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INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICAINTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA
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INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA
La neumática es la ciencia que estudia la aplicación del aire comprimido a presión
De los antiguos griegos procede la expresión "Pneuma", que designa la respiración, el viento y, en filosofía, también el alma.
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El aire es de fácil captación y abunda en la tierra
VENTAJAS DE LA NEUMÁTICA
El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen
riesgos de chispas
Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fácilmente regulables
Energía limpia
Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa
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Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado
DESVENTAJAS DE LA NEUMÁTICA
Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas
Altos niveles de ruido generados por la descarga del aire hacia la atmósfera
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Características del aire en neumáticaCaracterísticas del aire en neumática
Composición: 78% de Nitrógeno, un 21% de Oxigeno y otros gases como el dióxido de carbono, hidrógeno.
CARACTERISTICAS DEL AIRE
El aire sigue una serie de leyes y tiene unas determinadas propiedades
LEYES
PROPIEDADES
UNIDADES DEL SI
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LEYES
A temperatura constante la presión por el volumen siempre es constanteP1 · V1 = P2 · V2 = P3 V3 = ...
Ley de Boyle-Mariotte
Ley de Gay-Lussac A presión constante, el volumen es directamente proporcional a su temperatura absoluta.V2 / V1 = T2 / T1
Ley de Charles A volumen constante la presión absoluta es directamente proporcional a la temperatura absoluta. P1 / T1 = P2 / T2
Ecuación de los gases perfectos
La ley de Boyle-Mariotte y de Gay Lussac se resume en
P1 · V1/ T1 = P2 · V2 / T2 = P3 V3 / T3 = cte
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PROPIEDADES
Cociente entre el valor de la fuerza que actúa perpendicularmente a una superficie y el área de dicha superficieP=F/S
Presión
Caudal
Volumen de una fluido que atraviesa una determinada sección transversal de una conducción por cada unidad de tiempoQ=V/t
Humedad Se llama humedad atmosférica al contenido de vapor de agua en el aire•Humedad absoluta•Humedad relativa•Grado de humedad
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UNIDADES
Unidad Abreviatura Conversión
Newton ( kg.m/s2)
Kilopondio
Presión
Trabajo
Potencia
Viscosidad
Fuerza N
kp
0,102 kp
9,81 N
Pascal ( N/m2)
Megapascal
Bar
Psi( libra/pulgada2)
Pa
Mpa
Bar
psi
1.000.000 Pa
100.000 Pa
7.000 Pa
Julio (N.m)
Kilopondio.metroJ
kpm
0,102 kp
9,81 J
Vatio (N.m/s)
Caballo vapor
W
CV
0,001359 CV
735,49875 W
Stoke ( m2//s)
Centistoke
St
cSt 0,01St
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CIRCUITO NEUMATICO
Dispositivo formado por un conjunto de elementos unidos entre sí a través de los cuales puede circular el aire comprimido
Circuito neumático
MOTOR
GRUPO COMPRESOR
Elementos de
transporte
Regulación y control
Elementos de trabajo
Esquema circuito neumático
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GRUPO COMPRESOR
Aumentan la presión del aire para utilizarlo en un circuito neumático
ELEMENTOS• MOTOR AUXILIAR
• REFRIGERADOR
• DEPOSITO
• UNIDAD MANTENIMIENTO
• COMPRESOR
• FILTRO
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GRUPO COMPRESOR
Aire comprimido
Filtro previo
Compresor
Motor auxiliar
Refrigerador
Deposito
Unidad de
mantenimiento
A la red
de distribución
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COMPRESOR
Convierten la energía mecánica de un motor en potencial de aire comprimido.
TIPOS:
•Rotativos: De tornillo. De paletas....
•Alternativos (Pistón): Simple efecto ó doble efecto. (de una etapa o dos etapas)
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REFRIGERADOR
Es un intercambiador de calor que se utiliza para enfriar el aire comprimido u otro gas.
•Aire-aire•Aire agua.
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DEPÓSITO
•Se almacena el aire comprimido para ser utilizado cuando sea necesario•Mantiene un nivel de presión adecuado en el circuito neumático
ELEMENTOS DE SEGURIDAD INCORPORADOS
•Válvula de seguridad•Manómetro•Termómetro•Grifo de purga.•Una tapa de inspección visual (Boca de hombre
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UNIDAD DE MANTENIMIENTO
Una unidad de mantenimiento debe preparar el aire antes de su utilización en los automatismos neumáticos, encargándose de :
•Eliminar impurezas•Eliminar humedad•Lubricar el aire •Ajustar la presión de trabajo
•FILTRO
•LUBRICADOR
•REGULADOR
ELEMENTOS
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ELEMENTOS DE TRANSPORTE
Los elementos de transporte, tuberías y racores, se encargan de la conducción del aire a todos los elementos del circuito neumático
La red de distribución garantiza la presión y velocidad del aire en todos los puntos
ELEMENTOS
• Depósitos
• Acumuladores
Mantienen un nivel de presión adecuado en el circuito neumático
Tamaño inferior al depósito y mantienen la presión en unos niveles similares en todos los elementos del circuito
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REGULACIÓN Y CONTROL
Elementos encargados de controlar la energía que se transmite a través del aire hacia los elementos de consumo, tanto la presión como el caudal del aire comprimido. Estos elementos de control se designan con el nombre de válvulas.
TIPOS DE VALVULAS
• Válvulas de control de dirección (distribuidores).
•Válvulas de control de caudal•Válvulas antiretorno•Válvulas de doble efecto•Válvulas de control de presión
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ELEMENTOS DE TRABAJO
Transforman la energía acumulada en el aire comprimido en energía mecánica
CLASIFICACION • DEPENDIENDO EL MOVIMIENTO QUE REALIZAN
• POR SU FORMA CONSTRUCTIVA
•ACTUADORES LINEALES ( CILINDROS )•ACTUADORES GIRATORIOS:90º, 180º ….
•TIPO BUZO•TELESCOPICOS•SIMPLE EFECTO •DOBLE EFECTO…
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CILINDROS
LONGITUD
VASTAGOCAMARAS
CARRERAABERTURA
FONDO
ÉMBOLO
AIRE COMPRIMIDOCILINDRO
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CILINDROS SIMPLE EFECTO
En los cilindros de simple efecto el aire empuja al embolo solamente el sentido de la carrera de avance
Se emplean para trabajos tales como sujeción, expulsión, alimentación en sistemas automatizados, etc.
SIMBOLOS
De simple efecto. Retorno por muelle.
De simple efecto. Retorno por fuerza externa.
De simple efecto. Telescopico
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CILINDROS DOBLE EFECTO
Tienen dos tomas de aires y pueden producir movimiento de avance y retroceso
Los cilindros de doble efecto se utilizan para producir movimientos rectilíneos de vaivén, que encuentran aplicación en el carro de avance de máquinas-herramientas, para llevar a cabo el movimiento de retorno con carga.
SIMBOLOS De doble efecto con amortiguador
De doble efecto.
De doble efecto con doble vástago.
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VALVULAS DISTRIBUIDORAS
Se encargan de gobernar la dirección y el sentido en que debe circular el aire comprimido,
IDENTIFICACION Y REPRESENTACION
•TIPO DE VALVULA
•SENTIDO CIRCULACION AIRE
•CONEXIONES
•MANDO Y RETORNO
Se indica mediante flechas en el interior de cada cuadro
Orificio de utilización
Conexión a la fuente de aire comprimido
Salida de escape
Mando Retorno
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TIPOS DE VÁLVULAS
Se representa por dos cifras
•La primera indica número de orificios o vía que es el número de orificios practicados en la válvula con objeto de permitir el desvío del aire en una u otra dirección.
•La segunda número de posiciones de que indica el número de formas de conexión de las conducciones que llegan a la válvula.
Las posiciones las válvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados
EJEMPLOS VÁLVULAS
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MODOS DE MANDO Y RETORNO
•Manuales.- Mediante acción directa del pie ó la mano podemos variar la posición de la válvula a través de pulsadores palancas ó pedales. •Mecánicos.- La válvula no se acciona directamente, sino mediante la acción de resortes o rodillos de palpación. •Eléctricos.- Funciona normalmente por medio de una señal eléctrica aplicada a un solenoide (electroimanes), llamándose electro- válvula. Se utilizan para accionar válvulas a distancia de una manera fácil y sencilla. •Neumáticos o hidráulicos.- Se acciona la válvula por la presencia de aire ó aceite a presión aplicados en sus extremos
SIMBOLOS
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SIMBOLOS MODOS DE MANDO Y RETORNO
Mando Manual
Mando por palanca
Mando por pulsador
Mando por pedal
Mando por roldana
Mando neumático
Mando eléctrico
Retorno por resorte
Retorno neumático
Retorno eléctrico
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EJEMPLOS VÁLVULAS
Válvula 2/2
Válvula 3/2
Válvula 5/2
Orificio de entrada de aire a presión
Orificio de utilización
Orificio de utilización
Orificio de entrada de aire a presión
Orificio de escapeOrificio de escape
Orificio de utilización
Válvula 3/3 Válvula 4/2 Válvula 4/3
Orificio de escapeOrificio de entrada de aire a presión
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OTRAS VÁLVULAS
ANTIRETORNO Cierran por completo el paso del aire comprimido en un sentido y lo dejan libre en el contrario
Las válvulas de control de caudal dosifican la cantidad de fluido que pasa por ellas en la unidad de tiempo
CONTROL DE CAUDAL
El aire comprimido puede circular hacia los lugares de utilización únicamente a través del regulador
REGULADOR UNIDIRECCIONAL
Se mantiene la presión regulada desde un valor nulo hasta otro máximo que corresponde al valor de la presión de alimentación
CONTROL DE PRESIÓN
SELECTORA Tienen tres orificios de entrada y un pistón que se desplaza para bloquear una u otra entrada
ESCAPE RAPIDO SIMULTANEIDAD
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BIBLIOGRAFÍA
• E. CARNICER. ( 2001) Oleohidráulica Ed. Paraninfo
•GUILLEM SALVADOR ANTONIO ( 2002) INTRODUCCIÓN A LA NEUMATICA. ED. MARCOMBO
• PELAEZ VERA, JESUS Y GARCIA MATE,ESTEBAN (2002) NEUMATICA INDUSTRIAL: DISEÑO, SELECCION Y ESTUDIO DE ELEMENTOS NE UMATICOS CIE INVERSIONES EDITORIAL DOSAT
•SERRANO NICOLAS, ANTONIO (2000), NEUMATICATHOMSON PARANINFO S.A.
•Tecnología Industrial. Editorial Anaya
•Tecnología Industrial I y II.(2005) Editorial Edebé
•VVAA (2002) NEUMATICA THOMSON PARANINFO, S.A. 2002
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BIBLIOGRAFÍA
•Del Clavo al Ordenador ( 3º Edición URL http://tejo.pntic.mec.es/cgi-bin/clavo3
•EDU365URL http://www.edu365.cat/
/•FEST0
URL http://www.festo.com/didactic/eng/1111.htm
•Ministerio de Educación y Cultura. URL: http//www.mec.es
•REEAURL: http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/neumatica ( 4/01/01)
•Software de simulación Neumática Pneusim. Versión demo. 3.3 Mb. En inglés: URL http://www.usa.norgren.com/downloads/PneuSimPro/Pneusim.exe
•TECNO 12-18
URL www.tecno12-18.com
•XTEC
URL: http//www.xtec.es/recursos/tecnologia/index.htm