1. Tema 3 Neumática

3. La neumática se basa en utilizar el aire y comprimirlo por medio de una acción mecánica exterior hasta alcanzar una presión determinada, que siempre es superior a la atmosférica. Definimos presión al cociente de la fuerza aplicada y la superficie sobre la que se aplica. (P = F/S) En neumática se utilizan a menudo las siguientes unidades: Pascal: unidad del S.I equivale a Nw/m2 Bares (1Bar = 10 5 Pa) Atmósferas (1,019Atm = 1Bar) mm de Hg (1mm de Hg = 0,0013Bar)

4. Para medir la presión atmosférica se utilizan los barómetros. Para medir la presión del aire, los manómetros , que se encargan de medir la diferencia de presión entre aquella a la que, realmente, está sometido el aire y la presión atmosférica. A esta presión se le llama relativa o manométrica. (P.Absoluta = P.manométrica + P.atm) Otras leyes de los gases son: Ley de Boyle-Mariotte : a una temperatura constante y a una misma masa de gas, el producto de la presión y volumen es igual a una constante. (P1 * V1 = P2 * V2) barómetros manómetros

5. Ley de Gay Lussac : para una misma mas de gas y la presión constante, la relación de los volúmenes es igual a la de las temperaturas absolutas. (V1 / V2 = T1 / T2) 2.- AIRE COMPRIMIDO Llamamos aire comprimido al aire tomado de la atmósfera, y encerrado a presión en un espacio sometido a una presión mayor que la presión atmosférica. Si después de comprimirlo, dejamos que se expanda, el aire realizará un trabajo.

6. A la cantidad de aire comprimido que circula a través de una sección por una unidad de tiempo, se le llama caudal (Q). (Caudal = Volumen/Tiempo = (Sección * Longitud) / Tiempo = Sección * Velocidad) Q=V/t = A.l/t=A.v El aire comprimido se obtiene por medio de compresores, donde el aire es comprimido en la cámara de compresión, mediante un pistón accionado por un motor, y enviado a un depósito, que dispone de una salida regulable de aire, la cual va conectada con el circuito de la instalación. Dicho depósito, lleva incorporado otra salida con el fin de eliminar el agua, que se genera por condensación.

7. Generalmente, todos los compresores disponen de una serie de dispositivos de seguridad y control, como son: Regulador de presión : se encarga de controlar la presión de trabajo del circuito neumático. Presostatos : se encargan de mantener la presión en el interior del depósito, conectando y desconectando la cámara de compresión, según proceda. Válvula de seguridad : se abre cuando la presión del depósito supera un determinado valor.

8. Existen dos tipos básicos de compresores: Volumétricos: en ellos el aire es reducido a in volumen inferior al que tenían. Los más habituales son los de pistón y los rotativos. Turbocompresores : el aire aumenta su velocidad de circulación, a través de varias cámaras impulsadas por paletas giratorias. Hay dos tipos: los radiares y los axiales

9. 3.-DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO El aire comprimido generado por el compresor no es consumido directamente, sino que necesita un almacenamiento, distribución y tratamiento antes de su utilización. El aire se pasa, primeramente, por un separador que retiene la mayor parte del agua que contiene el aire en suspensión. Posteriormente, se acumula en un depósito y de ahí, Pasa a la red de distribución.

10. La red distributiva está compuesta por diversas tuberías de un diámetro adecuado, que conducen el aire con las menores pérdidas posibles. El material con el que suelen construirse los tubos son: Cobre. - Acero. Latón. - Plástico. La red debe tener una pendiente del 2% al 3%, para conseguir la acumulación del agua condensada y, lograr así, su evacuación por un orificio de purga. La red de distribución debe de ser cerrada, siempre, con el fin, de que la presión de servicio, sea ,lo más estable posible.

11. 4.- UNIDAD DE ACONDICIONAMIENTO Para evitar posibles averías de los diferentes elementos de la instalación, se debe acondicionar. Para ello, se utiliza una unidad de acondicionamiento, que sirve para establecer y mantener una presión de alimentación, lo más regular posible. Dichas unidades constan de tres partes fundamentales: xn de trabajo lo más estable posible. Lubricador : los elementos neumáticos, al tener piezas móviles, debe recibir una pequeña dosis de aceite, para su lubricación constante. 2 Filtro: su función consiste en liberar el aire comprimido de todas las impurezas y el vapor de agua que lleva en suspensión. Regulador de presión : su misión es establecer y mantener la presión de trabajo lo más estable posible. Lubricador : los elementos neumáticos, al tener piezas móviles, debe recibir una pequeña dosis de aceite, para su lubricación constante.

13. 3.-Actuadores , es decir, los que transforman la presión del aire en trabajo. Tipos: a) cilindros. b) motores. 4.-Elementos de control: válvulas.

14. 6.- CILINDROS Son tubos provistos de dos tapas que contienen en su interior un émbolo, unido a un vástago, que puede desplazarse en ambos sentidos por el interior del cilindro. Produce movimientos rectilíneos. La carrera es el espacio que avanza el vástago cuando el émbolo se desplaza de un extremo a otro del interior del cilindro La fase o ciclo es el recorrido del émbolo desde la posición de partida hasta que regresa a la misma. Por tanto una fase o ciclo equivale a dos carreras (avance y retroceso)

15. Tipos de cilindros: Cilindros de simple efecto : están provistos de un muelle, de manera que el vástago vuelve a su posición de reposo cuando deja de llegar presión. Tiene un solo orificio de entrada . Símbolo : Pueden ser de émbolo o de membrana

16. Cilindros de doble efecto : tienen dos orificios, uno de entrada y otro de salida. No tienen muelle de retorno, por lo que su movimiento, en ambos sentidos, es accionado por el aire comprimido. Entra aire Sale aire Entra aire Sale aire

17. 7.- Válvulas Son dispositivos de mando que dirigen el aire comprimido hacia los elementos de trabajo. Controlando su funcionamiento Hay 3 tipos de válvulas 1.- Distribuidoras o de vías Dirige el aire comprimido hacia los elementos de trabajo Se representan mediante símbolos que muestran la función que realizan. Los símbolos empleados se caracterizan por: Cada posición de funcionamiento se representa por un cuadrado. Dentro de los cuadrados se dibujan líneas con flechas que indican la dirección de circulación del aire Las conexiones ( entrada y salida ) se representan mediante líneas unidas al cuadrado de la posición de reposo o inicial El símbolo T representa un conducto tapado .

18. El accionamiento de válvulas distribuidoras se efectúan mediante dispositivos manuales , neumáticos , mecánicos o eléctricos ( simbología libro pg 86) .

19. Las más frecuentes son Válvula 3/2 : Una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de estar activado

20. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retorno por un muelle. En estado de reposo, permite que el aire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no pueda entrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puede pasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.

21. Válvula 5/2 : Una de sus principales aplicaciones es controlar los cilindros de doble efecto. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retorno por muelle. En estado de reposo, permite la circulación de aire entre los terminales 4 y 5, y entre 1 y 2, el terminal 3 está bloqueado. Cuando la activamos, permite la circulación de aire entre los terminales 1 y 4, y entre 2 y 3, ahora el terminal 5 se encuentra bloqueado

22. Cómo se nombran las válvulas 1º· Número de Vías, es decir de orificios que presenta la válvula En este ejemplo 3 VÍAS 2º· Número de Posiciones En este caso 2 POSICIONES 3º· Accionamiento En este caso por BOTÓN 4º· Retroceso En este caso por MUELLE 5º· Nombre: Válvula 3/2 Botón/Muelle 6º· En ocasiones también se indica la posición normal, es decir aquella en la que se encuentra la válvula cuando no la hemos accionado. En la de arriba, cuando está sin accionar, el aire no pasa, por lo que se llama Normalmente Cerrada, N/C. En la de abajo pasa lo contrario, por tanto es Normalmente Abierta, N/A. Válvula 3/2 N/C Botón/Muelle 1 3 2

23. Ejemplos 3/2 N/C Palanca/Muelle 3/2 N/C Pilotaje neumático/Muelle 5/3 N/C Palanca con enclavamiento 2/2 Botón 4/2 Relé/muelle

25. b) Válvulas selectoras (OR) Tienen dos entradas y una salida . Al recibir aire por una entrada, el elemento móvil de su interior se desplaza , cierra la otra y el aire pasa a la salida. Si recibe aire por las dos entrada al mismo tiempo , la salida se bloquea

26. c) Válvula de simultaneidad o AND sólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con presión por las dos entradas a la vez. Se utiliza para hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo se activará cuando existe presión en las dos entradas

27. 3.- Válvulas de flujo o reguladoras de caudal Controlan la cantidad de aire comprimido que circula También se conocen como válvulas de estrangulación y nos permiten regular la velocidad de los cilindros

28. Ejemplo de un circuito neumático:

29. Ejemplo :Explica cómo funciona este circuito Para explicarlo daremos siempre tres pasos: 1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITO Empezaremos por los receptores, en este caso: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, RETORNADO POR MUELLE Después las válvulas “distribuidoras”, en el ejemplo: 3/2 BOTÓN/MUELLE Por último el resto de elementos, en nuestro ejemplo: REGULADOR DE CAUDAL 2º EXPLICAR LO QUE SUCEDE, EN EL INSTANTE INICIAL (t=0) El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado sobre ningún elemento del circuito. En nuestro ejemplo, en el instante inicial, el aire que viene del compresor intenta pasar por la válvula 3/2, y no pasa, por tanto NO entra aire en el cilindro y este permanece recogido.

30. 3º EXPLICAR LO QUE SUCEDE AL MODIFICAR LAS VÁLVULAS SOBRE LAS QUE PODEMOS ACTUAR En nuestro ejemplo, sólo hay un pulsador, por tanto, cuando no está pulsado ocurre lo descrito en el paso 2. Cuando pulsamos el botón, el aire que entra en la válvula puede pasar, al pasar entra en el cilindro y este sale. La velocidad de salida del cilindro dependerá de lo abierto que esté el regulador.

31. 8.-APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA Entre las aplicaciones más importantes, tenemos: Apertura y cierre de puertas: se emplean en los autobuses y trenes. La apertura se consigue proporcionando aire comprimido a un cilindro que, a su vez, desplaza cierto mecanismo, consiguiéndose la apertura. Para cerrar la puerta, se deja escapar el aire y la puerta vuelve a su posición inicial. Herramientas: muy utilizado en taladros, perforadoras, martillos, remachadoras, etc. Construcción de automóviles: en la fijación de los paneles de las carrocerías. En agricultura y en instalaciones ganaderas : muy utilizado en la distribución de pienso, en el pesado de ganado, ventilación de invernaderos, etc.

32. En las minas de carbón: fundamental para asegurar la ventilación necesaria en los túneles y galerías. Empujar y levantar cargas pesadas en cadenas de montaje. En el dentista: con dos funciones, alimentar el motor del torno, y, para aspirar los residuos generados en la intervención. Prensa neumática. Accionamientos articulados: se utilizan palancas y brazos articulados, para transformar la dirección del movimiento y multiplicar así el esfuerzo realizado, basándose en la ley de la palanca.