Date post: | 04-Dec-2015 |
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CURSO DE NEUMÁTICACURSO DE NEUMÁTICA(TEORÍA Y PRACTICA)(TEORÍA Y PRACTICA)
ITSSLP, CITSSLP, C
¡¡BIENVENIDOS!!¡¡BIENVENIDOS!!
INSTRUCTORINSTRUCTOR
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS DEL CURSO
CONCEPTOS BÁSICOS
SIMBOLOGÍA
ELEMENTOS DE ACTUACIÓN
ELEMENTOS DE CONTROL
DESARROLLO, SIMULACIÓN, CONEXIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE SISTEMAS NEUMÁTICOS
CONTENIDOCONTENIDO
EL AIRE COMPRIMIDO ES UNA DE LAS FORMAS DE ENERGÍA MÁS ANTIGUAS QUE CONOCE EL HOMBRE Y QUE APROVECHA PARA REFORZAR SUS RECURSOS FÍSICOS.
DE LOS ANTIGUOS GRIEGOS PROCEDE LA EXPRESIÓN "PNEUMA", QUE DESIGNA LA RESPIRACIÓN, EL VIENTO Y, EN FILOSOFÍA, TAMBIÉN EL ALMA.
COMO DERIVACIÓN DE LA PALABRA "PNEUMA" SE OBTUVO, ENTRE OTRAS COSAS EL CONCEPTO NEUMÁTICA QUE TRATA LOS MOVIMIENTOS Y PROCESOS REALIZADOS CON EL AIRE.
NEUMÁTICA: ES LA GENERACIÓN Y UTILIZACIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO PARA REALIZAR UN TRABAJO.
INTRODUCCIÓN
APLICACIONES:
SUJETAR DEFORMAR
ESTAMPAR MAQUINAS HERRAMIENTAS
SISTEMAS DE FRENADO MANIPULADORES
TRANSPORTADORES ENSAMBLE DE ELEMENTOS MICROELECTRÓNICOS
CORTADO
ABUNDANTE: ESTÁ DISPONIBLE PARA SU COMPRESIÓN PRÁCTICAMENTE EN TODO EL MUNDO, EN CANTIDADES ILIMITADAS.
TRANSPORTE: EL AIRE COMPRIMIDO PUEDE SER FÁCILMENTE TRANSPORTADO POR TUBERÍAS, INCLUSO A GRANDES DISTANCIAS.
ALMACENABLE: NO ES PRECISO QUE UN COMPRESOR PERMANEZCA CONTINUAMENTE EN SERVICIO. EL AIRE COMPRIMIDO PUEDE ALMACENARSE EN DEPÓSITOS Y TOMARSE DE ÉSTOS. ADEMÁS, SE PUEDE TRANSPORTAR EN RECIPIENTES (BOTELLAS).
TEMPERATURA: EL AIRE COMPRIMIDO ES INSENSIBLE A LAS VARIACIONES DE TEMPERATURA , GARANTIZA UN TRABAJO SEGURO INCLUSO A TEMPERATURAS EXTREMAS.
ANTIDEFLAGRANTE: NO EXISTE NINGÚN RIESGO DE EXPLOSIÓN NI INCENDIO; POR LO TANTO, NO ES NECESARIO DISPONER INSTALACIONES ANTIDEFLAGRANTES, QUE SON CARAS.
VENTAJAS
LIMPIO: EL AIRE COMPRIMIDO ES LIMPIO Y, EN CASO DE FALTAS DE ESTANQUEIDAD EN ELEMENTOS, NO PRODUCE NINGUNA SUCIEDAD ESTO ES MUY IMPORTANTE POR EJEMPLO, EN LAS INDUSTRIAS ALIMENTICIAS, DE LA MADERA, TEXTILES Y DEL CUERO.
CONSTITUCIÓN DE LOS ELEMENTOS : LA CONCEPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE TRABAJO ES SIMPLE POR LO TANTO SU PRECIO ES ECONÓMICO.
VELOCIDAD : ES UN MEDIO DE TRABAJO MUY RÁPIDO Y, POR ESO, PERMITE OBTENER VELOCIDADES DE TRABAJO MUY ELEVADAS. (LA VELOCIDAD DE TRABAJO DE CILINDROS NEUMÁTICOS PUEDEN REGULARSE SIN ESCALONES).
A PRUEBA DE SOBRECARGAS : LAS HERRAMIENTAS Y ELEMENTOS DE TRABAJO NEUMÁTICOS PUEDEN HASTA SU PARADA COMPLETA SIN RIESGO ALGUNO DE SOBRECARGAS.
LAS PROPIEDADES ADVERSAS DE LA NEUMATICA.
PREPARACIÓN: EL AIRE COMPRIMIDO DEBE SER PREPARADO, ANTES DE SU UTILIZACIÓN. ES PRECISO ELIMINAR IMPUREZAS Y HUMEDAD (EVITAR EL DESGASTE PREMATURO DE LOS COMPONENTES).
COMPRESIBLE : CON AIRE COMPRIMIDO NO ES POSIBLE OBTENER PARA LOS ÉMBOLOS VELOCIDADES UNIFORMES Y CONSTANTES.
FUERZA: EL AIRE COMPRIMIDO ES ECONÓMICO SÓLO HASTA CIERTA FUERZA. CONDICIONADO POR LA PRESIÓN DE SERVICIO NORMALMENTE DE 700 KPA (7 BAR), EL LÍMITE, TAMBIÉN EN FUNCIÓN DE LA CARRERA Y LA VELOCIDAD, ES DE 20.000 A 30.000 N (2000 A 3000 KP).
ESCAPE : EL ESCAPE DE AIRE PRODUCE RUIDO. NO OBSTANTE, ESTE PROBLEMA YA SE HA RESUELTO EN GRAN PARTE, GRACIAS AL DESARROLLO DE MATERIALES SILENCIADORES.
COSTOS: EL AIRE COMPRIMIDO ES UNA FUENTE DE ENERGÍA RELATIVAMENTE CARA ; ESTE ELEVADO COSTO SE COMPENSA EN SU MAYOR PARTE POR LOS ELEMENTOS DE PRECIO ECONÓMICO Y EL BUEN RENDIMIENTO.
OBJETIVOS DEL CURSO
CONOCER LAS BASES DE LA NEUMÁTICA Y ELECTRO NEUMÁTICA Y QUE LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS PUEDAN SER APLICADOS EN:
LA MEJORA DEL EQUIPO Y MAQUINARIA DE SU EMPRESA.
EL ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE CIRCUITOS NEUMÁTICOS BÁSICOS REPRESENTADOS EN DIAGRAMAS ESQUEMÁTICOS
LA LOCALIZACIÓN Y CORRECCIÓN DE FALLAS EN SISTEMAS NEUMÁTICOS BÁSICOS
LA OBSERVACIÓN DE MEDIDAS DE SEGURIDAD AL TRABAJAR CON EQUIPO NEUMÁTICO
EL MEJORAMIENTO DE LA TÉCNICA DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
PRESIÓN (P): ES LA FUERZA QUE SE APLICA A UN CUERPO POR UNIDAD DE ÁREA, EXPRESADA EN FORMA MATEMÁTICA COMO:P=F/A (KGF./ CM2; LB/IN2; BAR; KPA)
CAUDAL (Q): ES LA CANTIDAD DE AIRE QUE FLUYE A TRAVÉS DE UNA TUBERÍA POR UNIDAD DE TIEMPO, EXPRESADA COMO:Q=V/T (LTS/SEG.; GAL/MIN.; M3/HR; FT3/MIN.)
atPamN
bar
barmN
Pa
02.11010
1
101
1
52
5
52
CONCEPTOS BÁSICOS
ESFERA DE SOBRE-PRESIÓN (PRESIÓN RELATIVA)
ESFERA DE DEPRESIÓN
(SUB-PRESIÓN)
PRESIÓN ABSOLUTA
Pabs
Po (-)
Po (+)
PRESIÓN
ATMOSFÉRICA
SIMBOLOGÍA
Símbolos para la unidad de alimentación de energía
ALIMENTACIÓNCompresores con volumen cte de desplazamiento.
Acumuladores, Depósitos de aire
Fuente de Presión
MANTENIMIENTOFiltro
Separadores de Agua con accionamiento manual
Separadores de Agua, automáticos
MANTENIMIENTO
Lubricador
Valvula reguladora de presión con orificio de descarga regulable
SÍMBOLOS COMBINADOS
Unidad de mantenimiento: filtro de aire, valvula reguladora de presión manómetro y lubricador de aire del presión
Presentación simplificada de una unidad de mantenimiento.
Unidad de mantenimiento simplificada sin aceitera
ELEMENTOS DE TRABAJO LINEALES.
Cilindro de simple efecto
Cilindro de doble efecto
Cilindro de doble efecto con doble vástago.
Cilindro de doble efecto con amortiguación sencilla, no
regulable
Cilindro de doble efecto con amortiguación sencillas, regulable
Cilindro de doble efecto con amortiguación doble regulable
Cilindro sin vástago, con embolo de acoplamiento magnético.
ACCIONAMIENTOS GIRATORIOS
Motor neumático con volumen constante de desplazamiento y un sentido de paso de aire
Motor neumático con volumen variable de desplazamiento y un sentido de paso de aire
Motor neumático con volumen variable de desplazamiento y dos sentidos de paso de aire
Motor neumático oscilante
- RECIBE EL AIRE A PRESIÓN SOLO POR UN LADO.
- LA DESCARGA DE AIRE TIENE LUGAR POR EL LADO OPUESTO.
- SOLO PUEDEN EJECUTAR TRABAJO EN EL AVANCE O EN EL RETROCESO SEGÚN LA VERSIÓN.
- EL RETROCESO (O AVANCE) DEL VÁSTAGO SE REALIZA MEDIANTE LA FUERZA DE UN MUELLE INCLUIDO EN EL CILINDRO O SE
PRODUCE POR EFECTO DE UNA FUERZA EXTERNA.
CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
SÍMBOLO
CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
Culata posterior ÉmboloMuelle de reposición
Culata anterior Vástago
Orificio de Escape
Camisa del cilindro
Junta anularConexión para aire comprimido
EJEMPLO1
- ESTE CILINDRO ES ACCIONADO EN AMBOS SENTIDOS POR AIRE A PRESIÓN.
- PUEDE EJECUTAR TRABAJOS EN AMBOS SENTIDOS DE MOVIMIENTO.
- EN LOS CILINDROS DE VÁSTAGO SIMPLE, LA FUERZA EJERCIDA SOBRE EL ÉMBOLO ES ALGO MAYOR EN EL MOVIMIENTO DE
AVANCE QUE EN EL DE RETROCESO.
CILINDRO DE DOBLE EFECTO
SÍMBOLO
CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON DOBLE VÁSTAGO.
El émbolo del cilindro se desplaza aplicando presión alternativamente a sus conexiones. El amortiguador puede ajustarse por medio de dos tornillos de regulación.
EJEMPLO3
Cilindro de doble efecto con amortiguación sencilla, no regulable
No disponible
Cilindro sin vástago, con embolo de acoplamiento magnético.
La corredera exterior del cilindro es arrastrada magnéticamente o mecánicamente por el émbolo interno, al aplicar aire alternativamente por una de las conexiones de los extremos.
EJEMPLO4
Cilindro multiposicional
Uniendo dos cilindros del mismo diámetro de émbolo, pero de diferentes carreras, se consiguen tres posiciones fijas de parada. Desde la primera posición, la tercera puede alcanzarse directamente o pasando por la parada intermedia. Al retroceder, la parada intermedia necesita un determinado control. La carrera más corta es la mitad de la carrera más larga.
Actuador lineal neumático sin vástago, con amortiguadores regulables
La corredera de este actuador de doble efecto sin vástago, se controla aplicando aire comprimido alternativamente a sus entradas. En este tipo de actuador lineal, la fuerza del émbolo se transmite a la corredera por una ranura estanca en el cilindro. Esta construcción impide la torsión de la corredera. El actuador dispone de amortiguadores regulables en los finales de carrera.
La corredera de este actuador de doble efecto sin vástago, se controla aplicando aire comprimido alternativamente a sus entradas. En este tipo de actuador lineal, la fuerza del émbolo se transmite a la corredera por una ranura estanca en el cilindro. Esta construcción impide la torsión de la corredera.
Actuador lineal neumático sin vástago
Doble cilindro de doble efecto con vástagos unidos por un yugo
Este doble cilindro se mueve sincronizado por tener sus vástagos unidos por un yugo. Esta construcción garantiza la mínima torsión en el posicionado y desplazamiento de herramientas y conjuntos. Además, con la misma altura de construcción, el actuador realiza el doble de fuerza en comparación con un cilindro estándar.
Este cilindro doble dispone de dos pistones colocados uno junto al otro y está acoplado con un yugo. Esta combinación garantiza una seguridad de giro torsión elevada al colocar o transportar herramientas o elementos de construcción. Además, este principio de doble pistón ofrece el doble de fuerza -en el mismo nivel de montaje- que un cilindro estándar.
Doble cilindro de doble efecto con vástagos dobles, unidos por yugos
LAS VÁLVULAS DE CIERRE BLOQUEAN, ESTRANGULAN O MODIFICAN EL PASO DEL AIRE. EXISTEN DIFERENTES CLASES DE VÁLVULAS:
* VÁLVULA DE ANTI-RETORNO* VÁLVULA SELECTORA (FUNCIÓN O)* VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD (FUNCIÓN Y)* VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN Y RETENCIÓN* VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO
LAS VÁLVULAS DE PRESIÓN INFLUYEN EN LA PRESIÓN, O BIEN SON ACCIONADAS POR MEDIO DE LA PRESIÓN. EXISTEN DIFERENTES CLASES DE VÁLVULAS:
* VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN* VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN* VÁLVULA DE SECUENCIA
FLECHA OBLICUA– LA VÁLVULA ES AJUSTABLE
VÁLVULAS DE CIERRE, DE CAUDAL Y DE PRESIÓN
SE EMPLEAN PARA MANTENER LA PRESIÓN DE SALIDA CONSTANTE, INDEPENDIENTEMENTE DE LAS OSCILACIONES DE LA PRESIÓN DE ENTRADA Y DEL CONSUMO DE AIRE.
AL AUMENTAR LA PRESIÓN EN LA SALIDA, LA MEMBRANA SE MUEVE CONTRA LA FUERZA ELÁSTICA; DISMINUYE, O SE CIERRA COMPLETAMENTE, LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE PASO EN EL ASIENTO DE LA VÁLVULA.
AL DISMINUIR LA PRESIÓN EN LA SALIDA, EL MUELLE EMPUJA LA MEMBRANA; AUMENTA O SE CIERRA LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE PASO EN EL ASIENTO DE LA VÁLVULA.
LA PRESIÓN DE SALIDA ES AJUSTABLE.
LA PRESIÓN DE ENTRADA DEBE SER MÁS ALTA QUE LA PRESIÓN DE SALIDA.
VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN
VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN DE UN SÓLO SENTIDO
LA VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN BLOQUEA EL PASO DE AIRE EN UN SÓLO SENTIDO; POR ESO, LA CORRIENTE DE AIRE TIENE QUE PASAR EN ESE SENTIDO A TRAVÉS DE UN ESTRANGULADOR REGULABLE.
LA CORRIENTE DE AIRE PROVENIENTE DEL SENTIDO CONTRARIO HACE QUE LA JUNTA DEL ELEMENTO DE RETENCIÓN SE LEVANTE DEL ASIENTO. ENTONCES EL AIRE A PRESIÓN PUEDE PASAR EN ESE SENTIDO CASI SIN DIFICULTAD ALGUNA.
LA VÁLVULA DEBE INSTALARSE TAN CERCA DEL CILINDRO COMO SEA POSIBLE.
LAS VÁLVULAS DE ESCAPE RÁPIDO SE EMPLEAN PARA LOGRAR LA MÁXIMA VELOCIDAD EN EL MOVIMIENTO DE AVANCE Y RETROCESO EN LOS CILINDROS NEUMÁTICOS.
PARA AUMENTAR LA EFECTIVIDAD DE LA VÁLVULA, ÉSTA DEBE MONTARSE DIRECTAMENTE EN EL CILINDRO O LO MÁS CERCA POSIBLE A LAS CONEXIONES DE ENTRADA O DE ESCAPE DE AIRE DELCILINDRO.
VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO
CUANDO SE UTILIZAN MANDOS QUE UTILIZAN EL AIRE A PRESIÓN Y LA ELECTRICIDAD COMO ELEMENTOS DE TRABAJO ES NECESARIO CONTAR TAMBIÉN CON SISTEMAS CONVERTIDORES.
LAS VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS TRANSFORMAN LAS SEÑALES ELÉCTRICAS EN SEÑALES NEUMÁTICAS.
LAS VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS SE COMPONEN DE UNA VÁLVULA NEUMÁTICA Y DE UNA BOBINA QUE ACTIVA LA VÁLVULA.
TRANSFORMACIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS EN SEÑALES NEUMÁTICAS
EL CONVERTIDOR PE ES ACCIONADO CON AIRE A PRESIÓN. AL ALCANZAR LA PRESIÓN UN VALOR PREVIAMENTE DETERMINADO, SE PRODUCE UNA SEÑAL ELÉCTRICA.
LA PRESIÓN DE LA SEÑAL NEUMÁTICA ACTÚA CONTRA UN MUELLE REGULABLE.
CUANDO LA PRESIÓN QUE ACTÚA SOBRE UNA MEMBRANA SOBREPASA LA FUERZA ELÁSTICA, UNA LEVA ACTIVA UN CONTACTO ELÉCTRICO DE CONMUTACIÓN.
EL ELEMENTO ELÉCTRICO DE MANIOBRA PUEDE SER UN CONTACTO DE REPOSO, UN CONTACTO DE TRABAJO O UN CONTACTO INVERSOR.
TRANSFORMACIÓN DE SEÑALES NEUMÁTICAS EN SEÑALES ELÉCTRICAS
NORMALMENTE, EN LOS ESQUEMAS DE CONEXIONES LAS UNIDADES NEUMÁTICAS SE REPRESENTAN EN ESTADO DE REPOSO.
LAS POSICIONES DE CONMUTACIÓN DE LAS VÁLVULAS SE REPRESENTAN COMO CUADRADOS.
EL NÚMERO DE CUADRADOS CORRESPONDE AL NÚMERO DE POSICIONES DE CONMUTACIÓN.
LAS FUNCIONES Y LOS EFECTOS SE DIBUJAN EN EL INTERIOR DE LOS CUADRADOS: LAS LÍNEAS INDICAN EL PASO DE FLUJO. LAS FLECHAS INDICAN EL SENTIDO DE FLUJO.
LAS CONEXIONES BLOQUEADAS SE REPRESENTAN POR MEDIO DE LÍNEAS COLOCADAS EN ÁNGULO RECTO ENTRE SÍ.LAS TUBERÍAS DE ENLACE SE DIBUJAN EN LA PARTE EXTERIOR DE UN CUADRADO.
SÍMBOLOS GRÁFICOS DE CONTACTO Y MANIOBRA PARA VÁLVULAS
CADA POSICIÓN DE LA VÁLVULA SE REPRESENTA POR MEDIO DE UN CUADRADO.
EL NÚMERO DE CUADRADOS CORRESPONDE AL NÚMERO DE POSICIONES DE MANIOBRA.
LAS LÍNEAS INDICAN EL PASO DEL AIRE Y LAS FLECHAS INDICAN EL SENTIDO DE PASO DEL AIRE.
LAS CONEXIONES BLOQUEADAS SE INDICAN POR MEDIO DE DOS LÍNEAS COLOCADAS EN ÁNGULO RECTO UNA CONTRA OTRA.
LAS TUBERÍAS DE CONEXIÓN PARA ENTRADA Y ESCAPE DE AIRE SE SEÑALAN
Válvula de 2/2 vías abierta en reposo
Válvula de 3/2 vías cerrada en reposo
Válvula de 3/2 vías abierta en reposo
Válvula de 4/2 vías Paso de caudal de 1 2 y de 4 3
Válvula de 5/2 víasPaso de caudal de 1 2 y de 4 5
Válvula de 5/3 vías centro cerrado
conexiones de válvulas de vías
Número de posiciones de conmutaciónNúmero de conexiones
CUANDO LA CORRIENTE ELÉCTRICA PASA POR UNA BOBINA SE GENERA UN CAMPO ELECTROMAGNÉTICO.
PARA LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTROMAGNÉTICO VALE LO SIGUIENTE: - AL AUMENTAR EL NÚMERO DE ESPIRAS AUMENTA EL TAMAÑO DEL
CAMPO.- EL AUMENTO DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE AUMENTA EL TAMAÑO DEL CAMPO.- AL ALARGAR LA BOBINA DISMINUYE EL TAMAÑO DEL CAMPO.
UN NÚCLEO DE HIERRO DULCE (INDUCIDO) SE INTRODUCE EN UNA BOBINA POR LA CUAL PASA CORRIENTE.
Principio de funcionamiento de la bobina magnética
Electro válvula de 2/2 vías sin servo pilotajePosición cerrada en reposo, retroceso por muelleBobina magnética sin corriente Conexión 1 cerrada Conexión 2 cerrada. No se logra el escape.Bobina magnética bajo corriente El inducido se levanta. Pasa aire a presión de la conexión 1 a la conexión 2.
VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS CON SERVO PILOTAJELAS VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS CON SERVO PILOTAJE SE COMPONEN DE: UNA VÁLVULA DE SERVO PILOTAJE DE ACCIONAMIENTO ELECTROMAGNÉTICO Y UNA VÁLVULA PRINCIPAL ACCIONADA NEUMÁTICAMENTE.COMPARÁNDOLAS CON LAS VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS SIN SERVO PILOTAJE, LAS VÁLVULASELECTROMAGNÉTICAS CON SERVO PILOTAJE SE CARACTERIZAN POR LOS HECHOS SIGUIENTES: ES MENOR LA FUERZA REQUERIDA PARA ACCIONAR EL INDUCIDO. SON MÁS PEQUEÑAS LAS DIMENSIONES DE LA CABEZA DE LA BOBINA. ES MENOR EL CONSUMO DE CORRIENTE. ES MENOR EL CALOR GENERADO.
LLEGA UNA SEÑAL ELÉCTRICA A LA BOBINA MAGNÉTICA. LA BOBINA MAGNÉTICA ACTIVA LA VÁLVULA DE REGULACIÓN PREVIA.
VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS CON SERVO PILOTAJE
VÁLVULA DE ANTIRRETORNO
VÁLVULA DE ANTIRRETORNO,BAJO PRESIÓN DE RESORTE
VÁLVULA SELECTORA (FUNCIÓN O)
VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD (FUNCIÓN Y)
VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO
VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓNY RETENCIÓN
VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN AJUSTABLE