REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO.ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECNICOEXTENSION MATURN

Profesor:Ing. Amalia Palma

.

Maturn, Abril 2015

INTRODUCCIN

La neumtica es una fuente de energa de fcil obtencin y tratamiento para el control de mquinas y otros elementos sometidos a movimiento.En el siglo XIX se comenz a utilizar el aire comprimido en la industria de forma sistemtica.Cuando se habla de neumtica se est refiriendo a la tecnologa que utiliza el aire comprimido como medio transmisor de energa. La energa, generada en un emplazamiento lejano, es transmitida a travs de una lnea y utilizada localmente por actuadores, motores y otros elementos de trabajo, para realizar una determinada funcin ltima o facilitar el desempeo de una funcin a otro ingenio mecnico. La neumtica engloba el conjunto de tcnicas para la transmisin de la energa, su control y regulacin, tanto para el mando de fuerzas como el de movimientos, destinadas al gobierno de dispositivos mediante aire comprimido.

UN COMPRESOR DE AIRE

Loscompresoresson mquinas especialmente diseadas y construidas para aumentar lapresinen los gases. Lo ms comn es que se comprima aire, pero en la industria es frecuente la necesidad de comprimir otros gases.A veces se utiliza de manera intermitente (un taller, llantera, restaurante, planta procesador, etc.) a veces continuo (bombeo de gasoductos, embotelladoras de gaseosas o cerveza, sopladores de bolsas y envases plsticos, etc.).Existen diversas formas de comprimir aire, dando esto a que existan muchos tipos de compresores, todo dependiendo del mecanismo que utilicen. Los compresores a pistn ombolo(alternativos),son los de uso ms difundido y por su diseo, los compresores de aire de pistn producen altas presiones en volmenes pequeos, y generalmente se utilizan para aplicaciones domsticas e industriales.

Cmo funciona un compresor de pistn?En el esquema de abajo se muestra el esquema de un compresor de pistn tpico. Es en esencia una mquina con un mecanismo pistn-biela-cigeal. Todos los compresores son accionados por alguna fuente de movimiento externa. Lo comn es que estas fuentes de movimiento sean motores, lo mismo de combustin como elctricos. En la industria se mueven compresores accionados por mquinas de vapor o turbinas. En este caso, cuando el cigeal gira, el pistn desciende y crea vaco en la cmara superior, este vaco acta sobre la vlvula de admisin (izquierda), se vence la fuerza ejercida por un resorte que la mantiene apretada a su asiento, y se abre el paso del aire desde el exterior para llenar el cilindro. El propio vaco, mantiene cerrada la vlvula de salida (derecha).Durante la carrera de descenso, como puede verse en el esquema de abajo (lado izquierdo) todo el cilindro se llena de aire a una presin cercana a la presin exterior. Luego, cuando el pistn comienza a subir, la vlvula de admisin se cierra, la presin interior comienza a subir y esta vence la fuerza del muelle de recuperacin de la vlvula de escape o salida (esquema lado derecho), con lo que el aire es obligado a salir del cilindro a una presin algo superior a la que existe en el conducto de salida. Obsrvese que el cuerpo del cilindro est dotado de aletas, estas aletas, aumentan la superficie de disipacin de calor para mejorar la transferencia del calor generado durante la compresin al exterior. Excepto en casos especiales, en el cuerpo del compresor hay aceite para lubricar las partes en rozamiento, as como aumentar el sellaje de los anillos del pistn con el cilindro. Este aceite no existe en los compresores de tipo mdico, usado en la respiracin asistida, debido a que siempre el aire de salida contiene cierta cantidad de l o sus vapores.Los compresores de doble etapa (esquema de abajo), trabajan con el mismo sistema simple de pistn-biela-cigeal, con la diferencia que aqu trabajan dos pistones, uno de alta y otro de baja presin. Cuando el pistn de alta presin (derecha) expulsa el aire, lo manda a otro cilindro de menor volumen. Al volver a recomprimir el aire, alcanzamos presiones mas elevadas.

UNIDAD DE ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

Acondiciona el aire comprimido para suministrar aire limpio a una presin ptima y ocasionalmente aade lubricante para alargar la duracin de los componentes del sistema neumtico que necesita lubricacin. Elacondicionamiento de airees el proceso que se considera ms completo de tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las condiciones en cuanto a la temperatura (calefaccinorefrigeracin),humedad, limpieza (renovacin, filtrado) y el movimiento del aire dentro de los locales.

Los filtros del aire comprimido retienen las partculas slidas y las gotas de humedad contenidas en el aire.Los filtros llamados Ciclnicostienen doble funcin: El aire al entrar pasa a travs de placas que fuerzan una circulacin rotativa, as las grandes partculas slidas y el lquido se depositan en las paredes del vaso o copa, por la accin centrfuga. Luego el aire atraviesa el elemento filtrante principal, de malla metlica, papel, o metal sinterizado. Este filtro de entre 20 a 40 micrones retiene las partculas slidas. Esta accin de filtrado se denomina "mecnica" ya que, afecta a la contaminacin mecnica del aire, y no a su contenido de humedad. Las partculas ms grandes, son retenidas por el filtro sinterizado, mientras que los lquidos son desviados al vaso del filtro. El lquido condensado en el vaso o copa del filtro se debe vaciar peridicamente, ya que sino podra ser arrastrado por la corriente del aire comprimido al circuito. Los filtros ms finos, de hasta 0.01 micras, se encargan de filtrar las partculas ms pequeas e incluso mnimas gotas de agua que pudieran quedar en elaire comprimido.La Vlvula Reguladora o Regulador de presinmantiene la presin de trabajo constante en el lado del usuario, independientemente de las variaciones de presin en la Red Principal y del consumo. Obviamente, para lograr esto, la presin de entrada del regulador debe ser siempre superior a la de trabajo. ElLubricador delaire comprimido, tiene la importante funcin de Lubricar de modo suficiente a todos los elementos neumticos, en especial a los activos. El aceite que se utiliza en la lubricacin es aspirado de un pequeo depsito de la mismaUnidad de Mantenimiento, mezclado con la corriente del aire comprimido, y distribuido en forma de "niebla" o micro pulverizacin. Para que esta tarea sea efectiva el caudal debe de ser suficientemente fuerte. En instalaciones especiales, de baja presin o con sensores especficos, deber evitarse el uso de aire lubricado, mediante el uso de toma diferente para la conexin de esos elementos.

ACUMULADOR

Un acumulador es una especie de depsito capaz de almacenar una cierta cantidad de fluido con presin, para auxiliar al circuito hidrulico en caso de necesidad.Los supuestos casos de necesidad pueden ser:1. Restituir.Compensar pequeas prdidas de fluido en el circuito.2. Contra dilatacin.Los fluidos por cambios de temperaturas pueden dilatarse y perder presin.3. Reserva.Al poder mantener una presin, pueden servir de reserva de energa.4. Contra golpes de ariete.El golpe de ariete es un concepto hidrulico que engloba diferentes causas de prdida de caudal, como podran ser el cierre de vlvulas, parada de bombas, puesta en marcha de bombas, etc.5. Amortiguador.Puede utilizarse para amortiguar las pulsaciones de una bomba.6. Seguridad.Para evitar accidentes por interrupciones sbitas del generador de potencia.

El fluido al entrar dentro de un acumulador levanta un peso, comprime un muelle o comprime un gas, por stos posibles motivos, el acumulador puede almacenar el fluido bajo una presin y tambin, esta es la causa que existan varios tipos de acumuladores. Los ms usados son los de membrana y los de vejiga.

Simbologa en los acumuladoresEsta es la simbologa existente sobre todos los tipos de acumuladores hidrulicos:

Smbolo del acumulador tipo peso.

Smbolo del acumulador tipo muelle.

Smbolo del acumulador general de gas.

Smbolo del acumulador tipo vejiga.

Smbolo del acumulador tipo cilindro neumtico.

Smbolo del acumulador tipo membrana.

Ejemplo de un AcumuladorLos acumuladores pueden ser de cinco tipos diferentes: Tipo de pesos: En este tipo de acumulador, el fluido al entrar levanta unos pesos que han sido previamente calibrados

Tipo de muelle o resorte: El fluido comprime un muelle.

Tipo de membrana:Es similar al tipo de vejiga, lo que se comprime aqu es un gas.

Tipo de vejiga:Se comprime un gas.

Tipo de cilindro neumtico: Aunque no est representado grficamente, dir que el fluido comprime un cilindro neumtico y no es de los ms utilizados.

GENERADOR DE VACO

Generadores de vaco Son componentes en los que el vaco puede lograrse utilizando aire comprimido como fluido motor. Operan basados en el principio Venturi, careciendo por lo tanto de partes mviles. El aire comprimido pasa por una tobera o difusor a gran velocidad, generando en esta forma vaco en su seccin ms estrecha. Los generadores de vaco establecen el vaco necesario. El vaco se genera de forma neumtica (eyectores) o elctrica (bombas, soplantes). Los eyectores cuentan con funciones inteligentes para el control de energa y procesos.

Ejemplo de un Generador de Vacio

REGULADOR DE PRESIN

Los reguladores de presin son aparatos de control de flujo diseados para mantener una presin constante aguas abajo de los mismos. Este debe ser capaz de mantener la presin, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. La seleccin, operacin y mantenimiento correcto de los reguladores garantiza el buen desempeo operativo del equipo al cual provee el gas.Los reguladores de presin reducen la presin de un gas o un lquido procedentes de una fuente de presin, como una botella o un compresor, para adecuarla al valor requerido por un dispositivo como podra ser un analizador. Un regulador de presin ofrece una mejor resolucin y control cuando sus rangos de presin de entrada y de control estn muy prximos a los requisitos de presin del sistema de conduccin de fluidos. La resolucin es el nmero de vueltas del mando necesario para ajustar el regulador desde su presin de consigna ms baja hasta la presin mxima de consigna. El control es la capacidad del regulador para mantener el punto de ajuste de la presin de consigna.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Se trata de un tubo cilndrico cerrado dentro del cual hay un mbolo unido a un vstago que se desplaza unido a l. Por un extremo hay un orificio para entrar o salir el aire y en el otro est albergado un muelle que facilita el retorno del vstago. Este tipo de cilindro trabaja en un solo sentido, cuando el aire entra en l. El retroceso y desalojo del aire se produce por la fuerza del melle que est albergado en el interior del cilindro.La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vstago corresponde con la frmula: Fuerza = Presin del aire * Superficie del mbolo - Fuerza del muelle

Cilindro de simple efecto retorno por muelle

CILINDRO DE DOBLE EFECTO

Se trata de un tubo cilndrico cerrado con un diseo muy parecido al cilindro de simple efecto, pero sin el muelle de retorno, el retorno se hace por medio de otra entrada de aire. Este tipo de cilindro trabaja en los dos sentidos, cuando el aire entra en l produce fuerza y desaloja el aire que est en el otro compartimento. El retroceso y desalojo del aire se produce cuando el aire entra por el otro orificio.

Cilindro de doble efecto

La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vstago corresponde con la frmula: Fuerza = Presin del aire * Superficie del mboloLa fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentro el vstago corresponde con la frmula.Fuerza = Presin del aire * (Superficie del mbolo - Superficie del vstago)De manera que la fuerza que podemos obtener de retorno es menor que la de empuje hacia fuera.

VLVULA DE CONTROL DE PRESIN.

Es la vlvula encargada de controlar el nivel de la presin del fluido dentro del sistema o en una parte de l. La conforma la cubierta y un conmutador que opera mediante la aplicacin de una presin. Cuando la presin del sistema alcanza cierto valor el conmutador conecta o desconecta los conductos dentro del cuerpo de la vlvula y modifica la trayectoria del fluido ya sea impidiendo que el flujo pase a travs de ella o por el contrario, permitiendo que pase.

Vlvula controladora de presin manual.

MANMETRO

Indica la presin del compresor. Es uninstrumento de medicinpara lapresinde fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manmetros, segn se empleen para medir la presin de lquidos o de gases.

COLCHN DE AIRECapa de aire a presin que se interpone entre dos superficies para evitar su contacto, para amortiguar sus movimientos o para disminuir el rozamiento.Un colchn de aire es un actuador que reduce o elimina la friccin entre el colchn y la superficie de trabajo. El aire se introduce a travs del orificio de entrada y se libera a travs de un pequeo orificio que se encuentra en una de las caras del colchn de aire. La presin acta en el espacio entre el colchn y la superficie lisa de trabajo. Esta presin evita que estas dos superficies hagan contacto entre s, reduciendo as la friccin.

CAUDALMETRO

Un Caudalmetro es un dispositivo que se utiliza para medir el caudal o la cantidad de un gas o lquido. Las aplicaciones de medicin de caudal son muy diversas. Considere los siguientes ejemplos: flujo de agua a travs de un canal abierto, prdida de vlvula hidrulica, y medicin de combustible a travs de un inyector de combustible. Si bien se usan muchas tecnologas distintas para medir el caudal, el caudalmetro con desplazamiento positivo es nico porque mide directamente el volumen real. Todos los dems tipos infieren el caudal realizando otro tipo de medicin e igualndola con el caudal. Los caudalmetros se conocen por muchos nombres, como flujmetro, indicador de flujo, medidor de lquido, etc., segn la industria. No obstante, la funcin de medicin de caudal es siempre la misma.

Ejemplo de Caudalmetro.

LOSINTERRUPTORES O SENSORES FINALES DE CARRERA.

El final de carrera o sensor de contacto (tambin conocido como "interruptor de lmite") o limit swicht, son dispositivos elctricos, neumticos o mecnicos situados al final del recorrido de un elemento mvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar seales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operacin que cumplan al ser accionados.Generalmente estos sensores estn compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso, emplendose, en general, en todas las mquinas que tengan un movimiento rectilneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

Ejemplo de un interruptor de fin de carrera

Vlvulas de control de Flujo

Las vlvulas de control de flujo se usan para regular o controlar el flujo de un lquido a travs de un sistema. Por lo general, ese sistema es industrial o tiene un propsito industrial. Una refinera de gas o planta de agua residual utilizar muchas vlvulas de control de flujo para mantener el flujo de agua y compuestos qumicos bajo control. Tambin pueden usarse para medir la cantidad de fluido corriendo a lo largo de un sistema. Hacen esto de varias maneras y utilizan varios mecanismos que le indican a las vlvulas cundo abrirse y cundo cerrarse.Controlar el flujo slo es uno de los objetivos principales de la vlvula de flujo. Una vlvula de flujo puede responder a ciertos cambios de presin. Cuando la presin en un sistema se eleva hasta cierto nivel, se abrir o cerrar una vlvula de control de flujo, dependiendo de su propsito. Esto alivia o disminuye la presin en una parte del sistema para mantener el equilibrio con respecto a las otras partes. Por ejemplo, cuando un tanque principal comienza a vaciarse en una planta de tratamiento de agua, se abrir una vlvula para dejar entrar agua desde el tanque de reserva. Esto asegura que haya un suministro constante de agua en la planta.

Simbologa de Vlvula de control de Flujo.

VLVULA DIRECCIONAL ACCIONADA POR PULSADOR.

Es aquella vlvula de cierre que posee un orifico de entrada y otro de salida y dos posiciones de mando. nicamente se utiliza en aquellas partes de los circuitos neumticos donde no es preciso efectuar por la misma vlvula la descarga del sistema alimentado, solo actan como vlvulas de paso.

VLVULA DIRECCIONAL ACCIONADA POR PILOTO NEUMTICO DOBLE.

Esta vlvula, de cuatro vas y dos posiciones, es una vlvula de control direccional operada por piloto neumtico doble. Permite el control a distancia del movimiento de los cilindros mediante seales neumticas. Cuando ambas vlvulas no actan, ambos extremos del cilindro estn drenados al tanque de manera que ninguna de las caras del pistn hay presin mientras que las entradas de ambas caras vlvulas permanecen bloqueadas.

VLVULA DIRECCIONAL ACCIONADA POR SOLENOIDE.

Esta vlvula, de cuatro vas y dos posiciones, es una vlvula de control direccional accionada por un solenoide y retorno por resorte. Permite controlar el movimiento de los cilindros mediante seales elctricas.

VLVULA DE FUNCIN Y

Se trata de una vlvula que implementa la funcin Y, esto es, slo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con presin por las dos entradas a la vez. Se utiliza para hacer circuitos de seguridad, el cilindro slo se activar cuando existe presin en las dos entradas.

Vlvula Y

Smbolo de la vlvula Y

MOTOR BIDIRECCIONAL.

El par torsos disponible en el rbol del motor es directamente proporcional a la diferencia de presin neumtica entre la va de entrada y la va de salida del motor. Segn el sentido del aire que lo atraviesa, el motor bidireccional puede funcionar en los dos sentidos de rotacin. El nombre que se da generalmente a actuador hidrulico giratorio es motor hidrulico. La construccin de los motores se parece mucho a la de las bombas. En vez de suministras fluido como lo hace una bomba, son impulsados por esta y desarrollan un par y un movimiento continuo de rotacin, es decir, convierten la energa hidrulica en torque y como resultado Fuerza. Como los dos orificio del motor, de entrada y de salida, pueden ser ambos presurizados (motores bidireccionales). Muchos de los motores hidrulicos llevan drenaje externo.

Simbologa neumtica de un motor bidireccional.

DISPOSITIVO DE CARGA O CCD.

Dispositivo electrnico construido a partir de un circuito integrado que se emplea en, por ejemplo, los detectores de imgenes en las cmaras de vdeo, para fabricar registros de desplazamiento, memorias secuenciales y, especialmente, dispositivos sensores de imagen. Los dispositivos de transferencia de carga o dispositivos acoplados por carga, ms conocidos como CCD (acrnimo decharge-coupled device), son dispositivos semiconductores, relativamente complejos, en los que una carga elctrica se propaga o transfiere entre diferentes etapas del circuito, segn una secuencia determinada por un oscilador o reloj interno o externo.La carga que se transfiere entre las diferentes etapas puede provenir de una fuente externa, o puede haber sido generada sobre una superficie fotovoltaica que puede, a su vez, formar parte del propio CCD. El fundamento bsico de los circuitos CCD es un chip o pastilla de silicio cuya superficie se ha hecho aislante por la formacin de xido de silicio por oxidacin. Encima del silicio se evapora un metal conductor, segn unos patrones que permiten crear una lnea o una matriz de superficies metlicas, algunas aisladas y otras interconectadas entre s. El substrato semiconductor y el mosaico de reas metlicas forman una matriz de condensadores, algunos de los cuales se pueden interconectar secuencialmente, de manera que la carga de cada uno de los condensadores pueda ser transferida al siguiente.El funcionamiento es similar al de una cadena de personas que transportan cubos para apagar un incendio, suponiendo que hay tantos cubos como personas y que todas ellas realizan los intercambios de una manera sincrnica y en diferentes movimientos.

MOTORES NEUMTICOS.

Los motores neumticos son unos elementos capaces de transformar la energa neumtica en energa mecnica. Nos podemos encontrar muchas herramientas que funcionan con aire comprimido y necesitan un motor, por ejemplo, una taladradora. Sin embargo, nos encontraremos otro tipo de herramientas que no necesitan un motor neumtico, por ejemplo, una pistola de clavar clavos, grapas, etc. Los motores neumticos no solamente son tiles como herramientas de trabajo, tambin tienen un uso industrial, aunque no sea lo ms comn, porque ya existen los motores elctricos, entre otras cosas. Sin embargo, en ciertas industrias, pueden llegar a ser necesario, como las industrias alimentarias y las farmacuticas. En este tipo de industria, la higiene es una cuestin vital, y en determinados procesos productivos, el motor elctrico ensucia. Motores de engranaje:Como se puede observar, el motor esta compuesto de dos engranajes, uno de ellos esta conectado con el eje del motor, y el otro, transmite movimiento al otro engranaje. Este tipo de motor es de bajo rendimiento, porque consume ms energa que la que transmite. Pero, es capaz de dar 60 cv de potencia. Motores de pistones:Esta clase de motor, esta construido con varios pistones. Se logran potencias del orden de 30 cv.

Motores de paletas:Es el tipo de motor que se usan en las herramientas, como lijadoras y taladradoras. Dan una potencia mxima de 20 cv, y tienen unas velocidades de 3000 hasta 9000 r.p.m

DISPOSITIVO DE CONDUCTO LARGO.

Este dispositivo consiste en un tubo de polietileno enrollado, de 11,5 m (38 pies) de largo, cuyo dimetro es menor que el de los tubos utilizados para conectar los circuitos. Se utiliza para simular la friccin causada por una tubera muy larga

CIRCUITOS NEUMTICOS

Los circuitos neumticos utilizanaire sometido a presincomo medio para transmitir fuerza. Este aire se obtiene directamente de la atmsfera, se comprime y se prepara para poder ser utilizado en los circuitos.

PUESTO CON PULSADORES

El Puesto con pulsadores cuenta con dos interruptores pulsadores de contacto momentneo, uno con un contacto normalmente abierto y el otro con uno normalmente cerrado.

CONCLUSIN

La neumtica es la tecnologa que emplea el aire comprimido como modo de transmisin de la energa necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elstico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresin y devolver la energa acumulada cuando se le permita expandirse, segn la los gases ideales. Hoy en da son muchos los sistemas tcnicos que basan su funcionamiento en este tipo de energa. Por ejemplo, las puertas de algunos autobuses y trenes se accionan con aire comprimido; en la industria son muy tiles los sistemas neumticos porque proporcionan movimiento lineal y desarrollan grandes fuerzas, utilizndose para empujar y levantar cargas pesadas, en cadenas de montaje automatizado,entre otros. La generacin, almacenaje y utilizacin del aire comprimido resultan relativamente baratos y adems ofrece un ndice de peligrosidad bajo en relacin a otras energas como la electricidad y los combustibles gaseosos o lquidos.