con retardo a la conexión
Al accionar el pulsador S, empieza el conteo del tiempo ajustado. Una vez alcanzado el tiempo ajustado, tiene lugar un cierre de circuito por medio de la conexión 18. Una señal de salida determinada la progresión del mando.
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#
Temporizador con retardo a la desconexión
Al cierre del pulsador S aparece de inmediato una señal de salida. Sólo una vez anulada la tensión del mando o la señal de entrada, comienza el desconteo del tiempo de retardo ajustado.
Al accionar el pulsador S, el relé K1 puede atraer y lo hará, suministrado una señal. El condensador C ha sido cargado a través de la resistencia R2, pero una vez conectado el relé K1, el contacto K1 conmutará. Este estado queda mantenido. Sólo cuando el pulsador S vuelve a interrumpir el circuito se descarga el condensador C a través de la resistencia ajustable R1 y del relé K1. Haciendo esto permanece el relé K1 aún en estado conectado, mientras el condensador se descarga. Sólo entonces vuelve a establecerse la posición inicial.
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1.6. CONTACTORES Son interruptores, que con reducida potencia de mando puede conectar grandes potencias. Los contactos de conexión son movidos por la armadura de un electroimán. La causa de la fuerza de atracción es el campo magnético resultante por el paso de la corriente. Los contactos movidos por la armadura abren o cierran. Aplicación Se utilizan para la conexión de motores calentadores, acumuladores de corriente continua, grúas, etc. El símbolo es idéntico al del relé, sólo defiere en la designación de los contactos.
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Ventajas
Desventajas
Con reducida energía de mando, conexión # Abrasión de los contactos de grandes potencias. Fuertes ruidos de conmutación. # Separación galvánica entre el circuito de # Grandes dimensiones. # mando y el de trabajo. Limitada velocidad de conmutación 10 ms – # Exentos de mantenimiento. # 50 ms. Independientes de la temperatura. # #
1.7. CONVERSORES DE SEÑAL Existiendo una señal de entrada entrada X, un pequeño pequeño émbolo conmuta un microinterruptor. microinterruptor. Este transmisor eléctrico está ejecutado como contacto de conmutación, pudiéndose pues aplicar el contacto de apertura, el de cierre o el conmutado según necesidad. Al anular la señal de entrada X, el émbolo de mando es empujado por el muelle, quedando liberado el transmisor eléctrico de señales.
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Tecsup Virtu@l 1.7.1.
Mandos Neumáticos CONVERTIDOR DE SEÑAL NEUMÁTICO – ELÉCTRICO (PRESOSTATO) El presostato convierte las señales neumáticas ajustable (presión) a señales eléctricas. Al haber una señal en la entrada X, la membrana conmutará conmutará el empujador. Esto sólo es posible, si la presión en la entrada X es mayor que la fuerza ajustada ajustada en el muelle de compresión. Este ajuste se realiza realiza con el tornillo de regulación. Este contacto de conmutación puede utilizarse como contacto de apertura o de cierre. La señal eléctrica de salida queda mantenida en tanto que la señal neumática de entrada X sea superior a la presión ajustada.
2. CIRCUITOS BÁSICOS (ELECTRONEUMÁTICA) 2.1. MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO El vástago de un cilindro de simple efecto ha de salir al ser accionado un pulsador. Al soltar el pulsador, el émbolo ha de regresar a la posición inicial (retraído). Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
Al accionar el pulsador S1, el circuito queda cerrado. En la bobina Y1 se genera un campo magnético y la electroválvula cambia cambia a la posición a. El aire comprimido fluye de (1) hacia (2), saliendo el vástago.
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Soltando el pulsador S1, el circuito queda interrumpido y la válvula distribuidora 3/2 vuelve a su posición inicial b, el vástago regresa a la posición retraída. Si la bobina Y1 fuera de 220V, estaríamos cerrando con S1 un circuito con elevada tensión, lo que podría ocasionar daños al operador. 2.2. MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO El vástago de un cilindro de doble efecto ha de salir al accionar un pulsador y debe regresar al soltar el pulsador. Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
Por el accionamiento del pulsador S1, la bobina atrae el núcleo y a través de un servopilotaje por aire comprimido la válvula S/2 cambia de posición y sale el vástago. Al soltar S1 se desenergiza la bobina y por medio de un muelle el vástago regresa a su posición inicial. 2.3. MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO Al accionar el pulsador S1 el vástago de un cilindro de doble efecto debe salir y al soltar el pulsador pulsador el vástago vástago debe regresar. Debe existir la posibilidad de mandar con dicho circuito bobinas de 220V. Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
El pulsador S1 pilota, el relé K1. Al través de un contacto contacto de cierre de K1 queda pilotada la bobina Y1. Al soltar S1 se desenergiza el relé K1 y también todos sus contactos, con lo cual se desactiva Y1, regresando el vástago por acción del muelle.
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2.4. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA INDEPENDIENTE El vástago de un cilindro de doble efecto debe entrar si se acciona el pulsador S1 o el pulsador S2. Cuando se suelta el pulsador accionado accionado el vástago regresa a su posición de extendido. Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
Por el accionamiento accionamiento del pulsador S1 o S2 queda excitada excitada la bobina Y1. Y1. La válvula distribuidora conmuta y el vástago entra, soltando él o las pulsadoras accionados, queda anulada la señal Y1, la válvula conmuta y el vástago regresa a la posición inicial (extendido). 2.5. MANDO DESDE DOS PUNTOS EN FORMA SIMULTÁNEA El vástago de un cilindro de doble efecto debe salir si se acciona el pulsador S1 o el pulsador S2. Cuando se suelta uno uno de los pulsadores accionados accionados el vástago regresa a su posición inicial. Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
Al accionar los pulsadores S1 y S2, el circuito se cierra, la bobina Y1 queda excitada, la válvula conmuta y el vástago sale. Al soltar el pulsador S1 o S2, ya no hay señal en Y1, retornando la válvula a su posición inicial y el vástago a su posición de retraído.
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2.6. MANDO CON AUTOMANTENIMIENTO Al accionar un pulsador S1 (un pulso), sale el vástago de un cilindro de doble efecto y permanece en dicha posición de extendido, hasta que se accione un segundo pulsador S2. Se debe mandar al cilindro mediante una electroválvula 5/2, monoestable. Esquema de circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
En la columna 1, a través través del pulsador S1 queda excitado el relé K1 y conmuta. Para que al soltar el pulsador S1 permanezca atraído el relé, un contacto de cierre K1 ha de quedar conectado en paralelo. Si se accionan S1 y S2, el relé K1 no se activa, predominando paro. 2.7. MANDO INDIRECTO CON VÁLVULA BIESTABLE El émbolo de un cilindro de doble efecto ha de avanzar a la posición final delantera previo accionado del pulsador S1 S1 (un pulso). pulso). Allí ha de permanecer, permanecer, hasta que que es accionada la carrera de retroceso a través del pulsador S2 (un pulso). Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
Al accionar el pulsador S1 (un pulso), se energiza la bobina Y1, conmuta la válvula y el vástago sale y permanece en la posición final delantera, hasta que a través del pulsador S2 actúa una señal sobre la bobina Y2, cambia a la posición inicial la válvula y regresa el vástago. Este tipo de válvulas no tiene muelles en los extremos, por lo que puede tomar cualquiera de las 2 posiciones, requiriendo para su accionamiento un pulso eléctrico.
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2.8. RETORNO AUTOMÁTICO DE UN CILINDRO El vástago ha de avanzar a la posición final delantera previo accionamiento de un pulsador S1. Al llegar a su extremo debe volver en en forma automática. automática. Esqu Esquem emaa del del circ circui uito to neum neumát átic ico o
Esqu Esquem emaa del del circ circuit uito o eléc eléctr tric ico o
Al accionar el pulsador S1 (un pulso) se excita la bobina Y1, el vástago sale y accionará el final de carrera S2. Este final excita a la bobina bobina Y2, regresando la válvula a su posición inicial y el vástago a la posición de retraído. 2.9. MOVIMIENTO OSCILANTE DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO Después de conectado un interruptor ha de salir y entrar el vástago continuamente, hasta que vuelva a quedar desconectado desconectado el interruptor. interruptor. El émbolo debe quedar en posición de retraído. Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
En ambas posiciones finales se encuentran finales de carrera S1 y S2, accionadas mecánicamente. Estos emiten respectivamente respectivamente una señal para la carrera del avance avance y de retroceso al ser accionados. accionados. Pero el pulsador S1 emite solamente, solamente, si el interruptor 3 está conectado. Por consiguiente consiguiente ejecuta el émbolo un movimiento de vaivén, hasta que se desconecte S3, quedando en la posición de retraído.
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2.10. MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON TEMPORIZADOR El émbolo ha de avanzar previo accionamiento accionamiento del pulsador S1 (un pulso). Al llegar al final de su carrera debe parar 10 segundos y luego regresar automáticamente. Esquema d deel ci circuito ne neumático
Esquema d dee ci circuito el eléctrico
Al accionar el pulsador S1 (un pulso), el relé K1 conecta y energiza la bobina Y1, cambiando de posición la válvula y saliendo el vástago. Al llegar a su final final de carrera S2, se energiza el relé temporizado K2, pero sus contactos se cerrarán después de 10S, energizándose la bobina Y2. 2.11. MANDO DE UN CILINDRO EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN Al accionar dos pulsadores, el vástago de un cilindro debe salir y al llegar a 3 bar la presión en el lado del émbolo, el vástago debe regresar. Esquema del circuito neumático
Esquema del circuito eléctrico
Al accionar los pulsadores S1 y S2 en forma simultánea, se energiza K1 y está activa la bobina Y1. Al accionarse dicha dicha bobina, cambia de posición la válvula S/2 y sale el vástago. El émbolo regresa cuando se ha alcanzado una presión de 3 bar en la carrera posterior (émbolo).
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2.12. SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA 2.12.1. SIMBOLOGÍA SEGÚN DIN 40 713 Elementos de conmutación #
Elemento de conexión, contacto de cierre.
#
Elemento de desconexión, contacto de apertura.
#
Elementos conmutador, contacto conmutado.
#
Elemento de conexión, contacto de cierre bidireccional con tres posiciones de conexión.
Elementos de conmutación especiales.
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#
Contacto de cierre (con retorno no automático)
#
Contacto de apertura (con retorno no automático)
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Mandos Neumáticos #
Contacto de cierre 1 cierra antes que 2.
#
Contacto de apertura abre antes que 2.
#
Contacto intermitente sin interrupción elemento conmutador secuencial.
#
Contacto intermitente sin interrupción Órgano conmutador secuencial, representación a opción. Contacto de apertura gemela. Contacto de cierre gemelo. Elemento de conexión breve, contacto deslizante, contacto por movimiento en ambas direcciones.
# # #
#
Elemento de conexión breve, contacto deslizante, contacto sólo por movimiento en dirección de la flecha.
Elementos de conmutación con indicativo de un retardo a la conexión o un retardo a la desconexión.
Pag. 26
#
Contacto de apertura, abre retardado.
#
Contacto de cierre, cierra retardado.
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Mandos Neumáticos #
Contacto de apertura, cierra retardado.
#
Contacto de cierre, abre retardado.
Elementos de conmutación con tipo de accionamiento. #
Pulsador con contacto de cierre, accionamiento manual en general.
#
Pulsador con contacto de cierra, accionamiento manual por pulsado.
Interruptor con contacto de apertura, accionamiento manual por tracción. #
#
Interruptor con contacto de cierre, accionamiento manual por giro.
#
Servicio manual, accionamiento por bloqueo. Otros accionamiento, p, ej. Por pedal.
#
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Accionamiento manual manual extraíble, p, ej. llave.
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Mandos Neumáticos #
Palpador en general para el accionamiento mecánico, p. Ej. leva.
#
Enclavamiento.
#
Bloqueo en un solo sentido.
#
Bloqueo en los dos sentidos.
#
Accionamiento motriz en general. general.
#
Accionamiento por émbolo.
#
Con rearme manual
Accionamiento efectromecánicos y electromagnéticos electromagnéticos #
Accionamiento en general, general, por ejemplo : para relés, contactores.
#
Accionamiento con características características especiales, en general. general.
#
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Enclavamiento de mando con desenclavamiento electromecánico.
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Mandos Neumáticos Accionamiento electromecánico, electromecánico, .p. ej. con ubicación ubicación de un arrollamiento activo. #
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con indicación indicación de un arrollamiento activo, representación opcional.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con dos arrollamientos de acción acción en un mismo sentido.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con dos arrollamientos de acción acción en un mismo sentido, sentido, representación representación opcional.
Accionamiento electromecánico, electromecánico, con dos arrollamientos de acción acción opuesta. #
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con dos arrollamientos de acción acción opuesta, representación opcional.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con indicación indicación de la resistencia de cc., cc., p. ej. 500 ohmios.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con indicación indicación del factor influyente, influyente, p. ej. sobrepaso de una determinada intensidad.
#
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Relé térmico.
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Mandos Neumáticos Accionamientos electromecánicos para relés y contactores. contactores. #
Accionamiento electromecánico electromecánico con retardo de excitación. excitación.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con retardo de desexcitación. desexcitación.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con retardo de excitación excitación y desexcitación.
#
Relevador
#
Relé de remanencia.
#
Relé de corriente alterna.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con dos posiciones de conexión. conexión.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico con dos posiciones de conexión conexión representación opcional.
#
Accionamiento electromecánico electromecánico excitado.
#
Pag. 30
Contacto de cierre con retorno automático, accionado.
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Pag. 31
Mandos Neumáticos #
Contactor o relé, con cuatro contactos de cierre y uno de apertura.
#
Relevador.
#
Relé de avance por impulsos, relé de impulsos de corriente.
#
Relé basculante.
#
Relé intermitente.
#
Relé con retardo de excitación, relé con tiempo o temporizador.
#
Relé con retardo de desexcitación, relé de tiempo o temporizador.
#
Relé de tiempo, el contacto de apertura abre y cierra sin retardo, los contactos de cierre cierre cierran con retardo y abren sin retardo.
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Mandos Neumáticos #
Relé de tiempo, un contacto de apertura abre y cierra sin retardo, el otro contacto de apertura abre sin retardo y cierra con retardo, el contacto de cierre con retardo y abre sin retardo.
#
Válvula de accionamiento accionamiento electromagnético, electroválvula electroválvula abierta.
#
Acoplamiento de accionamiento accionamiento electromagnético, acoplado. acoplado.
#
Electroimán elevador.
#
Electroimán giratorio.
Transformadores DIN 40 714
Pag. 32
#
Bobina de reactancia.
#
La representación a opción está permitida en todos los símbolos.
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Mandos Neumáticos #
Transformador con 2 arrollamientos separados.
#
Transformador con 3 arrollamientos separados.
#
Autotransformador.
#
Bomba de reactancia ajustable en continuo.
#
Transformador ajustable en escalones (a modo de servicio).
Señalizadores DIN 40 708 #
Pag. 33
Señalizadores luminosos #
En general, particularmente con bombilla.
#
Idem intermitente
#
Idem conmutador de oscurecimiento.
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Mandos Neumáticos #
#
#
#
Idem con lámpara neón.
Señalizadores con retorno automático. #
Señalizador de aguja, indicador visual, indicador móvil.
#
Contador.
Bocina o claxon #
En general
#
Idem con indicación de la clase de corriente.
Sirena #
En general
Clases de tensión y corriente, clases de conexión DIN 40 710 Tensión, corriente #
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Corriente continua #
En general
#
Idem a opción.
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Mandos Neumáticos #
#
#
Pag. 35
Corriente alterna #
En general
#
Con indicación de la frecuencia
#
Corriente continua o alterna (corriente universal)
#
Corriente pulsadora
Impulsos de corriente #
Impulso rectangular
#
Impulso triangular
#
Impulso inductivo.
Clases de conexión en general #
Conexión en serie
#
Conexión en paralelo
#
Conexión en puente.
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Mandos Neumáticos #
Sistema de corriente trifásica #
Conexión en triángulo
#
Conexión en estrella.
Líneas, uniones de líneas DIN 40 711 (también cables, líneas y tramos) #
Línea en general
#
Idem, a utilizar adicionalmente, cuando hace falta una distinción.
#
Línea móvil (raya a pulso)
#
Línea con indicativo del fin de aplicación #
#
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Línea de protección para puesta a tierra, puesta a neutro y conexión de protección.
Uniones de líneas #
Unión conductores de líneas.
#
Unión de líneas, no desconectadas.
#
Unión de líneas, desconectadas (p. ej. bornes).
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Mandos Neumáticos Instrumentos de medida DIN 40 716 #
Instrumentos de medida en general, sin indicativo de la magnitud de medición.
#
Instrumento de medida en general, sin indicativo de la magnitud de medición, con desviación a ambos lados.
#
Amperímetro con indicación de la unidad en amperios.
#
Voltímetro con indicación de la unidad en milivoltios.
#
Voltímetro, para corriente continua continua y alterna.
#
Instrumento de medida múltiple, con indicación de la unidades para tensión, intensidad y resistencia.
Máquina DIN 40 715
Pag. 37
#
Generador de corriente continua, en general.
#
Generador de corriente alterna, en general.
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Mandos Neumáticos #
Motor electrónico de corriente continua, en general.
#
Motor de corriente alterna, en general.
FIN DE LA UNIDAD
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