TRANSMISIONES HIDRODINAMICAS HIDRODINAMICAS Definiciones: Una Una tran transm smis isió ión n hidr hidrod odin inám ámic ica a o turb turbo o tran transm smis isió ión n es una una combin combinaci ación ón de una bomba bomba (moto (motor) r) y una turbin turbina a (recep (receptor tora) a) hidráu hidráulic licam ament ente e acopladas. Ambos elementos están construidos íntegramente dentro de una coraza común .el intercambio hidrodinámico de cantidad de movimiento entre los elementos rotativos, permite la transmisión de la potencia sin contacto mecánico entre el árbol motor y el árbol árbol recept receptor, or, con el resulta resultado do de un funcio funcionam namien iento to suave suave , además además de muy favorables relaciones hidromecánicas entre cupla ,velocidad y potencia transmitida .las transmisiones pueden realizarse eficientemente solo cuando la distancia entre la bomba y la turbina es pequeña , pues de lo contrario las perdidas serian muy grandes ,las turbotransmisiones son de dos tipos :acoplamientos y convertidores. -
La const constru rucc cció ión n bási básica ca se cara caract cter eriz iza a por por dos dos unid unidad ades es rotativ rotativas as de alab alabes es llenas llenas de aceit aceite, e, con con alabes alabes hijos hijos interc intercala alados dos (conve (converti rtidor dores) es) o sin ellos ellos (acoplamientos).entre los cuales circula el liquido en una trayectoria helicoidal cerrada.
-
En los acopl acoplami amient entos, os, cualq cualquie uierr element elemento o puede puede trabaja trabajarr como bomb bomba a o como turbina, pues los álabes son rectos y radiales, es decir que el acoplamiento es reversible.
-
En los convertidores el momento o cupla es transformado entre el árbol motor y el receptor, mediante alabes hijos, variando la relación de cuplas en función de la relación de velocidades, de tal manera que, para velocidades constantes del primario, la cupla del secundario aumenta con reducción de la velocidad.
En los acopla acoplamie miento ntos s en cambio cambio las difere diferenc ncias ias de veloci velocidad dad
entre entre primario primario y
secundario tienen simplemente el carácter de un deslizamiento, que aumenta con la cupla transmitida.
Toda Toda turb turbo o trans transmi misi sión ón repre represe sent nta a un circ circuit uito o cerra cerrado do en que que el caud caudal al,, por por continuidad, debe ser constante y por lo tanto.
Vp = Vs = V
Además como le primario termina donde comienza el secundario y recíprocamente puntos A y B en el dibujo, es evidente que: Hp=Hs=H, pues el salto de la diferencia energética energética total entr entre e los los punt puntos os A y B cons consid ider erad ados os indi indist stin inta tame ment nte e como como pertenecientes al secundario o al primario. -
Los Los conv conver ertid tidor ores es de cupl cupla a difie difiere ren n del del acop acopla lami mien ento to en que que pose poseen en alabes alabes estacionarios para absorber la diferencia de cupla entre primario y secundario.
En general, cada serie de alabes es diferente, en número y forma. El elemento bomba tiene el menor número de alabes .los convertidores, por su simetría funcional, no son reversibles .normalmente funcionan totalmente llenos y bajo cierta presión para evitar la cavitación, lo que requiere circulación continua por refrigeradores. Además para obtener la inversión de marcha se necesitan dos convertidores.
MAQUINAS DE PRESIÓN (sistemas hidráulicos a aceite y servomecánicos) En las máquinas de presión, el intercambio de energía se realiza gracias al trabajo efectuado cuando un volumen de fluido bajo presión se desplaza o es desplazado positivamente (esto es, en el sentido del aumento de presión para una bomba) por un elemento móvil dentro de un circuito cerrado y para su funcionamiento es necesario que que los los pasa pasaje jes s flui fluido dos s de entr entrad ada a y de salid salida a esté estén n aisl aislad ados os entre entre sí en todo todo momento, por lo que no existe un circuito fluido continuo. Aquí en un pistón se mueve con movimiento alternativo en un cilindro a través de válvulas movibles de succión o descar descarga, ga, accion accionada adas s genera generalme lmente nte por resort resortes. es. La descar descarga ga será será const constant ante e mientras mientras la velocidad velocidad de accionami accionamiento ento se mantenga mantenga fija; La presión presión máxima máxima está limitada solamente por la resistencia de los materiales y la por la potencia necesaria para la impulsión. Este tipo de bomba de embolo, se utilizan para el control u uso de potencia hidráulica en donde el medio medio fluido fluido es el aceite. aceite. Constituye Constituyen n los diversos diversos tipos de comandos comandos hidráulicos y servomecanicos. servomecanicos. Ellos permiten, en efecto transmitir esfuerzos y frecuentemente potencias elevadas al lugar lugar mismo mismo de su utiliz utilizaci ación ón sobre una maquin maquina a o una instal instalaci ación ón a
través través de
conductos (tubos de acero o de cobre o tubos flexibles) de un diámetro relativamente reducido.
Permiten obtener mayor cupla, esfuerzo o trabajo por unidad de volumen, una infinita variación de velocidades y un control exactísimo de las potencias velocidades y desplazamientos. -
El sistema hidráulico se compone pues esencialmente de un sistema cuyo
objeto es la transmisión de energía mecánica y su particularidad consiste en el hecho de que utiliza un fluido (en particular al aceite mineral) como medio de transmisión. el empleo de aceites minerales esta impuesto por sus cualidades: capacidad elevada de lubr lubric icac ació ión, n,
esta estabi bili lida dad d
quím químic ica a
(que (que
aseg asegur ura a
resi resist sten enci cia a
a
la
oxid oxidac ació ión) n),,
demulsibilidad elevada, que impide la formación de la emulsión de agua y vapores y la absorción de aire y asegura una separación rápida y eficaz del agua, etc. El prob proble lema ma de junt juntos os y guar guarni nici cion ones es esta esta actual actualme mente nte resuel resuelto to con con el caucho caucho sintético y los materiales plásticos resistentes a la mayoría de los hidrocarburos y que soportan grandes variaciones de temperatura. En las las inst instala alaci cion ones es de aceit aceite e la dist distri ribu buci ción ón se hace hace gene genera ralm lmen ente te por por los los distribuidores o tiradores torneados que deslizan con juego muy débil, del orden de 5 a 13 micron micrones, es, en el cilind cilindro ro igualm igualment ente e tornea torneado. do. Estos Estos tirador tiradores es son de acero acero cementado , templado, rectificado y torneado en el caso de cuerpos de fundición y de acero cromado, rectificado y torneado en el caso de cuerpos de acero(para presiones
superiores a 200Kp/
.
Actualmente por “comando hidráulico”, se entiende por comando a aceite mineral un sistem sistema a hidráu hidráulic lico o de comand comando o esta esta genera generalme lmente nte consti constitui tuido do por una bomba bomba generadora del gasto fluido, un motor hidráulico, órgano receptor que puede ser rotativo o alternativo rectilíneo (gata hidráulica) en los que respectivamente, la cupla o
el esfuerzo resistentes determinan la presión de funcionamiento del sistema, y por una serie de órganos auxiliares que aseguran: 1. La regulación regulación de la presión presión máxima máxima o de las presiones presiones máximas máximas admitid admitidas as en el circuito o en diferentes partes del circuito. 2. La regula regulaci ción ón del del gato gato de acei aceite te y, ´por ´por cons consec ecue uenc ncia ia,, la regu regula laci ción ón de la velocidad de rotación o de desplazamiento de los órganos receptores. 3. La distribu distribució ción, n, y, por consigu consiguien iente, te, la puesta puesta en march marcha a o determ determina inació ción n de uno o de diferentes órganos receptores, así como la puesta en “fuerza de circuito” de los diversos órganos de regulación del gasto fluido de la presión. 4. Todos Todos los órgano órganos s hidrom hidromec ecáni ánicos cos están están ligado ligados s entre entre ellos ellos por condu conducto ctos s (tubos de acero o de cobre) en los cuales circula al fluido que transporta la energía. La bomba se pone en movimiento por un aporte de energía exterior-motor eléctrico o térmico-y transforma la energía recibida en energía potencial y cinética del fluido, impulsándola hacia el órgano receptor. Este ultimo absorbe la energía del fluido transformándola nuevamente nuevamente en energía cinética, la l a velocidad del aceite se limita a valores relativamente bajos 3 a 5m/seg para servicio continuo y de 8 a 10m/seg para instalaciones de marcha intermitente. En estos casos puede despreciarse la energía cinética del aceite para el cálculo de la potencia transmitida, es decir que solo cuentan la presión y el gasto. La figura 1 representa el esquema de una instalación típica de comando hidromecánico.
El esquema esta trazado utilizando la representación simbólica de los órganos hidromecánicos según la norma creada por la “Joint Indust Conference” de los EE.UU.
Proyecto de un comando hidráulico
REFERENCIAS A.
Deposito de fluido
B.
Filtro
C.
Bomba de caudal constante
V
∼
Fig 1
600lt/seg
Esquema de la Instalación tipo
H
∼
(H)
Acoplamiento clásico D. Acoplamiento E. Motor O,SHP F. Valv. reguladora de presión G. Valv .inversora 4 vías a
Doble soleinoide V max ∨20lt/seg H. Valv. reguladora de caudal
V max ∼ 10 lts/seg
(E)
ciclo automático
Arranque Aprox. rápido
Av. De trabajo
I.
Valv.de dos vías a simple
retorno rápido
Solenoide
De corte rápido
j. pistón s=20-25cm Vol. De ensolada ∼
500
ϕ = 5cm
K. leve corrediza contactores Eléctricos.
La transm transmisi isión ón hidrod hidrodiná inámic mica a repres represent entada ada sobre sobre el esquem esquema a tiene tiene por objeto objeto imprimir, al pistón de la gata K un movimiento alternativo rectilíneo. Admita Admitamos mos que la gata gata debe debe efectu efectuar ar el ciclo ciclo operat operativo ivo siguie siguiente nte:: aproxi aproximac mación ión rápida, carrera de trabajo a velocidad reducida, llamada “avance de trabajo”, retorno rápido a la posición de arranque. Es evidente que el ciclo operático considerado puede ser realizado por comando manual, efectuándose cada fase del ciclo por la acción manual del operador sobre la o las palancas de comando de los órganos de distribución. Por el contrario, deseamos que todo el ciclo sea automático, es decir, que se efectué sin intervención alguna del operador a partir del instante en que este ha oprimido el botón de “arranque”. El esquema de la Fig. Fig. 1 realiza este ciclo gracias a un un “cerebro” eléctrico que pone bajo tensión los electroimanes de comando de las válvulas de distribución G y J e impone así la serie de operaciones según la regla preestablecida. El esqu esquem ema a repr repres esen enta ta,, com como lo exig exige, e, por por otra otra part parte, e, la norm norma a de representación simbólica, la instalación en posición de reposo:
La bomba o gasto constante (C) movida por el motor eléctrico (E) por intermedio del acoplamiento elástico (D) aspira el aceite en el depósito(A) a través del filtro (B).En el sistema detenido, la bomba vuelve el aceite al depósito a través de los orificios (P) y(R) de la electroválvula (G) .la válvula de descarga (F) limita la presión máxima admitida en el circuito a su valor de calibrado Po bar. Esta válvula deja pasar el exceso al depósito durante los avances del trabajo. El regulador de caudal (H) es el órgano órgano de regulación regulación de la velocidad de trabajo.las trabajo.las electr electrobo obomb mbas as (G) y (j) son órgano órganos s de distri distribuc bución ión coman comandad dadas as eléctr eléctrica icamen mente te
resp respec ectiv tivam amen ente te por por los los elec electro troim iman anes es
y
.
Para iniciar el ciclo operativo ,el operador oprime el botón eléctrico “arranque” lo que tiene por efecto poner bajo tensión los electroimanes G1 y J1.el aceite movido por la bomba atraviesa entonces los orificios P-A de la válvula (G) , los orificios P-A de la válvula (J) , y penetra en la gata K del lado opuesto a la biela del pistón .el aceite del lado (opuesto)”biela” se escapa el depósito a través de los orificios B-R de la válvula G. tiene así lugar la aproximación rápida. Al final de esta última, la leva regulable (L) acciona el contacto eléctrico
que corta
la alimentación al electroimán J1.el aceite que atraviesa la válvula (G) no puede entrar ahora a la gata K si no es a través del regulador de gasto8h), ajustado de modo de obtener la velocidad de trabajo deseada. El excedente de gasto vuelve al depósito a través de la válvula de descarga f. ahora se produce el avance de trabajo.
Al fina finall de la la carre carrera ra de de traba trabajo, jo, al cont contact acto o eléct eléctric rico o
electroimá electroimán n
y pone bajo tensión tensión los electroima electroimanes nes
corta corta la la alime alimenta ntació ción n del del
y
. El aceite aceite atraviesa atraviesa los
orificios A-R de la válvula (G); así se produce el retorno rápido. Al final de la carrera
de retorno, el contacto eléctrico
corta la alimentación de los electroimanes
y
y
el mecanismo se detiene. El esquema de la Fig. 1 da una idea precisa, no solo del funcionamiento hidráulico de la inst instal alac ació ión. n. Sino Sino tamb tambié ién, n, de las las posi posibi bilid lidad ades es que que ofre ofrece ce el coma comand ndo o electrohidráulico en el dominio de la automatización, no solamente de las máquinas si no igualmente de secciones enteras de fábricas. El dispos dispositiv itivo o eléctr eléctrico ico promu promueve eve las opera operacio ciones nes en el orden orden desea deseado do y preestablecido, actuando sobre las electroválvulas que comandan el “brazo hidráulico “poderoso y fiel, permitiendo poner en juego potencias y esfuerzos importantes. En las maquinas automáticas, es generalmente el final de una operación el que com comanda anda el com comienz ienzo o de la oper operac ació ión n sigu siguie ient nte. e.la la sele selecc cció ión n de la seri serie e de operaciones en función del ciclo a obtener, se hace por el ajuste de la maquina que se efectúa de diferentes maneras, y, por ejemplo, mediante tarjetas perforadas o fichas y actualmente por las tarjetas electrónicas. Los comandos electrohidráulicos de esta concepción son los que han encontrado una gran gran aplic aplicac ació ión n no sola solame ment nte e en las las “pus “pushh-bo boto tonn-fa fact ctor oria ias” s”,, fabr fabric icas as “Rob “Robot ot”” americanas, sino también en la automatización de maquinas de producción de media y gran serie.
NEUMÁTICA BÁSICA
Símbolos para los componentes. componentes. -
Válvula de 3/2 vías con pulsador, cerrada en reposo.
-
Válvula de 3/2 vías con pulsador, abierto en reposo.
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA NEUMÁTICA Fundamentos Físicos: El aire una mezcla de gases y tiene la siguiente composición aproximada:
•
79% de nitrógeno en volumen
•
21% de oxigeno en volumen
El aire contiene contiene además, además, a través través de
, argón, argón, hidrogeno, hidrogeno, neón, neón, helio, helio, criptón criptón y
xenón. La presión imperante en la superficie terrestre se denomina presión atmosférica.la presión superior a la presión atmosférica se denomina sobrepresión, mientras que la presión presión (
< 0) .la diferencia diferencia de presión presión
=
, se calcula calcula según según la siguiente siguiente formula formula .
=
El siguiente diagrama ofrece una información detallada al respecto.
Fig. 1 Presión del aire
La presión atmosférica no es constante .su valor cambia según la posición geográfica y las condiciones meteorológicas. La presió presión n abso absolut luta a
.es el valo valorr relac relacion ionado ado a la presió presión n cero cero (en vacio) vacio) .la
presión absoluta es la suma de la presión atmosférica mas la sobrepresión .en la práctica suelen utilizarse sistemas de medición de la presión que solo indican el valor de la sobr sobrep epre resi sión ón
.el .el valo valorr de la pres presió ión n abso absolu luta ta
es más más o meno menos s 1bar 1bar
(100kPa) más elevado. En neumática es usual relacionar todos los datos sobre el aire al si llamado estado normal .el estado normal del aire según DIN 1343 es en estado determinado por la temperatura normal y la presión normal de un material solido , liquido l iquido o gaseiforme.
•
Temperatura normal :
=273,15 K, tn =0°c
•
Presión normal :
=101325 Pa
=1,01325 bar
PROPIEDADES DEL AIRE En el aire, la falta de cohesión es característica, es decir la ausencia de una fuerza entre las moléculas en circunstancias usuales en neumática. El aire al igual que todos los gases, no tiene una forma definida. Su forma cambia a la más mínima fuerza y, además ocupa el máximo volumen disponible. Existe la ley de Boyle y Mariote que dice que a temperatura constante los volúmenes de una misma masa gaseosa son inversamente proporcionales a las presiones a que se halla sometida. El producto del volumen por la presión absoluta es constante para una determinada masa de gas. Es decir que:
=
=
= cte.
Así mismo la ley de Gay-Lussac dice: El volumen de una masa gaseosa proporcional a la temperatura absoluta, mientras que no se modifique la presión.
=
= volumen en =volumen en
Aquí podemos decir que: =cte La variación de volumen ∆ ∨es: ∆ ∨= Para
-
=
.
∴
es válido:
=
+∆ ∨=
(
)
Estas expresiones son validas solo cuando las temperaturas se indican en grados K. para calcular en °C debe aplicarse la siguiente fórmula:
=
+
( - )
La ecua ecuaci ción ón gene genera rall de los los gase gases s corr corres espo pond nde e a toda todas s las las leye leyes s expu expues esta tas s anteriormente y nos dice que:
=
= cte.
De esta ecuación general de los gases se obtienen las leyes anteriormente citadas, manteniendo uno de los tres factores p, v o T •
Presión p constante
•
Volumen V constante
•
Temperatura T constante
variaciones isobáricas variaciones isobáricas variaciones isobáricas
PREPARACION DEL AIRE COMPRIMIDO Para Para gara garant ntiz izar ar la fiab fiabil ilid idad ad de un mand mando o neum neumát átic ico o es nece necesa sario rio que que el aire aire alimentado al sistema tenga un nivel de calidad suficiente. Ello implica considerar los siguientes factores: •
Presión correcta
•
Aire seco
•
Aire limpio
De no ser así, habrá problemas en el funcionamiento de los equipos que usan el aire. La generación del aire a presión empieza por la compresión del aire .pasando luego por una serie de elementos antes de llegar al punto de consumo .pues hay que considerar que el aire comprimido contendrá una cantidad de partículas , aceite y
agua agua incl inclui uido dos s en el sist sistem ema a neum neumát átic ico o .ent .enton once ces s para para el acon acondi dici cion onam amien iento to adecuado del aire aire es recomendable recomendable utilizar los siguientes siguientes elementos: •
Filtro de aspiración
•
Compresor de aire
•
Acumulador de aire a presión
•
Secador
•
Filtro de aire a presión con separador de agua
•
Regulador de presión
•
Lubricador (bajo demanda)
•
Puntos de evacuación del condensado
El aire aire que que no ha sido sido acon acondi dici cion onad ado o debid debidam amen ente te prov provoc oca a un aume aument nto o de la cant cantid idad ad de falla fallas s y, en cons consec ecue uenc ncia, ia, dism disminu inuye ye la vida vida útil útil de los los sist sistem emas as neumáticos. Esta circunstancia se manifiesta de las siguientes maneras: •
Aumentos del desgaste de juntas y de piezas móviles de válvulas y cilindros.
•
Válvulas impregnadas de aceite.
•
Suciedad en los en los silenciadores
•
Corrosión en los tubos, válvulas, cilindros y otros componentes.
•
La no lubricación de los componentes móviles.
NIVEL DE PRESIÓN Los elementos neumáticos se utilizan, por lo general con presiones de servicio de 600KPa (6bar)
Se recom recomien ienda da una duraci duración ón de aproxi aproxima madam dament ente e .Un 75% para para el compr compreso esor. r. Dependiendo del consumo promedio del sistema neumático. Para Para estabi estabiliz lizar ar el aire aire compr comprimi imida da se coloca coloca adicio adicional nalme mente nte al compre compresor sor un cumulador .ele acumulador equilibra las oscilaciones de la presión al extraer el aire comprimido del sistema. La superficie relativamente grande del acumulador provoca un enfriamiento del aire contenido en el. Durante este proceso de enfriamiento se condensa agua que debe ser purgada regularmente a través de un grifo.
Fig. Acumulador
El tamaño del acumulador depende de los siguientes criterios. -
Caud audal del compr ompres esor or..
-
Cant Cantid idad ad de de aire aire req reque ueri rido do en en el sis siste tema ma..
-
Red de tuberías.
-
Regu Regula laci ción ón del del com compr pres esor or..
-
Oscila Oscilació ción n permi permisib sible le de de la la presi presión ón del sistem sistema. a.
El aire comprimido con un contenido demasiado elevado de humedad reduce la vida vida útil de los sistem sistemas as neumá neumátic ticos. os. En consec consecuen uencia cia es neces necesario ario instal instalar ar
secadores de aire con el fin de reducir el contenido de humedad del aire. Para secar el aire puede recurrirse a alguno de los siguientes métodos: -
Seca Secado dorr por por enfr enfria iami mien ento to
-
Secador por absorción
-
Secad ecador or por por ads adsor orci ció ón
DISTRIBUCION DEL AIRE Para Para que que la dist distri ribu buci ción ón del del aire aire sea sea fiab fiable le y no caus cause e prob proble lema mas, s, es reco recome mend ndab able le acat acatar ar una una seri serie e de punt puntos os.. Entr Entre e ello ellos, s, las las dime dimens nsion iones es correc correctas tas del sistem sistema a de tuberí tuberías as con tan import important antes es como como la elecci elección ón correcta de los materiales, de la resistencia al caudal del aire, así como la conf configu igura raci ción ón del del sist sistem ema a de tube tubería rías s y la ejec ejecuc ución ión de los los trab trabaj ajos os de mantenimiento.
MATERIAL DE LAS TUBERÍAS Los Los sist sistem emas as neum neumát átic icos os mode modern rnos os exig exigen en la insta instala laci ción ón de tubo tubos s que que cumplan con determinadas condiciones. Correctamente, los materiales deben cumplir con lo siguiente: -
Bajo Bajo nive nivell de de pérd pérdid ida a de de pre presi sión ón..
-
Estanqueidad
-
Resi Resist sten enc cia a la la cor corro rosi sión ón..
-
Posi Posibi bili lida dad d de de am amplia pliaci ción ón..
En lo que respecta al uso de materiales de plástico, no solo tiene que tomarse en cuen cuenta ta sus sus prec precio ios, s, sino sino que que hay hay que que tene tenerr en cuen cuenta ta que que sus sus cost costos os de instalación son más bajos. Las tuberías de cobre y acero, son más baratas, pero hay que unirlas soldándolas o utilizar conexiones roscadas. Si estas operaciones no se realizan con cuidado y
esmero, el sistema se contamina con virutas y residuos de soldadura, depósitos de part partíc ícul ulas as o de mate materi rial ales es de las las junt juntas as.. De esta esta mane manera ra pued pueden en surg surgir ir problemas durante el funcionamiento del sistema.
CONFIGURACIÓN DE LA RED DE TUBOS La confi onfigu gurració ación n de la red red de tube tuberí rías as es de gra gran impo import rta ancia ncia para para el funcio funcionam namien iento to económ económico ico del del sistem sistema, a, aparte aparte de escog escoger er las dimens dimension iones es correctas de los tubos y optar por una buena calidad de los materiales empleados. El compresor suministra al sistema aire a presión en ciertos intervalos. Por lo tanto es frecuente que al consumo de aire a presión aumente solo durante un breve plazo. Esta circunstancia puede provocar condiciones desfavorables en la red de aire a presión. Por lo tanto es recomendable instalar un circuito anular principal de aire a presión, ya que de ese modo se obtiene un nivel de presión relativamente constante.
GENERACION DE AIRE COMPRIMIDO: Para efectuar trabajos de mantenimiento, de reparación y de ampliación de la red sin interferir en la alimentación de aire a presión, es aconsejable segmentar la red por por part partes es indi indivi vidu dual ales es con con este este fin fin debe deberá rán n inst instal alar arse se bifu bifurc rcac acio ione nes s con con conexiones en T y colectores colectores con acoplamientos acoplamientos enchufables. enchufables. Los conductos de
bifurcació bifurcación n deberían deberían estar estar
equipados equipados con con válvulas válvulas de de cierre o con válvula válvulas s de
bola tipo estándar.
RED MULTIPLE Aunque el sistema sistema de evacuación de de aire del sistema generador generador de presión sea eficiente, siempre puede haber residuos de condensado en el sistema de tuberías debido debido a caídas caídas de presión presión o de la
temper temperatu atura ra exterior exterior.. Para Para evacu evacuar ar este
condensado, todo el sistema debería tener una inclinación o pendiente de 1 hasta 2% en la dirección dirección del flujo de aire. Los puntos de evacuació evacuación n también pueden pueden instalarse escalonadamente. De esta forma el condensado puede ser evacuado en los puntos respectivamente respectivamente más bajos a través de un separador separador de agua.
Unidad de mantenimiento: Las distintas funciones del acondicionamiento acondicionamiento del aire o presión, filtrar, regular y lubric lubricar ar puede pueden n lleva llevarse rse a cabo cabo con con elemen elementos tos individ individua uales les.. A menud menudo o estas estas funciones se han unido en una unidad operativa, la unidad de mantenimiento.
Dicha unidad es antepuesta a todas las instalaciones neumáticas. Por lo general la lubricación de aire a presión ya no es necesaria en las instalaciones modernas. Sólo debería aplicarse puntualmente, sobre todo en la sección de potencia de una instalación. El aire comprimido en la sección de mando no debería lubricarse ver fig. pág. Siguiente.
FILTROS DE AIRE A PRESIÓN: El condensado, las impurezas y demasiada cantidad de aceite pueden ser motivo de desgaste de piezas móviles y de juntas de elementos neumáticos. Dichas sustan sustancia cias s pueden pueden continu continuar ar
el medio ambien ambiente te a través través de fuerzas fuerzas en el
sistema. Si no se utilizan filtros, es posible que los productos que se produzcan en la fábrica queden inutilizados por efecto de la suciedad. (Seguir pág. 15’)
El abastecimiento de aire a presión de buena calidad en un sistema neumático depende en gran medida del filtro que se elija. El parámetro característico de los filtros es la amplitud de los poros. Dicho parámetro determina el tamaño mínimo de las partículas que pueden ser retenidos por el filtro.
GENERACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO:
El agua condensada deberá ser purgada antes de que su volumen llegue al nivel máximo, ya que de lo contrario volvería a mezclarse con el aire. Si el condensado es cuantioso, es recomendable instalar un sistema de purga automático, en vez de recurrir a un grifo manual. El aire a presión que entra en el filtro choca con un disco en espiral, por lo que se produce un movimiento rotativo. La fuerza centrífuga tiene como consecuencia la separación de partículas de agua y de sustancias sólidas, que se depositan en la pared interior del filtro, desde donde son evacuadas hacia un depósito. El aire acondicionado de esta manera atraviesa el filtro, en el que son separadas las partíc partícula ulas s de sucied suciedad ad restan restantes tes que que tengan tengan dimens dimension iones es superi superiore ores s a los tamaños de los poros. Los filtros normales tienen poros con dimensiones que oscilan entre 5 um y 40 um. Los Los filtr filtros os tien tienen en que que ser ser sust sustit ituid uidos os desp despué ués s de cier cierto to tiemp tiempo, o, ya que que las las partículas de suciedad pueden obturarlos. Pues de estar el filtro sucio significa una resistencia resistencia mayor mayor al flujo de aire. En consecuencia consecuencia se produce produce una mayor mayor caída de presión en el filtro. Las operaciones de mantenimiento de filtros incluyen lo siguiente: -
Sust Sustit itui uirr o limpi limpiar ar el el cartu cartuch cho o filt filtra rant nte. e.
-
Evac Evacua uaci ción ón del del con conde dens nsad ado. o.
Es importante que la presión del aire sea constante para que el equipo neumático no cause problemas. Para ello se instalan reguladores de presión en la red de aire. El reductor o regulador de presión se instala detrás del filtro de aire, con el fin de mantener un nivel constante de la presión de servicio. El nivel de la presión siempre deberá regirse por las exigencias que plantee la parte correspondiente del sistema.
En la práctica una presión de servicio de: -
600 600 kPa kPa (6 bar bar)) en la la secc sección ión de ope opera raci ción ón..
-
300 300 bis bis 400 400 kPa kPa (3 bis bis 4 bar) bar) en en la secció sección n de mando mando..
Han demostrado ser la mejor solución para satisfacer los criterios de generación de aire a presión y los rendimientos de los elementos neumáticos. Si la presión de trabajo es más elevada, no se aprovechará debidamente la energía y además el desgaste será mayor; si la presión es menor, disminuirá el rendimiento, especialmente en la sección operativa del sistema.
Válvula reguladora de presión sin escape.
FUNCIONAMIENTO:
La presión de entrada (presión primaria) siempre tiene que ser mayor que la presión de salida (presión secundaria) en la válvula reguladora de presión. La presión es regulada mediante un diafragma. La presión de salida actúa sobre uno de los lados del diafragma, mientras que en el otro lado actúa un resorte. La fuerza del resorte puede ajustarse mediante un tornillo. Si la presión aumenta aumenta en el circuito circuito secundario secundario,, por ejemplo al producirse producirse un cambio de carga en un cilindro, el diafragma es presionado contra el muelle o resorte con lo que disminuye o se cierra el diámetro del escape en el asiento de la válvula. El asiento de la válvula abre y el aire a presión puede salir a través de los orificios taladrados de evacuación. Si disminuye la presión en el circuito secundario, el resorte se encarga de abrir la válvula. En consecuencia, la regulación de la presión de aire en función de una presión de trabajo ajustada con antelación significa que el asiento de la válvula abre y cierra constantemente por efecto del volumen de aire que pasa a través de ella. La presión de trabajo es indicada en un instrumento de medición conocido como manómetro.
VALVULA REGULADORA DE PRESION SIN ESCAPE:
Funcionamiento: Si la presión de trabajo (presión secundaria) es demasiado alta, aumenta la presión en el asiento de la válvula con lo que el diafragma actúa
contra la fuerza del resorte. Al mismo tiempo es reducido o cerrado el escape en el asiento de la junta. De este modo queda reducido o bloqueado el caudal de aire. Para que pase pase el aire a presión es necesario necesario que la presión presión de trabajo en el circuito secundario sea menor que la presión del circuito primario. LUBRICACION DEL AIRE A PRESION: En términos generales, no debería lubricarse el aire a presión, la lubricación del aire a presión debería siempre limitarse tan solo a los segmentos del sistema que necesitan lubricación. El aceite que pasa del compresor al aire a presión
no es
apropiado para la lubricación de elementos neumáticos.
El aire a presión debería contener aceite de lubricación en los siguientes casos: -
Cuando Cuando se opera opera con con movimi movimient entos os muy muy 0’0000 0’0000000 000
-
Con Con cilin cilindr dros os de de gran gran diám diámet etro ro.. (En est este e caso caso la unida unidad d de lubr lubric icac ació ión n se instala inmediatamente antes del cilindro.
FUNCIONAMIENTO: El aire a presión pasa a través de la unidad de lubricación. Al atravesar una zona de estrangulación en dicha unidad, se crea o produce un vacío.
Este vacío succiona el aceite con una tubería conectada al depósito, luego pasa a una cámara de azoteo donde se pulveriza y se mezcla con el aire.
Ajuste de la unidad de lubricación : el aceite se debe dosificar de la siguiente manera se dosifica en concordancia con un valor orientativo de 1 hasta 10 gotas por m3 de aire a presión.
La dosificación correcta se comprueba de la siguiente manera : colocar un trozo de cartón cartón blanco blanco a 10 cm. De la boca del aire de salida salida del elemento elemento de ajuste del cilindro más alejado del lubricador. Después de que el sistema esté en func funcio iona nami mien ento to dura durant nte e un tiemp tiempo o prud pruden enci cial al,, al cart cartón ón podr podrá á adqu adquiri irirr una una coloració coloración n ligerament ligeramente e amarillent amarillenta. a. Si gotea aceite es signo de exceso exceso de aceite de lubricación. Para Para la secció sección n de mando mando de una instal instalaci ación ón reumá reumátic tica a deber deberán án escoge escogerse rse elementos autolubricados. Resumiendo, deberían tenerse en cuenta los siguientes aspectos: -
No permi permitir tir que que al proven provenien iente te del del compre compresor sor pase pase a la red red del aire aire a presió presión ne instalar un separador de aceite.
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Instalar Instalar exclus exclusivam ivamente ente elementos elementos que puedan puedan funcio funcionar nar sin sin aire aire lubrica lubricado. do.
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Una vez vez que un sistem sistema a ha funcion funcionado ado con con aceite, aceite, deberá deberá segui seguirr funcion funcionand ando o con aire lubricado ya que los elementos pierden su lubricación de fábrica en el transcurso del tiempo a causa del aceite agregado al aire.
Unidad de mantenimiento: hay que tener en cuenta lo l o siguiente: -
El tamaño de la unidad de mantenimiento depende depende del caudal de aire (m3/h)
