TRANSMISIN AUTOMTICA

NIVEL: FORMACIN BSICA

NIVEL: FORMACIN BSICA

MODO: FORMACIN

Especialista en contenidoTSU Carlos Prez Vasca (Instructor INCE Aragua)

Elaboracin y diagramacin Lic. Hernn Hernndez - Analista Productor de Medios (Contratado)

T.S.U. Carmen Peralta Jara. - Analista Integral (Contratado)

Supervisin General:

Lic. Dilia Robles Snchez (Supervisora de Tecnologa Educativa, INCE Aragua)

Coordinacin Tcnica Estructural:

Divisin de Recursos para el Aprendizaje

Coordinacin General:

Gerencia general de Formacin Profesional

Gerencia de Tecnologa Educativa

1era. Edicin mayo 2005

Copyright INCE

CONTENIDO

QU ES EL INCE?

PRESENTACIN

INTRODUCCIN

OBJETIVO

UNIDAD I. FUNDAMENTOS DE NEUMTICA INDUSTRIAL

NEUMTICA 09

Ventajas 09

Desventajas 10

Usos 10

FLUIDOS NEUMTICOS 11

Tipos 12

LEYES DE LOS GASES 15

Ley de Pascal 15

Ley de Boyle y Mariotte 16

Ley de Charles 16

MAGNITUDES FSICAS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO NEUMTICO 17

Presin 17

Caudal 19 Fuerza 20

UNIDAD II. SISTEMAS NEUMTICOS INDUSTRIALESSISTEMAS NEUMTICOS 21

Ventajas de los sistemas neumticos 21

Desventajas de los sistemas neumticos 21

Usos del sistema neumtico 21

COMPONENTES DE UN SISTEMA NEUMTICO 22 Generadores de energa (compresores) 22

CONTROLADORES DE ENERGA - VLVULAS 24

Tipos de controladores de energa (Vlvulas) 24

Vlvulas de asiento 25

Vlvulas de corredera 25

Vlvulas de 2/2 vas 25

Vlvulas de 3/2 vas 26

Vlvulas de 4/2 vas 28

Vlvulas de 4/3 vas 29

Vlvulas de 5/2 vas 30

CONSUMIDORES DE ENERGA (CILINDROS, MOTORES NEUMTICOS) 31

Cilindros 32

Cilindro de simple efecto 32

Cilindro de doble efecto 34

Cilindros con caractersticas especiales 35

Cilindros tandem 36

Cilindros de rotacin 36

MOTORES NEUMTICOS

37

Motores de embolo 37

Motores de aletas38

Motores de engranaje38

SISTEMA DE MANTENIMIENTO (FRL) 38

Funcionamiento del sistema de mantenimiento (FRL) 40

Importancia del sistema de mantenimiento (FRL) 41

EQUIPOS DE MEDICIN 42

Manmetro 42

PRDIDAS EN LOS PROCESOS NEUMTICOS 43

Perdida por rozamiento - friccin 43

Prdidas externas 43

Causas de las prdidas en los procesos neumticos 44

Frmula de Darcy Williams 44

UNIDAD III. INTERPRETACIN DE PLANOS DE SISTEMAS NEUMTICOS INDUSTRIALES

SIMBOLOGA UTILIZADA PARA LA INTERPRETACIN GRFICA DE LOS SISTEMAS DE NEUMTICA 45

Simbologa45

Simbologa Neumtica transformacin de energa 46

Simbologa de mando y regulacin de energa

49

Simbologa vlvulas de caudal, con vlvula antiretorno conectada en paralelo 49

Simbologa transformacin de energa 50

Simbologa vlvulas de bloqueo 53

Simbologa vlvulas de presin 54

Simbologa vlvulas de caudal 54

Simbologa vlvulas de cierre 55

Simbologa accionamiento de elementos mecnicos 56

Simbologa medios de accionamientos musculares 57

Simbologa accionamientos combinados 60

Simbologa otros elementos 60

Simbologa accionamientos mecnicos 61

Simbologa accionamientos elctricos 62

Simbologa accionamientos por presin 62

Smbolos especiales 64

Simbologa de amplificadores 64

Simbologa de convertidores de seales 65

Simbologa de contadores 65

DIAGRAMAS DE MOVIMIENTO 66

Tipos de diagramas de movimiento

66

Diagramas de espacio fase 66

Diagramas de espacio tiempo 67

Diagrama de mando 67

UNIDAD IV. INSTALACIN DE CIRCUITOS NEUMTICOS INDUSTRIALES 69

REDES PARA AIRE COMPRIMIDO 69

Componentes 69

TUBERAS USADAS EN SISTEMAS NEUMTICOS INDUSTRIALES 70

Tuberas

70

Accesorios 72

Recomendaciones para la instalacin de tuberas 73 Doblado de tubos 74

Mangueras 74

ELECTRONEUMTICA 76

Electricidad 76

Tipos de corriente 77

Caractersticas de un circuito elctrico 77

Ley de OHM 78

Tipos de circuito 79

Lgica en serie y paralela81

COMPONENTES ELECTRONEUMTICOS 82

Intgerruptores 82

Pulsadores 82

Contadores82

TEMPORIZADORES 83

Tiposde temporizadores neumticos 83

Temporizador de retardo de activacin on delay 84

Temporizador de retardo de activacin off delay 84

DISPOSITIVOS NEUMTICOS ESPCIALES 85

Sensores 85

Indices de ganancias en exceso, margen de operacin 87 Salida rel88

Salida triac89

TIPOS DE SENSORES FOTOELCTRICOS 89 Interruptor fotoelctrico con reflexin difusa 89

Interruptor fotoelctrico con eliminacin de segundo plano 90

Interruptor de fotoelctrico de fibras pticas 91

Interruptor fotoelctrico con retroflexin polarizada 92

Interruptor de proximidad capacitivo 92

Interruptor de proximidad inductivo 93

Vlvulas de vaco 94

Vlvulas de escape rpido 94

Cojinete de aire 95

COMPUERTAS LGICAS 96 Compuerta lgica Y (AND) 96

Compuerta lgica O (OR) 96

Compuerta lgica NO (NOT) 96

Compuerta de memoria 97

Compuerta NAND 98 Compuerta NOR 98

UNIDAD V. CONTROL SERVO PROPORCIONAL NEUMTICO VLVULAS DE CONTROL DIRECCIONAL PROPORCIONAL 99

Estructura de la vlvulas de control direccional 100

Funcionamiento 101

Curva caudal / voltaje 103

Aplicaciones 105

UNIDAD VI. PROGRAMACIN EN PLC CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE PLC. 107

Componentes 107

Familia de autmatas 109

Estructura del TSX 17 110

Tipos de autmatas TSX 17 112

LENGUAJE DE PROGRAMACIN 112

Formato AWL 115

lgebra Boleana 115

Cdigo B.C.D.116

Estructura del programa 116

Tipos de operando 117

Cdigo de operacin 118

Lenguaje Grafcet 119

Simbologa121

GLOSARIO 122

BIBLIOGRAFA 125

QU ES EL INCE?

El Instituto Nacional de Cooperacin Educativa (INCE), es un organismo autnomo con personalidad jurdica y patrimonio propio, adscrito al Ministerio para la Economa Popular, creado por Ley el 22 de agosto de 1959 y reglamentado por Decreto el 11 de marzo de 1960.

De acuerdo con Decreto publicado en la Gaceta Oficial N 34563 de fecha 28 de Septiembre de 1990, se reforma el Reglamento de la Ley sobre INCE, con la finalidad de reorganizarlo y adecuarlo a los intereses del pas y al proceso de reconversin industrial, conjugando los esfuerzos de los tres elementos claves: los trabajadores, el empresariado y el Estado.

El INCE, como Ente Rector de la Formacin Profesional en la Repblica Bolivariana de Venezuela, dirige la formacin y capacitacin de la fuerza laboral, en consonancia con las necesidades de los sectores productivos y con las polticas de desarrollo econmico y social del estado venezolano.

El Instituto tiene como Misin: Formar y capacitar de manera integral, bajo la tutela del Estado y con la participacin y el compromiso de los empleadores y trabajadores, a la fuerza laboral que demandan los sectores productivos, orientando la formacin al empleo productivo, en aras de la competitividad, contribuyendo as al desarrollo social, econmico y tecnolgico del pas.

PRESENTACIN

Con la finalidad de atender a los requerimientos de la Gerencia General de Formacin Profesional, en el marco del Plan de Modernizacin de los Centros de Formacin de la Institucin para la puesta en servicio de Laboratorios Didcticos, con miras a la formacin de trabajadores calificados en diferentes reas ocupacionales, se ha elaborado este manual de Neumtica, realizando investigaciones y consultas a los especialistas, con el fin de precisar los contenidos necesarios para el dictado del Curso.

De hecho, este material de apoyo, se constituye en un medio eficaz para informar y apoyar situaciones de aprendizaje, garantizando as la calidad de la formacin en este Curso especfico.

A estos efectos, el contenido del Manual se ajusta a un Programa Instruccional diseado segn los requerimientos del Curso, considerando el nivel y modo de la formacin. No obstante, recomendamos a los usuarios ampliar la informacin aqu suministrada, investigando en otras fuentes para reforzar e incrementar los conocimientos adquiridos.

INTRODUCCIN

La neumtica, como parte de la mecnica industrial, estudia el equilibrio y movimiento de los gases. La utilizacin de aire comprimido juega un papel importante en el desarrollo de aplicaciones automatizadas. Con el uso de aire comprimido un sistema neumtico puede hacer funcionar de manera efectiva gran variedad de herramientas de una forma segura, por eso es preferida por la mayora de las empresas del pas

Este material presenta informacin terica acerca de la neumtica a travs de las siguientes unidades:

Fundamentos de neumtica industrial

Sistemas neumticos industriales

Interpretacin de planos de sistemas neumticos

Instalacin de sistemas neumticos industriales

Control servo proporcional neumtico

Programacin en PLC

Este manual est diseado con un lenguaje acorde a las necesidades de formacin del participante, es decir, va desde lo sencillo a lo complejo. La presentacin del contenido facilitar el proceso enseanza aprendizaje, y permitir al participante poseer una visin general sobre la especialidad de NEUMTICA.

FUNDAMENTOS DE NEUMTICA INDUSTRIAL

Neumtica La tecnologa de la neumtica juega un papel importante en la mecnica desde hace mucho tiempo, cada vez ms es incluida en el desarrollo de aplicaciones automatizadas.En ese sentido, la neumtica es utilizada para la ejecucin de las siguientes funciones:

Deteccin de estados mediante sensores.

Procesamiento de informaciones mediante procesadores.

Accionamiento de actuadores mediante elementos de control.

Ejecucin de trabajos mediante actuadores.

VENTAJAS DE LA NEUMTICA

Las ventajas que posee la neumtica son las siguientes:

Cantidad: En prcticamente cualquier lugar se dispone a cantidades ilimitadas de aire.

Transporte: Facilidad de transportar aire a grandes distancias a travs de tuberas.

Almacenamiento: Es la posibilidad de almacenar aire comprimido en acumuladores, desde los que se puede abastecer el sistema. Adems el acumulador (botella) puede ser transportado.

Temperatura: El aire comprimido es prcticamente a oscilaciones de la temperatura. De este modo es posible obtener un buen funcionamiento fiable, incluso bajo condiciones extremas.

Seguridad: El aire comprimido no alberga riesgos en relacin con fuego o explosin.

Limpieza: El aire comprimido no lubricado no contamina el ambiente.

Composicin: Los elementos de trabajo son de composicin sencilla y por lo tanto, su precio es relativamente bajo.

Velocidad: El aire comprimido es un medio de trabajo rpido, puesto que permite obtener elevadas velocidades del movimiento del mbolo y los tiempos de conmutacin son cortos.

Sobrecarga: Las herramientas y los elementos neumticos pueden funcionar hasta que estn totalmente detenidos, por lo que son sobrecargados.

DESVENTAJAS DE LA NEUMTICA

Para evaluar correctamente los campos de aplicacin de la neumtica, tambin es necesario conocer sus desventajas, a continuacin se mencionan:

Acondicionamiento: El aire comprimido tiene que ser acondicionado, ya que de lo contrario puede producirse un desgaste precoz de los elementos neumticos por efecto de partculas de suciedad y agua condensada.

Comprensin: El aire comprimido no permite obtener velocidades homogneas y constantes de los mbolos.

Fuerza: El aire comprimido es econmico solamente hasta determinados niveles de fuerza. Este lmite se ubica entre 20.000 y 30.000 Newton segn la carrera, la velocidad y suponiendo el uso de las presiones comunes que oscilan entre 6 y 7 bar (600 y 700 Kpa).

Aire de escape: El escape de aire produce mucho ruido. Sin embargo, este problema puede ser resuelto de modo bastante satisfactorio utilizando materiales que atenan el ruido y silenciadores.

USO DE LA NEUMTICA

Algunas de las aplicaciones de la neumtica, son las siguientes:

Aplicacines generales en la tcnica de manipulacin:Sujecin de piezas.

Desplazamiento de piezas.

Posicionamiento de piezas.

Orientacin de piezas.

Bifurcacin del flujo de materiales.

Aplicaciones generales en diversas tcnicas especializadas: Embalar.

Llenar.

Dosificar.

Bloquear.

Accionar ejes.

Abrir y cerrar puertas.

Transportar materiales.

Girar piezas.

Separar piezas.

Apilar piezas.

Estampar y prensar piezas

Fluidos NeumticosTodas las instalaciones industriales usan un sistema de fuerza fluida de un tipo o de otro. El trabajo se realiza por un fluido bajo presin en el sistema. El sistema de fuerza puede funcionar como parte de un proceso (calentamiento o enfriamiento), o puede ser un sistema de servicio secundario (aire comprimido).

TIPOS DE FLUIDOS

Los tipos de fluidos para el sistema neumtico, son los siguientes:

Gas.

Aire comprimido.

Nitrgeno y

Dixido de carbono.

Aire comprimido Es el aire a presin superior a una atmsfera. El aire comprimido suministra fuerza a las herramientas llamadas neumticas, como perforadoras, martillos, remachadoras o taladros de roca. El aire comprimido tambin se emplea en las minas de carbn para evitar que se produzcan explosiones por las chispas de las herramientas elctricas que hacen detonar las bolsas de gris.

Propiedades del aire comprimidoLas propiedades del aire comprimido se mencionan a continuacin:

Abundante Esta disponible para su comprensin prcticamente en todo el mundo, en cantidades ilimitadas.

Transporte El aire comprimido puede ser fcilmente transportado por tuberas, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer de tuberas de retorno.

AlmacenableNo es preciso que un compresor permanezca continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en depsitos y tomarse de stos. Adems, se puede transportar en recipientes (botellas).

TemperaturaEl aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura; garantiza un trabajo seguro incuso a temperaturas extremas.

AntideflagranteNo existe ningn riesgo de explosin ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que sean costosas.

LimpioEl aire es limpio y en caso de faltas de estanqueidad en tuberas o elementos, no produce ningn ensuciamiento.

Constitucin de los elementosLa concepcin de los elementos de trabajo es simple y por lo tanto de precio econmico.

VelocidadEs un medio de trabajo muy rpido y por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. La velocidad de trabajo de cilindros neumticos puede regularse sin escalones.

Prueba de sobrecargas Las herramientas y elementos de trabajo neumticos pueden utilizarse hasta su parada completa sin riesgo alguno de sobrecargas.

Propiedades adversasPara delimitar el campo de utilizacin de la neumtica es preciso conocer tambin las propiedades adversas, que se mencionan a continuacin:

PreparacinEl aire comprimido debe ser preparado, antes de su utilizacin. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes).

ComprensibleCon aire comprimido no es posible obtener para mbolos velocidades uniformes y constantes.

Fuerza El aire comprimido es econmico slo hasta cierta fuerza. Condicionado por la presin de servicio normalmente usual de 700 Kpa (7 bar), el limite, tambin en funcin 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 insonorizantes.

CostosEl aire comprimido es una fuente de energa relativamente costosa; este elevado costo se comprensa en su mayor parte de elementos de precio econmico y en el buen rendimiento (cadencias elevadas).

Caractersticas del aire comprimido Las caractersticas del aire comprimido, son las siguientes:

Est disponible para su comprensin de manera ilimitada, gratuitamente en cualquier lugar del mundo.

El aire comprimido puede ser fcilmente transportado por tuberas o canalizaciones.

No es preciso que el compresor permanezca en servicio.

El aire comprimido puede almacenarse en depsitos y tomado luego.

Es poco sensible a las variaciones de temperatura, mantiene su fiabilidad incluso a temperaturas extremas.

No existe ningn riesgo de explosivos, ni incendio en ambientes peligrosos por lo tanto son innecesarias las costosas instalaciones antideflagrantes.

Leyes de los GasesLas leyes de los gases, son las siguientes:

LEY DE PASCAL

Una de las leyes neumticas ms conocidas es la Ley de Pascal. La Ley de Pascal expresa que cuando un gas est confinado bajo presin en un recipiente cerrado, la presin trasmite igualmente en todas direcciones por el gas. Si el recipiente es flexible, asumir una forma esfrica. La mayora de los tanques de gas comprimido son cilindros largos con extremos esfricos para contener la presin ms efectivamente. De esta manera pueden usarse lminas de acero ms delgadas en la fabricacin de recipientes de presin sin sacrificar la seguridad. (Ver figura 1)

FIG. 1 ACCIN DE LA PRESIN DE AIRE CONFINADO

LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

El volumen de una cantidad de gas a temperatura constante es inversamente proporcional a la presin absoluta: es decir, el producto de la presin absoluta por el volumen es constante para una determinada cantidad de gas. (Ver figura 2)

FIG. 2 LEY DE BOYLE Y MARIOTTE

LEY DE CHARLES

El volumen de una cantidad de gas cambia cuando cambia la temperatura, manteniendo la presin constante, es decir, el volumen es directamente proporcional a la temperatura (aumento de temperatura, aumento de volumen). (Ver figura 3)

FIG. 3 LEY DE CHARLES

Si el volumen se mantiene constante, la presin de una masa gaseosa en estado seco es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

Magnitudes Fsicas que Intervienen en el Proceso NeumticoSe entienden como magnitudes fsicas de un cuerpo, aquellas propiedades, procesos o estados que pueden medirse. Bajo este concepto se consideran magnitudes fsicas: longitud en metros (m), masa en kilmetros (Kg.), tiempo en segundos (s), temperatura en grados Kelvin (K) o Celsius (C).

A partir de stas, se derivan las dems magnitudes fsicas importantes para la neumtica, como son fuerza, caudal y presin; los cuales se mencionan a continuacin:

PRESIN

La presin es la cantidad de fuerza aplicada a un objeto o una sustancia, dividida por el rea (en pulgadas cuadradas) sobre la cual se aplica la fuerza.

Unidades: La presin puede venir expresada en:

N/m2 (Newton por Metro Cuadrado); Kgf/cm2 (kilogramo por centmetro cuadrado); (bar); Psi (libras por pulgada) N/cm2 (newton por centmetro cuadrado); atm (atmsfera), entre otros.

Internacional

Tcnico

Ingls

De estas slo utilizaremos el bar y el Psi.

Frmulas:

La presin viene determinada por la siguiente frmula:

Donde:

Conversin entre unidades:

La relacin entre las diferentes unidades de presin es:

1 Pa = 10 bar

1 bar = 1, 02 atm = 14, 5 Psi = 10 N/cm2Las presiones pueden ser medidas desde el vaco absoluto, llamndose presin absoluta, o partiendo de la presin atmosfrica recibiendo el nombre depresin relativa.

CAUDAL

El caudal es la cantidad de fluido (volumen) que circula por una seccin de la tubera en cada unidad de tiempo.

Unidades:

El caudal se mide en litros por minuto (l/min); centmetros cbicos por minuto (cm3/min), metros cbicos por minuto (m3/min); galones por minuto (gal/min).

Sistema Internacional

Sistema Ingls

Frmulas:

El caudal viene establecido por la frmula:

Conversin ente unidades:

La relacin entre las distintas unidades de caudal es:

Veamos la conversin:

1 l/min. = 1000 cm3/min. = 1/1000 = m3/min.

1 gal/min = 950 l/min.

FUERZA

Es un empuje o un tirn que se aplica a un objeto para cambiar su posicin o movimiento. Esto incluye arranque, parada y cambio de velocidad o direccin de movimiento. En un sistema neumtico, la fuerza debe estar presente en todo tiempo para que funcione el sistema, esta fuerza es aire comprimido. (Ver figura 4)

FIG. 4 FUERZA EN EL SISTEMA NEUMTICO

En la determinacin de una unidad de masa, se fija por motivos fsicos, obligatoriamente la unidad de fuerza. Newton descubri la siguiente ley natural:

Representada como ecuacin de unidades:

SISTEMAS NEUMTICOS INDUSTRIALESSistemas Neumticos

Se entiende por sistema neumtico al conjunto de componentes que estructuran la instalacin de un equipo o herramientas que funcionan con aire comprimido.

VENTAJAS DE LOS SISTEMAS NEUMTICOS

Las ventajas de la neumtica son las siguientes:

Puede prescindir de las tuberas de retorno.

El aire tiene una velocidad de flujo comparativamente alta en las tuberas y vlvulas.

El aire comprimido puede acumularse fcilmente en depsitos.

Las fugas no son contaminantes.

Fcil montaje con conexiones rpidas y tubo flexibles.

DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS NEUMTICOS

El aire requiere de mantenimiento (F.R.L.).

A partir de 6 bar se prescriben controles tcnicos de seguridad.

Para fuerzas grandes se necesitan cilindros de dimetro grande.

Muy ruidoso (escape a la atmsfera).

Su aplicacin est limitada a presiones superiores a 20 bar.

USO DEL SISTEMA NEUMTICO

Algunas de las maneras de realizar trabajo de los sistemas neumticos incluyen el funcionamiento de herramientas neumticas, dispositivos de movimiento lineal, abridores de puertas y dispositivos de movimiento rotatorio. Los sistemas neumticos tambin se usan para controlar las vlvulas de flujo en equipos de procesos qumicos y en sistemas de aire acondicionado de gran tamao. En sistemas ms sofisticados, la neumtica se usa para la operacin de vlvulas de control de secuencia de manera bastante similar a los rels elctricos.

El sistema neumtico en una planta industrial usualmente manipula aire comprimido se usa para funcionamiento de herramientas de aire porttiles, tales como: taladros, llaves y herramientas de desbastar, para prensas sujetadoras, platos de entorno y otros dispositivos de sujecin, para topes posicionadores movibles, para operar mquinas de fundir a presin en caliente y mquinas de moldear plstico y tambin para suministrar aire utilizado en los procesos de manufactura. An cuando las piezas de equipo neumtico que se han descrito son diferentes unas de otras, todas ellas se convierten aire comprimido a trabajo.

Componentes de un Sistema Neumtico Los componentes de los sistemas neumticos, son los siguientes:

GENERADORES DE ENERGA (COMPRESORES)

Son aquellos dispositivos que tienen la capacidad de transformar la energa mecnica en energa neumtica. La energa producida servir para que el sistema realice el trabajo. Un ejemplo de estos son los compresores.

Tipos de compresores La eleccin del compresor depende de la presin de trabajo y de la cantidad de aire necesaria. Los compresores son clasificados segn su tipo constructivo:

Compresor de mboloLos compresores de mbolo comprimen el aire que entra a travs de una vlvula de aspiracin. A continuacin, el aire pasa al sistema a travs de una vlvula de escape.

Los compresores de mbolo son utilizados con frecuencia porque su gama cubre un amplio margen de presiones. Para generar presiones elevadas se recurre a un sistema escalonado de estos compresores. En ese caso, el aire es enfriado entre cada una de las etapas de compresin.

Las presiones ptimas para los compresores de mbolo son las siguientes:

hasta 400 Kpa(4 bar)una etapa

hasta 1500 Kpa(15 bar)dos etapa

hasta 1500 Kpa(15 bar)Tres ms etapa

Compresor de membrana Los compresores de membrana pertenecen al grupo de compresores de mbolo. En este caso, la cmara de compresin est separada del mbolo mediante una membrana, de esta forma ofrece la ventaja de no dejar pasar aceite del compresor al aire. Por esta razn, los compresores de membrana suelen utilizarse en la industria de alimentos y en la industria farmacutica y qumica.

Compresores de mbolo giratorioLos compresores de mbolo giratorio comprimen el aire mediante un mbolo que gira. Durante el proceso de compresin se reduce continuamente la cmara de comprensin.

Compresor helicoidalEn estos compresores, dos rboles de perfil helicoidal giran en sentido contrario. El perfil de ambos rboles engrana y as transporta y comprime el aire.

Controladores de Energa (Vlvulas)

Son todos aquellos elementos que se encargan de distribuir y regular la presin y el caudal en la energa neumtica entregada por los compresores. Dentro de este grupo tenemos las vlvulas.

TIPOS DE CONTROLADORES DE ENERGA (VLVULAS)

El diseo de una vlvula es un criterio importante para su vida til, sus tiempos de conmutacin, tipo de accionamiento, sistema de conexin y tamao.

Los tipos de vlvulas de vas, son los siguientes:

Vlvulas de asiento:

Vlvulas de asiento de bola.

Vlvulas de asiento de plato.

Vlvulas de corredera:

Vlvulas de corredera longitudinal.

Vlvulas de corredera longitudinal plana.

Vlvulas de plato giratorio.

Vlvulas de asientoLas vlvulas de asiento, los pasos son abiertos o cerrados mediante bolas, platos, discos o conos. Las vlvulas de asiento suelen llevar juntas de goma que hacen las veces de asiento. Estas vlvulas apenas tienen piezas que puedan desgastarse y en consecuencia, tienen una vida til larga. No son sensibles a la suciedad, son muy resistentes y requieren de una fuerza de accionamiento relativamente grande, ya que tienen que superar la fuerza del muelle de recuperacin y de la presin del aire.

Vlvulas de correderaLas vlvulas de corredera, las conexiones son unidas o cerradas mediante correderas cilndricas, planas o circulares.

Vlvulas de 2/2 vasLas vlvulas de 2/2 vas tienen dos conexiones y dos posiciones (posicin abierta o posicin cerrada). En la posicin cerrada, estas vlvulas no evacuan el aire (a diferencia de las vlvulas de 3/2 vas que s lo hacen). El tipo ms frecuente entre las vlvulas de 2/2 vas es la vlvula de asiento de bola. Las vlvulas de 2/2 vas son accionadas manual o neumticamente. (Ver figuras 5 y 6).

Existen dos tipos de vlvulas 2/2: normalmente cerrada (N/C) y normalmente abierta (N/A). La vlvula del primer tipo, cuando no est accionada, no deja pasar el aire comprimido, mientras que la N/A, por el contrario, deja pasar el fluido al cilindro sin necesidad de accionarla. Para activarla hay que oprimir un pulsador manual o automticamente. Estas vlvulas son de uso comn y no poseen escapes o alivios.

Vlvula de 3/2 vasLas vlvulas de 3/2 vas permiten activar o desactivar seales. Las vlvulas de 3/2 vas tienen 3 conexiones y 2 posiciones. La tercera conexin 3(R) permite la evacuacin de aire del conducto transmisor de la seal. Un muelle presiona una bola contra un asiento de vlvula y el paso de la conexin que recibe presin 1(P) hacia el conducto de trabajo 2(A) queda bloqueado. La conexin 2 (A) es evacuada a lo largo del vstago que abre el paso hacia la conexin 3(R). (Ver figura 7).

El vstago se encarga de separar la bola de su asiento. Al efectuar esta operacin, es necesario superar la fuerza que ejerce el muelle de reposicin y adems, la fuerza de la presin.

Existen dos tipos de vlvulas 3/2: normalmente cerrada (ver figura 8) y normalmente abierta (ver figura 9) al permanecer cerrada no permite al aire comprimido pasar de P a A, la compuerta o va A est comunicada con el escape R y la (N/A) comunica P con A y R se comunica a la atmsfera. Esta vlvula es muy utilizada para operar los cilindros de simple efecto, finales de carrera o para el pilotaje de otras vlvulas, es activada por la opresin de un pulsador y es retornada a su posicin inicial por un resorte.

Vlvulas de 4/2 vas Las vlvulas de 4/2 vas tienen cuatro conexiones y dos posiciones, una vlvula de 4/2 tiene las mismas funciones que la combinacin de dos vlvulas de 3/2 vas, una abierta en reposo y otra cerrada en reposo. (Ver figuras 10 y 11).

La vlvula tiene una conexin de evacuacin de aire sin sobre posicin de seales y es repuesta a su posicin normal mediante un muelle. Estas vlvulas son utilizadas para la activacin de cilindros de doble efecto.

Las vlvulas de 4/2 vas tambin pueden ser de accionamiento unilateral y con muelle de reposicin (vlvula neumtica) o de accionamiento neumtico bilateral (vlvula neumtica de impulsos) o, tambin servopilotadas con rodillo o de corredera plana o cilndrica. Las vlvulas de 4/2 vas suelen ser utilizadas con la misma finalidad que las vlvulas de 5/2 vas.

Vlvulas de 4/3 vasLas vlvulas de 4/3 vas tienen 4 conexiones y 3 posiciones. La vlvula de corredera de plato es un ejemplo de vlvula de 4/3 vas. Estas vlvulas, por lo general, slo son fabricadas con accionamiento manual o mediante pedal. Cuando son activadas, dos platos giran y unen entre s los canales de paso. (Ver figura 12).

Vlvulas de 5/2 vasLas vlvulas de 5/2 vas tienen cinco conexiones y dos posiciones. Estas vlvulas son utilizadas principalmente como elementos de maniobra para el accionamiento de cilindros. La vlvula de corredera longitudinal es un ejemplo de vlvula de 5/2 vas. En su calidad de elemento de mando, estas vlvulas tienen un mbolo de mando que se encarga de unir o separar los conductos correspondientes efectuando movimientos longitudinales. Se necesita poca fuerza para el accionamiento porque no es necesario superar la resistencia del aire comprimido o de un muelle (mtodo de bola o de plato).

En el caso de las vlvulas de corredera longitudinal, es posible aplicar todos los tipos de accionamiento, ya sean manuales, mecnicos, elctricos o neumticos. Estos mismos tipos de accionamiento pueden tambin ser utilizados para los movimientos de reposicin. En estas vlvulas, el recorrido de la operacin de accionamiento es considerablemente mayor que en el caso de las vlvulas de asiento. Esta versin de vlvulas de corredera ofrece problemas de estanqueidad. Las conexiones de metal sobre metal, conocidas en la hidrulica, exigen tolerancia mnimas de la corredera en relacin con el taladro en el cuerpo de la vlvula. (Ver figura 13).

Las vlvulas neumticas, la holgura entre la corredera y el taladro del cuerpo de la vlvula no debera ser mayor a 0,002-0,004 mm, puesto que de lo contrario las fugas seran demasiado grandes. Para evitar los gastos que significaran una fabricacin de las piezas con esa precisin, se utilizan juntas tericas y retenes en los cilindros y juntas tericas en el cuerpo de la vlvula. Para evitar daos en las zonas de las conexiones, es posible repetir los elementos de estanqueidad a lo largo de toda la camisa del cilindro.

Consumidores de energa (cilindros, motores neumticos)

Son aquellos dispositivos o elementos encargados de transformar la energa neumtica controlada por las vlvulas en energa mecnica. Aqu se encuentran los motores y cilindros.

Cilindros

Los cilindros transforman la energa en trabajo, la seal de salida es controlada por el mando y el actuador reacciona a dicha seal por accin de los elementos de maniobra. Otro tipo de equipos de emisin de seales son los elementos que indican el estado del sistema de mando o de los cilindros, como pueden ser, por ejemplo, los indicadores pticos de accionamiento neumtico. (Ver figura 14).

Los cilindros neumticos pueden clasificarse en dos grupos segn el movimiento, si es lineal o giratorio:

Movimiento rectilneo:

Cilindros de simple efecto.

Cilindros de doble efecto.

Movimiento giratorio:

Motor neumtico.

Actuador giratorio.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Los cilindros de simple efecto reciben aire a presin slo en un lado. Estos cilindros slo pueden ejecutar el trabajo en un sentido. El retroceso est a cargo de un muelle incluido en el cilindro o se produce por efecto de una fuerza externa. (Ver figura 15).

La fuerza del muelle hace retroceder el vstago de cilindro a suficiente velocidad, pero sin que el cilindro pueda soportar una carga.

En los cilindros de simple efecto con muelle de reposicin, la carrera est definida por la longitud del muelle. En consecuencia, los cilindros de simple efecto tienen una longitud mxima de aproximadamente 80 mm.

Por su diseo, los cilindros de simple efecto pueden ejecutar diversas funciones de movimientos denominados de alimentacin, tales como las que se mencionan a continuacin: entregar, bifucar, juntar, accionar, fijar y expulsar.

Los cilindros de simple efecto estn equipados con una junta simple en el mbolo, en el lado sometido a presin. La estanqueidad de los cilindros de metal o plstico se logra utilizando un material flexible (Perbunn). Los bordes de la junta se deslizan a lo largo de la camisa del cilindro cuando ste ejecuta los movimientos. Los cilindros de simple efecto tambin pueden ser de dos tipos:

Cilindros de membrana.

Cilindros de membrana enrollable

En los cilindros de membrana, una membrana de goma, de plstico o de metal hace las veces de mbolo. El vstago est fijado en el centro de la membrana. Estos cilindros de carrera corta son utilizados para ejecutar trabajos de fijacin, presado y elevacin.

CILINDRO DE DOBLE EFECTO

El diseo de estos cilindros es similar al de los cilindros de simple efecto. Sin embargo, los cilindros de doble efecto no llevan muelle de reposicin y adems, las dos conexiones son utilizadas correspondientemente para la alimentacin y la evacuacin del aire a presin. Los cilindros de doble efecto ofrecen la ventaja de poder ejecutar trabajos en ambos sentidos. Se trata por lo tanto, de cilindros suavemente verstiles. La fuerza ejercida sobre el vstago es algo mayor en el movimiento de avance que en el de retroceso porque la superficie en el lado del mbolo es ms grande que en el lado del vstago. (Ver figura 16).

FIG. 16 CILINDRO DE DOBLE EFECTO

CILINDROS CON CARACTERSTICAS ESPECIALES

Los cilindros con caractersticas especiales son aquellos que pueden realizar ejecuciones especiales. Se pueden considerar entre estos cilindros, los que se mencionan a continuacin:

Los cilindros de Doble Efecto, cuyas ejecuciones especiales son:

-Con vstago reforzado. (Ver figura 17).

-Con vstago saliente en ambos lados (doble vstago). (Ver figura 18).

-Con vstago resistente a los cidos. (Ver figura 19).

-Con superficie de deslizamiento del cilindro de cromo duro. (Ver figura 20).

-Con juntas resistentes al calor hasta 200 grados centgrados. (Ver figura 21).

-Con tubo de cilindro de latn. (Ver figura 22).

FIG. 17 CON VSTAGO REFORZADO

FIG. 18 DOBLE VSTAGO

FIG. 19 CON VSTAGO

RESISTENTE A LOS CIDOS

FIG. 20 CON SUPERFICIE DE DESLIZAMIENTO DE CROMO DURO

FIG. 22 CON TUBO DE CILINDRO DE LATN

FIG. 21 CON JUNTAS RESISTENTES AL CALOR

CILINDROS TANDEM

Se trata de un conjunto de dos cilindros de doble efecto. Su diseo y la aplicacin simultnea de presin en ambos mbolos permiten casi duplicar la fuerza del vstago. Este tipo de cilindro es utilizado en todos los casos en los que es necesario disponer de una gran fuerza, sin importar el dimetro del cilindro. (Ver figura 23).

CILINDROS DE ROTACIN

Los cilindros de rotacin, donde el movimiento del mbolo se trasmite a una rueda dentada a travs de una cremallera situada en el vstago del mbolo y puede tomarse como un movimiento de rotacin. (Ver figura 24).

Motores Neumticos Los equipos que transforman energa neumtica en movimientos giratorios mecnicos (que pueden ser continuos) se llaman motores neumticos. El motor sin limitacin del ngulo de giro es uno de los elementos de trabajo ms utilizados en sistemas neumticos. (Ver figura 25).

Los motores neumticos son clasificados en funcin de su diseo:

MOTORES DE MBOLO: este tipo de motores se clasifica en motores radiales y axiales. El movimiento del mbolo tiene como consecuencia que el aire a presin acta sobre una biela, la que a su vez acta sobre el cigeal. Para que el motor trabaje de un modo homogneo es necesario que conste de varios cilindros. La potencia de los motores depende de la presin de entrada, de la cantidad de cilindros, de la superficie de los mbolos y de la velocidad de stos.

Los motores axiales funcionan de modo parecido a los motores radiales de mbolos. 5 cilindros de disposicin axial se encargan de transformar la fuerza en un movimiento giratorio a travs de un disco. Dos mbolos reciben simultneamente presin con el fin de conseguir un par de giro equilibrado para que el motor trabaje homogneamente.

MOTORES DE ALETAS: Los motores neumticos suelen ser fabricados en la versin de motores rotativos con aletas, porque pesan poco y su diseo es sencillo.

En una cmara cilndrica se encuentra un rotor excntrico. Dicho rotor est previsto de ranuras. Las aletas son guiadas por las ranuras y presionadas hacia la camisa del cilindro por efecto de la fuerza centrfuga. De este modo, las cmaras quedan separadas hermticamente. El rgimen de revoluciones del rotor oscila entre 3000 y 8500 min-1. Estos motores tambin pueden ser de giro hacia la derecha o hacia la izquierda y su potencia es regulable entre 0,1 hasta 17 Kw. (0,1 hasta 24 CV).

MOTORES DE ENGRANAJE: el par de giro de estos motores es el resultado de la presin que ejerce el aire contra los flancos de dos dientes engranados. Una de las ruedas dentadas est fijamente montada en el rbol del motor. Estos motores de engranajes pueden ofrecer importantes cotas de potencia (44 Kw./60 CV). La direccin del giro puede tambin variar en estos motores que son fabricados con engranajes rectos o helicoidales.

Sistema de Mantenimiento (FRL)

La unidad de mantenimiento tiene la funcin de acondicionar el aire a presin, est se encuentra antepuesta al mando neumtico.

La lubricacin del aire a presin, en trminos generales, no debera lubricarse el aire a presin. Sin embargo, si las partes mviles de vlvulas y cilindros requiriesen de lubricacin, deber enriquecerse el aire a presin constantemente con una cantidad suficiente de aceite. La lubricacin del aire a presin debera siempre limitarse tan slo a los segmentos del sistema que necesiten lubricacin. El aceite que pasa del compresor al aire a presin no es apropiado para la lubricacin de elementos neumticos. (Ver figura 26).

Los cilindros provistos de juntas resistentes al calor no deberan recibir aire a presin lubricado, ya que el aceite contenido en el aire podra producir un lavado de la grasa especial que llevan los cilindros.

Si se opta por usar aire a presin no lubricado en sistemas que antes s lo usaban, ser necesario renovar la lubricacin original de fbrica de las vlvulas y de los cilindros, ya que es posible que la lubricacin original entretanto haya desaparecido.

El aire a presin debera contener aceite de lubricacin en los siguientes casos:

Necesidad de operar con movimientos extremadamente veloces.

Uso de cilindros de grandes dimetros. (En este caso, es recomendable instalar la unidad de lubricacin inmediatamente antes del cilindro).

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE MANTENIMIENTO (FRL)El aire a presin pasa a travs de la unidad de lubricacin. Al atravesar una zona de estrangulacin en dicha unidad, se produce un vaco. Este vaco provoca una succin del aceite a travs de una tubera conectada a un depsito. El aceite pasa a una cmara de goteo donde es pulverizado y mezclado con el aire.

El aceite puede ser dosificado de la siguiente manera:

La dosificacin del aceite puede realizarse en concordancia con un valor aproximado de 1 hasta 10 gotas por metro cbico de aire a presin. La dosificacin correcta puede comprobarse del siguiente modo: colocar un trozo de cartn a unos 20 cm de la salida de la vlvula ms alejada del sistema. Despus de un tiempo prudencial no deber gotear aceite del cartn.

IMPORTANCIA DEL SISTEMA DE MANTENIMIENTO (FRL):Los depsitos de aceite en las paredes interiores de las tuberas de alimentacin representan un problema que deber tomarse en cuenta al realizar los trabajos de mantenimiento de sistemas que funcionan con aire a presin lubricado. Estos depsitos de aceite pueden ser absorbidos incontroladamente por la corriente de aire, con lo que aumentara el grado de suciedad del aire a presin. Los trabajos de mantenimiento de sistemas que adolecen de este problema son sumamente complicados, puesto que la nica forma de limpiar una tubera sucia por depsitos de aceite es desmontndola.

Los depsitos de aceite tambin pueden tener como consecuencia que los elementos queden adheridos, especialmente si la instalacin ha estado sin funcionar durante un perodo prolongado. Transcurrido un fin de semana o un da festivo es posible que las unidades lubricadas ya no funcionen correctamente, en consecuencia, deber acatarse la siguiente recomendacin: acondicionar el aire a presin sin aceite.

En importante resaltar, que deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

No permitir que el aceite proveniente del compresor pase a la red del aire a presin (instalacin de un separador de aceite).

Instalar exclusivamente elementos que tambin puedan funcionar sin aire lubricado.

Una vez que un sistema funcionando con aceite, deber seguir funcionando con aire lubricado ya que los elementos pierden su lubricacin de fbrica en el transcurso del tiempo a causa del aceite agregado al aire.

Equipos de medicin

Los equipos de medicin, son los siguientes:

MANMETRO

La mayora de los medidores de presin, o manmetros, miden la diferencia entre la presin de un fluido y la presin atmosfrica local. Para pequeas diferencias de presin se emplea un manmetro que consiste en un tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el fluido y el otro extremo abierto a la atmsfera. El tubo contiene un lquido, como agua, aceite o mercurio, y la diferencia entre los niveles del lquido en ambas ramas indica la diferencia entre la presin del recipiente y la presin atmosfrica local. Para diferencias de presin mayores se utiliza el manmetro de Bourdon, llamado as en honor al inventor francs Eugene Bourdon. Este manmetro est formado por un tubo hueco de seccin ovalada curvado en forma de gancho. Los manmetros empleados para registrar fluctuaciones rpidas de presin suelen utilizar sensores piezoelctricos o electrostticos que proporcionan una respuesta instantnea.

Las presiones bajas en un gas (hasta unos 10-6 mm de mercurio de presin absoluta) pueden medirse con el llamado dispositivo de McLeod, que toma un volumen conocido del gas cuya presin se desea medir, lo comprime a temperatura constante hasta un volumen mucho menor y mide su presin directamente con un manmetro. La presin desconocida puede calcularse a partir de la ley de Boyle-Mariotte. Para presiones an ms bajas se emplean distintos mtodos basados en la radiacin, la ionizacin o los efectos moleculares.

Manmetro a Pistn: consiste en un pistn conectado a la presin del sistema, un resorte pretensado, aguja y cuadrante calibrado en Psi y Kg/cm2.

Los manmetros son utilizados para medir la diferencia entre la presin del fluido y la presin atmosfrica local, hay que sumar sta ltima al valor indicado por el manmetro para hallar la presin absoluta. Una lectura negativa del manmetro corresponde a un vaco parcial.

FlujmetroInstrumento utilizado para medir la diferencia de presin entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor dimetro, con lo que se determina la velocidad de flujo y, por tanto, el caudal.

Prdidas en los Procesos Neumticos Las prdidas son disminuciones de energa en el sistema. Esta disminucin de energa pueden transformarse en calor y por ende traducirse una cada de presin. Si el fluido en un conducto est en reposo, las presiones en cualquier punto del sistema son iguales.

Tipos de Prdidas en los Procesos Neumticos

Los tipos de prdidas en los procesos neumticos, son los siguientes:

PRDIDA POR ROZAMIENTO - FRICCIN

Cuando el fluido est en movimiento existe un rozamiento entre las partculas del fluido y las paredes de la tubera, en consecuencia se genera el calor que produce la baja presin originada por el roce.

PRDIDAS EXTERNAS

La prdida externa es desagradable y puede tomarse peligrosa y antieconmica, porque raras veces se puede reaprovechar ese fluido. La causa principal del escape por las uniones se debe a la mala instalacin, vibraciones y choques que ocasionan una desconexin de las mismas.

Lneas de drenaje impropias, presin de operacin excesiva y contaminacin del fluido son factores que deterioran las uniones.

CAUSAS DE LA PRDIDA EN LOS PROCESOS NEUMTICOS

Algunos de los factores que generan prdidas son los siguientes:

Longitud y seccin de la tubera.

Velocidad del fluido.

Rugosidad de la parte interior de la tubera.

Cambios de direccin del fluido.

Vlvulas y accesorios deteriorados.

Si se desconectan dos manmetros Bourdon en una tubera por la que pasa un fluido el manmetro P1 indicar una presin mayor que la indicada en el manmetro P2, es decir existe una prdida de presin (p.( Ver figura 27).

FIG. 27 PRDIDA DE PRESIN EN TUBERA

FRMULA DE DARCY WILLIAMS

Se conoce como la ecuacin general de las prdidas de presin en flujo de fluidos (lquidos) en tubera, y que se expresa en metros de fluidos.

((= hL . ( . g y

La ecuacin de DARCY es vlida tanto para flujo laminar como turbulento.

INTERPRETACIN DE PLANOS DE SISTEMAS NEUMTICOS INDUSTRIALES

Simbologa utilizada para la interpretacin grfica de los sistemas neumticos Para desarrollar sistemas neumticos es necesario recurrir a los smbolos uniformes que representen elementos y esquemas de distribucin. Los smbolos deben informar sobre las siguientes propiedades:

Tipo de accionamiento.

Cantidad de conexiones y denominacin de dichas conexiones.

Cantidad de posiciones.

Funcionamiento.

Representacin simplificada del flujo.

SIMBOLOGA

A continuacin se exponen brevemente los smbolos ms comunes y su modo de empleo:

- Lneas: existen tres clasificaciones fundamentales:

una lnea principal (trazo continuo) transporta el caudal principal del sistema. En los diagramas grficos incluyen la lnea de aspiracin o entrada de la bomba, las lneas de presin y las de retorno al tanque.

Una lnea piloto (trazo largos interrumpidos) lleva el fluido que se usa para controlar el funcionamiento de una vlvula o de otro componente.

Una lnea de drenaje (trazos cortos interrumpidos) lleva el aceite de drenaje al tanque.

- Componentes giratorios: un crculo es el smbolo bsico para los componentes giratorios. Los tringulos de energa se colocan en los smbolos para indicar que son fuentes de energa o receptores de energa (motores). Si el componente es unidireccional el smbolo slo tiene un tringulo. Un motor reversible se dibuja con dos tringulos.

- Cilindros: un cilindro se dibuja como un rectngulo indicando el pintn, el vstago y las conexiones de los orificios. Un cilindro de simple efecto se dibuja abierto en el extremo del vstago y solamente con un orificio de entrada en el otro extremo. Un cilindro de doble efecto se representa cerrado y con dos orificios.

- Vlvulas: el smbolo bsico de una vlvula es un cuadro que se denomina envoltura. Las flechas se aaden a las envolturas para indicar el paso y direccin del caudal. Las vlvulas de posiciones infinitamente variableS, tales como las vlvulas de seguridad, tienen envolturas simples. Pueden tomar cualquier posicin, entre completamente cerradas, segn el volumen de lquido que pase por ellas. Las vlvulas de posicin finita son las vlvulas direccionales. Sus smbolos contienen una envoltura individual para cada posicin que pueda adoptar la vlvula.

Smbolo de ataque: el depsito se dibuja en forma de rectngulo abierto en su parte superior, en el caso de un ataque con respiradero y cerrado para un tanque presurizado. Por conveniencia se pueden dibujar varios smbolos en un diagrama, aunque haya solamente un depsito.

SIMBOLOGA NEUMTICA TRANSFORMACIN DE ENERGA

COMPRESOR

BOMBA DE VACO

MOTOR NEUMTICO, DE CAUDAL CONSTANTE, DE UN SOLO SENTIDO

MOTOR NEUMTICO, DE CAUDAL CONSTANTE, DE GIRO EN LOS DOS SENTIDOS

MOTOR NEUMTICO, DE CAUDAL VARIABLE, DE UN SOLO SENTIDO

MOTOR NEUMTICO, DE CAUDAL VARIABLE, DE GIRO EN LOS DOS SENTIDOS

MOTOR NEUMTICO, DE GIRO LIMITADO

CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, RETORNO POR FUERZA EXTERNA

CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, RETORNO POR MUELLE INTERNO

CILINDRO DE DOBLE EFECTO, DE VSTAGO SIMPLE

CILINDRO DE DOBLE EFECTO, DE VSTAGO DOBLE

CILINDRO DIFERENCIAL, DE VSTAGO SIMPLE

CILINDRO DE DOBLE EFECTO, CON AMORTIGUACIN REGULABLE EN LOS FINALES DE CARRERA

CILINDRO TELESCPICO DE SIMPLE EFECTO, RETORNO POR FUERZA EXTERNA

CILINDRO TELESCPICO DE DOBLE EFECTO

AMPLIFICADOR, MULTIPLICADOR DE PRESIN PARA EL MISMO MEDIO

AMPLIFICADOR, MULTIPLICADOR DE PRESIN PARA AIRE Y LQUIDO

CONVERTIDOR DE PRESIN POR EJEMPLO: NEUMTICO HIDRULICO

SIMBOLOGA DE MANDO Y REGULACIN DE ENERGA VLVULAS DE VAS

VLVULA DISTRIBUIDORA 2/2 CERRADA EN POSICIN DE REPOSO

VLVULA DISTRIBUIDORA 2/2 ABIERTA EN POSICIN DE REPOSO

VLVULAS DE CAUDAL, CON VLVULA ANTIRRETORNO CONECTADA EN PARALELO

VLVULA ANTIRRETORNO Y DE ESTRANGULACIN (REGULADOR UNIDIRECCIONAL), REGULABLE

VLVULA ANTIRRETORNO Y RESTRICCIN DE TURBULENCIA, REGULABLE

TRANSFORMACIN DE ENERGA

FUENTE DE PRESIN

CONDUCTO O LNEA DE TRABAJO

CONDUCTO O LNEA DE PILOTAJE O DE MANDO

CONDUCTO O LNEA DE ESCAPE

TUBERA FLEXIBLE

CABLE ELCTRICO

UNIN RGIDA (FIJA)

CRUCE DE LNEAS O CONDUCTOS

PUNTO DE ESCAPE

ESCAPE NO RECUPERABLE (SIN RACOR)

ESCAPE RECUPERABLE (CON RACOR)

PUNTO DE EMPALME DE PRESIN, CERRADO

VLVULA DISTRIBUIDORA 3/2 CERRADA EN POSICIN DE REPOSO

VLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, ABIERTA EN POSICIN DE REPOSO

VLVULA DISTRIBUIDORA 3/3, CERRADA EN POSICIN CENTRAL

VLVULA DISTRIBUIDORA 4/2

VLVULA DISTRIBUIDORA 4/3, CERRADA EN POSICIN CENTRAL

VLVULA DISTRIBUIDORA 4/3, POSICIN CENTRAL DE FLOTACIN

VLVULA DISTRIBUIDORA 5/2

VLVULA DISTRIBUIDORA 5/3, CERRADA EN POSICIN CENTRAL

VLVULA DISTRIBUIDORA DE VARIAS POSICIONES INTERMEDIAS Y DOS POSICIONES EXTREMAS

VLVULA DISTRIBUIDORA EN REPRESENTACIN SIMPLIFICADA

VLVULAS DE BLOQUEO

VLVULA ANTIRRETORNO, SIN MUELLE

VLVULA ANTIRRETORNO, CON MUELLE

VLVULA ANTIRRETORNO, PILOTADA POR AIRE

VLVULA SELECTORA DE CIRCUITO

VLVULA DE ESCAPE RPIDO

VLVULA DE SIMULTANEIDAD (NO EST NORMALIZADA)

VLVULAS DE PRESIN

VLVULA LIMITADORA DE PRESIN AJUSTABLE

VLVULA DE SECUENCIA, AJUSTABLE

VLVULA DE SECUENCIA CON ESCAPE (FUNCIN DE 3 VAS), AJUSTABLE (NO EST NORMALIZADA)

REGULADOR DE PRESIN, SIN ORIFICIO DE ESCAPE, AJUSTABLE

REGULADOR DE PRESIN, CON ORIFICIO DE ESCAPE, AJUSTABLE

VLVULAS DE CAUDAL

VLVULA DE ESTRANGULACIN, DE ESTRECHAMIENTO CONSTANTE

VLVULA DE RESTRICCIN DE TURBULENCIA, DE ESTRECHAMIENTO CONSTANTE

VLVULA DE ESTRANGULACIN, REGULABLE, DE ACCIONAMIENTO ARBITRARIO

VLVULA DE ESTRANGULACIN, REGULABLE, DE ACCIONAMIENTO MANUAL

VLVULA DE ESTRANGULACIN, REGULABLE, DE ACCIONAMIENTO MECNICO VENCIENDO EL MUELLE DE REPOSICIN.

VLVULA DE CIERRE

VLVULA DE CIERRE, REPRESENTACIN SIMPLIFICADA

DESECADOR

LUBRICADOR

UNIDAD DE MANTENIMIENTO (FILTRO, REGULADOR DE PRESIN, LUBRICADOR Y MANMETRO), REPRESENTACIN SIMPLIFICADA

REFRIGERADOR

ACCIONAMIENTO ELEMENTOS MECNICOS

RBOL DE GIRO EN UN SENTIDO

RBOL DE GIRO EN LOS DOS SENTIDOS

ENCLAVAMIENTO, MUESCA

BLOQUEO (*SMBOLO DEL MEDIO QUE SUELTA EL BLOQUEADOR)

DEPOSITO DE DESENCLAVAMIENTO

ARTICULACIN SIMPLE

ARTICULACIN CON PALANCA CORRIDA

MEDIOS DE ACCIONAMIENTO MUSCULARES

EN GENERAL

PULSADOR

PUNTO DE EMPALME DE PRESIN CON CONDUCTO DE ALIMENTACIN

ACOPLAMIENTO RPIDO SIN VLVULAS DE BLOQUEO ABIERTAS POR MEDIOS MECNICOS, ACOPLADO

ACOPLAMIENTO RPIDO CON VLVULAS DE BLOQUEO ABIERTAS POR MEDIOS MECNICOS, ACOPLADOS

ACOPLAMIENTO RPIDO, DESACOPLADO; CONDUCTO ABIERTO

ACOPLAMIENTO RPIDO, DESACOPLADO; CONDUCTO CERRADO POR VLVULAS DE BLOQUEO

DERIVACIN ROTATIVA, DE UNA VA

DESVIACIN ROTATIVA, DE DOS VAS

SILENCIADOR

DEPSITO O ACUMULADOR NEUMTICO

FILTRO

SEPARADOR DE AGUA, DE ACCIONAMIENTO MANUAL

SEPARADOR DE AGUA, DE PURGA AUTOMTICA

FILTRO CON SEPARADOR DE AGUA, DE PURGA AUTOMTICA

CENTRADO POR PRESIN

CENTRADO POR MUELLE

PRESIN, INDIRECTO (SERVOPILOTAJE)

DEPRESIN, INDIRECTO (SERVOPILOTAJE)

PRESIN, A TRAVES DE AMPLIFICADOR (NO EST NORMALIZADO)

PRESIN A TRAVES DE AMPLIFICADOR, INDIRECTO (NO EST NORMALIZADO)

PRESIN; EL TIPO DE ACCIONAMIENTO PRODUCE UN COMPORTAMIETO ALTERNATIVO (NO EST NORMALIZADO)

ACCIONAMIENTO COMBINADOS

ELECTROIMN Y VLVULA DE SERVOPILOTAJE

ELECTROIMN O VLVULA DE SERVOPILOTAJE

ELECTROIMN O ACCIONAMIENTO MANUAL CON MUELLE DE REPOSICIONAMIENTO

EN GENERAL:

*SMBOLO EXPLICATIVO (INDICADO EN LA NOTA DE PIE)

OTROS ELEMENTOS

MANMETRO (MEDIDOR DE PRESIN)

MANMETRO DE PRESIN DIFERENCIAL

PALANCA

PEDAL

ACCIONAMIENTO MECNICO

LEVA O PULSADOR

MUELLE

RODILLO ESCAMOTEABLE

SONDA (NO EST NORMALIZADA)

ACCIONAMIENTOS ELCTRICOS

ELECTROIMN, DE UN SOLO ARROLLAMIENTO

ELECTROIMN, DE DOS ARROLLAMIENTOS DE ACCIN APUESTA

MOTOR ELCTRICO, DE GIRO CONTINUO

MOTOR ELCTRICO DE PASO A PASO

ACCIONAMIENTO POR PRESIN

PRESIN, DIRECTO

DEPRESIN, DIRECTO

PRESIN DIFERENCIAL

TERMMETRO, MEDIDOR DE TEMPERATURA

CAUDALMETRO (MEDIDOR DE CAUDAL)

VOLMETRO (MEDIDOR DE VOLUMEN)

PRESSTATO

DETECTOR O SONDA DE PRESIN

DETECTOR O SONDA DE TEMPERATURA

DETECTOR O SONDA DE CAUDAL DE PASO

INDICADOR

SMBOLOS ESPECIALES: ELEMENTOS DE MANDO SIN CONTACTO (NO NORMALIZADOS)

DETECTOR DE PROXIMIDAD O RFLEX

TOBERA EN GENERAL, EMISOR DEL DETECTOR DE PASO O BARRERA NEUMTICA

RECEPTOR ALIMENTADO DEL DETECTOR DE PASO O BARRERA NEUMTICA

DETECTOR POR OBTURACIN DE FUGA

DETECTOR DE PASO O BARRERA NEUMTICA, EN FORMA DE HORQUILLA

AMPLIFICADORES

AMPLIFICADOR

(POR EJEMPLO DE 0,5 mbar a 100 mbar)

AMPLIFICADOR DE CAUDAL

VLVULA DISTRIBUIDORA 3/2 CON AMPLIFICADOR

CONVERTIDORES DE SEALES (NO ESTN NORMALIZADOS)

ELCTRICAS EN NEUMTICAS

NEUMTICAS EN ELCTRICAS

CONTADORES (NO ESTN NORMALIZADOS)

CONTADOR DE SUSTRACCIN

CONTADOR DE DIFERENCIA

CONTADOR DE ADICIN

Diagramas de MovimientoPara interpretar los procesos y estados de los elementos de trabajo, tales como: cilindros, unidades de avance, entre otras; es necesario utilizar grficos llamados diagramas de movimiento.

TIPOS DE DIAGRAMAS DE MOVIMIENTO

Los tipos de diagramas de movimiento, son los siguientes:

Diagrama de espacio fase En estas, una de las coordenadas (y) registra el recorrido o carrera del elemento de trabajo, en la otra (x) las fases. Veamos un ejemplo (segn normativa V DI 3260). (Figura 28).

FIG. 28 DIAGRAMA DE ESPACIO - FASE

Mediante este diagrama se puede reconocer de manera sencilla el desarrollo del movimiento de una mquina automtica, o bien, el estado del sistema de acuerdo a las fases de trabajo.

Diagrama de espacio - tiempoLos diagramas de espacio tiempo registran el recorrido o carrera del elemento del trabajo en el eje Y, mientras en el X representa el tiempo de ejecucin. (Ver figura 29).

FIG. 29 DIAGRAMA DE ESPACIO - TIEMPO

Diagrama de mando En los diagramas de mando, se relacionan las fases con los estados de conexin de los elementos emisores de seales.

Aqu los tiempos de conexin no se tienen en cuenta, solamente es importante el estado abierto y cerrado de cualquier emisor de seal. (Ver figura 30).

FIG. 30 DIAGRAMA DE MANDO

En el ejemplo arriba representado, un final de carrera emite seal al inicio de la fase 2 y deja de emitir al terminar la fase 5.

Otra manera de representacin del diagrama de mando es dibujar solamente la lnea de estado. (Ver figura 31).

FIG. 31 LNEA DE ESTADO

INSTALACIN DE CIRCUITOS NEUMTICOS

Redes para Aire ComprimidoSon tuberas diseadas de manera que posean distintas lneas de servicio, a travs de las cuales fluye aire comprimido, con la finalidad de suministrar una cantidad de aire con la presin requerida por los trabajos a realizar en cada punto de la red.

Cuando se instala una red de aire comprimido, debe hacerse provisin para conectar todos los componentes del sistema donde quiera que sea necesario. Los conductos de salida completos con tramos de drenaje y provisin para la instalacin de salidas y equipos adicionales. Estos conductos deben ser diseados e instalados apropiadamente y mantenerlos debidamente, si es que el equipo va a funcionar continuamente sin problemas. Estos conductos de aire no deben tener fugas ni cadas de presin excesivamente altas. Tienen que tener la resistencia suficiente para resistir la presin de aire del sistema, pulsacin y vibracin excesivas.

COMPONENTES

Los componentes de las redes para aire comprimido son:

Unidad de Compresin: Es el elemento central de una instalacin productor de aire comprimido, denominado compresor.

Lnea Principal: Es la lnea de suministro de aire a varios puestos o locales de la red.

Lnea de Distribucin: Es la lnea que est conectada de forma tal que da la vuelta al local donde se encuentran los distintos puestos o locales de la red.

Lnea de Servicio: Es la ltima parte de la instalacin fija y debe ser llevada lo ms corta posible al local de trabajo.

Sistema de Mantenimiento F.R.L. (Filtro, Regulador, Lubricador): Es la parte del sistema que realiza mantenimiento al aire comprimido.

Herramientas: Son los que determinan segn su grado de utilizacin la necesidad de aire comprimido en los puestos o locales de la red.

Separador: Es la parte de la red que permite drenar el agua de las inclinaciones de las lneas tanto secundarias como de distribucin de la red, que pudiesen perjudicar la lubricacin de las herramientas y causar corrosin en todo el sistema.

Vlvula de Pasos: son vlvulas colocadas en cada puesto o local de trabajo de la red, su funcin consiste en dejar pasar o no el aire comprimido para realizar el trabajo.

Tuberas Usadas en Sistemas Neumticos Industriales Para el montaje de sistemas neumticos industriales se requiere una serie de materiales, como son las tuberas, mangueras y accesorios necesarios para su conexin.

TUBERAS

Forman una parte importante de un sistema neumtico. La tubera tiene que transferir el aire comprimido a los diferentes componentes y tambin debe mantener limpio el aire.

Las tuberas deben ser lo suficientemente resistentes para evitar fugas, que podran causar lesiones al personal que estuviese trabajando cerca del sistema neumtico.

El sistema de tubera debe ser tambin flexible, o estar provistos de dispositivos flexibles, tales como mangueras, para evitar que la vibracin dae los conductos neumticos.

Cuando se seleccione una tubera para un conducto de aire los tamaos deben ser lo suficientemente grandes de modo que la cada de presin entre el recibidor de aire y el punto ms lejano en uso no sea ms de 10% de la presin de la parada automtica del compresor. Los conductos y accesorios de admisin y descarga que conectan el compresor a todos los componentes al comienzo del sistema deben ser tambin lo suficientemente grandes para suministrar eficientemente aire al recibidor de aire.

Los tipos de Tuberas, son los siguientes:

Tubera negra de aceroLos conductos de aire comprimido en la mayora de las instalaciones estn construidos de tubera negra de acero para los tubos colectores principales. Esta tubera se usa debido a su disponibilidad, resistencia, accesorios fcilmente disponibles y la facilidad de su instalacin.

Los tubos de plstico, tubos de metal y mangueras de rgimen nominal de presin:Se usan en aplicaciones secundarias y de baja presin.

Las tuberas rgidasNo tienen la variedad de tamaos que tienen los tubos flexibles, pero realmente no se requiere de una gran variedad de tamaos en un sistema neumtico.

Las dimensiones nominales de las tuberas, as como su presin de trabajo, presin de rotura y el rea para algunos de los tamaos ms corrientes se muestran a continuacin.

RESISTENCIA DE LA TUBERA

Tamao nominal de tubera

Pulg.D.E.

Pulg.

D.I.

Pulg.rea

Pulg.Presin de Trabajo

(lbs pulg. 2)Presin de Rotura

(lbs pulg. 2)

1

1-1/4

1-1/2

2

3

0.84

1.05

1.32

1.66

1.90

2.37

3.500.62

0.82

1.05

1.38

1.61

2.07

3.070.30

0.53

0.86

1.49

2.03

3.36

7.39

2055

1760

1915

1650

1520

1340

149012.330

10.560

14.490

9.980

9.130

8.040

8.940

ACCESORIOS

Para conectar tuberas en un sistema neumtico existen tres mtodos: roscas, soldadura y aletas.

Accesorios de hierro fundido roscados de 125 libras tienen un rgimen real para aplicaciones de vapor saturado de 125 psi (lbs/pulg.2) pero pueden ser usados para conductos de aire 125 psi que no estn sometidos a choque, vibracin o golpes.

Los accesorios de hierro maleable de 150 libras son ms duraderos y ms adecuados para el uso de conductos de aire. Son ms fuertes y resistentes a la corrosin. Los accesorios que se recomienden para conductos de aire comprimido deben ser probados para reducir la posibilidad de fugas.

Los conductos de aire con accesorios soldados tienen menos fugas y cadas reducidas de presin. Sin embargo, los conductos soldados no son tan fciles de instalar como los conductos con accesorios roscados y es ms fcil de instalar salidas adicionales cuando se requieran. Los conductos grandes de aire son soldados ms a menudo que los conductos de aire pequeos porque generalmente no se cambian despus de ser instalados. Hay disponibles adaptadores roscados para cambiar de tubera soldada a tubera roscada en los puntos de salida.

Las conexiones con aletas se usan principalmente para conexiones medianas y de gran tamao entre las tuberas y el equipo. Los compresores, posrefrigeradores, separadores y recibidores de aire de gran tamao a menudo estn equipados con aletas. Aunque se fabrican aletas tanto de hierro como de acero, solamente se recomiendan aletas de acero para los sistemas de fuerzas neumticas. Debido a que son ms resistentes que el hierro fundido, pueden resistir ms abuso y maltrato y no se agrietan tan fcilmente. An cuando hay varias clases diferentes de aletas de acero, las de 150 libras y de 300 libras son las ms comnmente usadas.

RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIN DE LAS TUBERAS

Cuidadosamente quite las rebabas de los extremos roscados de la tubera en el interior y en el exterior para eliminar los bordes agudos y las partculas sueltas de metal.

Limpie todas las virutas producidas por limas y sierras antes de armar la tubera y los accesorios.

Provea uniones o aletas para permitir el desarmado.

Use con moderacin los compuestos para la tubera y nunca en los extremos de las roscas.

Soporte las secciones muy largas de conductos con abrazaderas o soportes colgantes.

Evite accesorios innecesarios y demasiadas juntas o uniones.

DOBLADO DE TUBOS

Los tubos flexibles son ms fciles de instalar que la tubera rgida porque requieren menores conexiones. La mayora de los cambios en direccin que se requieran se hacen doblando los tubos. Debe usarse sumo cuidado cuando se doble un tubo, porque una vez doblado, no puede enderezarse o cambiarse sin que el tubo se deforme.

Las herramientas dobladoras se usan para doblar el tubo al radio apropiado. El tubo debe ser formado de modo de obtener una dobladura suave que mantenga una seccin transversal redonda. Debe evitarse un excesivo nmero de dobladuras.

MANGUERAS

En la mayora de las instalaciones se usan mangueras para conectar equipos porttiles a las estaciones montadas de conductos de aire. Estos conductos pueden ser de 5 a 50 pies de largo. Las mangueras se usan tambin como conexiones flexibles entre las piezas en movimiento y las piezas sin movimiento del equipo. Cuando se usan para conectar equipo en movimiento a equipo sin movimiento, las mangueras proporcionan aislamiento contra choque, ruido y vibracin. La manguera puede asimismo usarse para conexiones provisionales y para conexiones que se conectan y desconectan frecuentemente. Sin embargo, las mangueras no deben usarse para conectar permanentemente conductos de aire de una instalacin, porque no son tan duraderas como las tuberas.

La manguera para aire consiste en un tubo interior para transportar el aire, una capa de refuerzo de alguna clase, y de una cubierta que protege el refuerzo contra el desgaste y daos. El tubo interior est hecho generalmente de gomas sintticas que resisten el aceite, el agua y el calor. El material de refuerzo puede ser de hilo o fibra natural o sinttica, de trenzado de alambre de metal o combinaciones de stos. El material de refuerzo determina la resistencia de la manguera. Una cubierta plstica, de goma o sinttica se coloca usualmente sobre el material de refuerzo para protegerlo contra la abrasin.

Los tipos de mangueras, son los siguientes:

Mangueras de baja presinLa mayora de las mangueras se clasifican como mangueras de baja presin, que resistirn presiones hasta 175 psi. La mayora de estas mangueras varan en tamao desde de pulgada a 5/8 de pulgada de dimetro interior, y tienen una o dos capas de refuerzo.

Las temperaturas mximas de funcionamiento recomendadas pueden alcanzar aproximadamente 200 F dependiendo del material del tubo interior.

ACCESORIOS

Hay disponibles numerosos tipos de accesorios para mangueras permanentes y reutilizables. Una parte del accesorio agarra la manguera y la otra fija el conjunto de la manguera al accesorio. La parte del accesorio que agarra la manguera debe ser instalada con suficiente fuerza fijadora en la manguera para evitar que se suelte el accesorio; pero no debe estar tan apretada que separe o corte el refuerzo entre el tubo interior y la cubierta exterior.

Los accesorios reutilizables estn enroscados unos a otros para fijarlos en la manguera, mientras que los accesorios permanentes vienen ensamblados de fbrica por prensas especiales. Los mtodos de armar los accesorios reutilizables en las mangueras varan con los diferentes fabricantes.

Electroneumtica

Los sistemas neumticos controlados elctricamente son llamados sistemas electroneumticos. En un sistema neumtico, la fludica proporciona la fuerza para hacer el trabajo, mientras una pieza de control proporciona el cerebro para comandar la operacin del sistema. El control de un sistema neumtico puede variar desde el simple inicio y paro del sistema para controlar la extensin y retraccin de varios cilindros en una fbrica completamente automatizada. En el control automtico, la operacin del sistema es secuenciada y comandada por un controlador quien decide que accin tomar. El control automtico en este caso es llevado a cabo por medio de seales elctricas.ELECTRICIDAD

La electricidad se define como el flujo de pequeas partculas de materia llamadas electrones a travs de un material conductor como el cobre, el aluminio y el hierro.Para producir un flujo de electrones, el componente elctrico debe estar conectado a una fuente de fuerza electromotriz que impulsa a los electrones a travs del componente. Esta fuente puede ser un generador o una batera.

La fuerza electromotriz ejercida por una fuente es llamada voltaje. La magnitud del voltaje es medida en voltios (v). El instrumento utilizado para medir el voltaje es el voltmetro. Siempre hay una oposicin al flujo de electrones a travs de un componente elctrico. Esta oposicin al flujo del electrn es llamada resistencia. La resistencia es medida en ohmios(). El instrumento utilizado para medir la resistencia es el ohmimetro.

El resultado de electrones fluyendo a travs de un componente elctrico es llamado corriente. La magnitud de la corriente es medida en amperes (A). El instrumento para medir la corriente es el ampermetro.

TIPOS DE CORRIENTE

Corriente Directa: se define como la corriente directa (CD), aquella que a travs de un conductor fluye en un solo sentido con polaridad definida. (Ver figura 32).

Corriente Alterna: se define como corriente alterna (CA) aquella que a travs de un conductor fluye en ambos sentidos sin claridad definida. (Ver figura 33).

FIG. 32 CORRIENTE DIRECTA

FIG. 33 CORRIENTE ALTERNA

CARACTERSTICAS DE UN CIRCUITO ELCTRICO

Circuito Cerrado: es aquel que se encuentra completo en su recorrido y permite que la corriente fluya a travs del mismo

Circuito Abierto: Es el que se interrumpe en su recorrido y la corriente no fluye.

Cortocircuito: Es aquel que por razones de contactos falsos o conexiones indeseables se convierte en un circuito en corto.

Interruptor: consiste en controlar circuitos abriendo y cerrando a travs de un elemento interruptor.

Conductores: Son aquellos materiales o substancias que permiten el fcil flujo de electrones a travs de ellos. Un buen conductor como el cobre y la plata se necesita para generar un gran flujo de electrones, mientras que para el acero se requiere veinticinco veces ms de fuerza para lograr la misma intensidad.

Aislador: Estos son elementos que contrariamente a los conductores ofrecen mucha resistencia, por lo que es muy difcil el flujo de electrones.

LEY DE OHM

La ley ohm llamada as en honor al fsico .alemn Georg Simon Ohm, que la descubri en 1827, permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz. La magnitud de la corriente fluyendo a travs del componente, en voltios, dividido entre la resistencia del componente, en ohmios, esto es:

Voltaje cada (V)

Corriente (A) = -----------------------------

Resistencia ( )

La ley de Ohm puede ser reformulada para calcular ya sea la cada de voltaje, resistencia, o corriente cuando las otras dos variante son conocidas:

E = Tensin

I = Intensidad

R = Resistencia

Si se conoce la tensin en un circuito, pero se sabe sobre la intensidad y la resistencia, aplicamos la frmula as:

E = I X R

Si se conoce la intensidad de un circuito, pero si se tienen valores de tensin y la resistencia aplicamos la frmula as:

I = E / R.

Si se conoce la resistencia de un circuito, pero se conocen valores de tensin e intensidad aplicamos la frmula de esta manera:

R = E / I

TIPOS DE CIRCUITOS ELCTRICOS

Los circuitos elctricos bsicos son: los circuitos en serie y los circuitos en paralelo.

Circuitos en serieUn circuito en serie es aquel cuyos dispositivos elctricos son conectados uno en seguida del otro, de manera que la misma corriente fluye a travs de cada componente. Las caractersticas de un circuito en serie son las siguientes:

La suma de las cadas de voltaje individuales en un circuito en serie, es igual al voltaje aplicado, o al de la fuente.

En un circuito en serie, el flujo de corriente en el circuito es el mismo en cada punto.

La suma de las resistencias individuales en un circuito en serie es igual a la resistencia total del circuito. (Ver figura 34).

FIG. 34 CIRCUITO EN SERIE

Circuito en paraleloEn un circuito en paralelo los terminales positivos estn conectados a un punto en comn, al mismo tiempo, todos los terminales negativos estn conectados a un segundo punto en comn. Las caractersticas de un circuito en paralelo son las siguientes:

En un circuito en paralelo el voltaje es el mismo a travs de cada componente.

La corriente total en un circuito en paralelo es igual a la suma de las corrientes individuales de cada componente.

La resistencia total en un circuito en paralelo es siempre menor que la resistencia ms baja del circuito.( Ver figura 35).

FIG. 35 CIRCUITO EN PARALELO

Diagramas en escaleraLos diagramas en escalera muestran grficamente cuales interruptores deben estar cerrados o abiertos para permitir que la corriente fluya a una carga de salida. En un diagrama en escalera las lneas verticales en los lados izquierdo y derecho representan las terminales de la fuente de alimentacin. La lnea izquierda es el terminal corriente (+), y la lnea derecha, el terminal tierra (-).

Las lneas horizontales son llamadas escalones. Cada escaln consta bsicamente de un elemento de entrada, una carga de salida, y cables de conexin elctricos uniendo estos dos dispositivos. Los elementos de entrada, como botones, interruptores, y contactos de rel, estn localizados en el lado izquierdo del escaln. Las cargas de salida como las lmparas, solenoides de vlvula, y bobinas de rel, estn localizadas en el lado derecho del escaln. (Ver figura 36).

FIG. 36 DIAGRAMA EN ESCALERA

LGICA EN SERIE Y PARALELA

Dos o ms elementos de entrada pueden ser conectados en un escaln en serie o en paralelo para formar la lgica (Y) y (O).

El escaln 1 del diagrama en escalera es un ejemplo de serie lgica (Y). ambos contactos del interruptor deben cerrarse para que la luz indicadora L1 se active.

El escaln 2 del diagrama en escalera es un ejemplo de lgica paralela (O). Solamente uno de los contactos del interruptor tiene que cerrarse para que la luz indicadora L2 se active.

FIG. 37 LGICA EN SERIE Y PARALELO

Componentes Electroneumticos- INTERRUPTORES: Dispositivo elctrico, electrnico o mecnico diseado para interrumpir el paso de la corriente elctrica en un circuito. En electroneumtica generalmente existen interruptores de fin de carrera e interruptores magnticos de proximidad. Los interruptores de fin de carrera son utilizados para sentir la posicin del vstago de un cilindro. Conforme el vstago del cilindro se desplaza a travs de un interruptor, se impulsa contra el cilindro liberando el brazo de palanca. Esto activa el interruptor el cual enva una seal elctrica al controlador. Los interruptores magnticos de proximidad son utilizados para sentir la posicin de un pistn dentro de de un cilindro.

- PULSADORES: Son utilizados para permitir que un operador inicie y pare manualmente una secuencia de operaciones. Cada botn pulsador es conectado a un par de terminales llamadas contactos. Liberando un botn pulsador origina que el contacto se cierre o se abra.

- CONTADORES. Los contadores elctricos son utilizados en sistemas neumticos controlados elctricamente cuando partes del sistema deben ser activadas o desactivadas despus de que un nmero definido de eventos ha ocurrido. Un contador elctrico consiste bsicamente de uno o ms contactos NA y NC, una terminal de control para recibir impulsos de conteo de entrada, una terminal de reinicio a la cual se le puede aplicar un impulso momentneo para reajustar el contador a cero, y algunos medios para preajustar el valor del contador, generalmente los interruptores de las perillas.

- Rel: es un interruptor operado magnticamente. Este se activa o desactiva (dependiendo de la conexin) cuando el electroimn (que forma parte del Rel) es energizado (le damos el voltaje para que funcione). Esta operacin causa que exista conexin o no, entre dos o ms terminales del dispositivo (el Rel). La misma se logra con la atraccin o repulsin de un pequeo brazo, llamado armadura, por el electroimn, el cual conecta o desconecta los terminales antes mencionados.

Temporizadores Son dispositivos que permiten regular el paso de aire en un tiempo determinado logrando retardos de seal. Estn compuestos por una vlvula neumtica de 3/2 vas, una vlvula de estrangulamiento y antiretorno y de un pequeo acumulador de aire a presin. La vlvula 3/2 vas puede tener posicin normal de bloqueo o de paso abierto. El tiempo del retardo conseguido con los dos tipos de vlvulas de retardo cubre normalmente un margen de 0 hasta 30 segundos. El pequeo acumulador auxiliar permite aumentar el tiempo de retardo. El tiempo previsto para la conmutacin puede ajustarse con gran precisin, siempre y cuando el aire est limpio y la presin constante.

TIPOS DE TEMPORIZADORES NEUMTICOS

Los tipos de temporizadores neumticos, son los siguientes:

a) Temporizador de retardo de activacin on delayEn estos temporizadores el conteo del tiempo se realiza al energizar (permitir el paso de aire comprimido) el componente. Esto se debe a la posicin en que est conectada la vlvula reguladora de caudal, restringiendo el paso de aire a la entrada. (Ver figura 38).

b) Temporizador de retardo de activacin off delayPara este tipo de temporizador al energizar el componente el depsito se llena instantneamente (el aire circula a travs de la vlvula antiretorno y no hay conteo de tiempo, pero al desenergizar el componente, el aire sale regulado por cuanto pasar cierto tiempo en desalojar el componente, el aire sale regulado por cuanto pasar cierto tiempo en desalojar el aire para poder desactivar el temporizador. Con este tipo de temporizadores se logra retardar seales en el tiempo. (Ver figura 39).

Dispositivos Neumticos EspecialesLos dispositivos neumticos especiales, son los siguientes:

SENSORES

Los controles con sensores realizan muchas funciones en los sistemas de fabricacin automatizada y en los sistemas de manejo de materiales. Los sensores responden a la presencia o a la ausencia de virtualmente cualquier tipo de objeto, grande o pequeo, transparente u opaco, brillante o mate.

Los tipos de sensores de un sistema hidrulico pueden ser:

Sensores fotoelctricos Utilizan un rayo de luz para detectar la presencia o el movimiento de un objeto. Estos consisten de un emisor de luz y de un receptor. El emisor es un diodo de emisin (LED) que emite una longitud de onda especfica de luz. La luz infrarroja, la roja visible, la verde y la azul se utilizan como fuente de luz en la mayora de los sensores fotoelctricos. Los LED infrarrojos se utilizan donde se requieren de salidas de luz mximas para un rago sensible extendido. En algunas aplicaciones, un rayo de luz visible se utiliza para facilitar el ajuste o confirmar la operacin del sensor.

El receptor es un fotodiodo, o fototransistor, que proporciona un cambio en la corriente conducida dependiendo de que tanta luz se detecte. Los fotodiodos o fototransistores son ms sensibles a ciertas longitudes de ondas de luz. Para mejorar la eficiencia, el emisor de luz y el receptor deben coincidir espectralmente.

Los efectos indeseados de luz extraviada en la operacin del sensor se pueden reducir modulando la frecuencia del rayo de luz. Si el rayo de luz no fuese modulado en frecuencia, el brillo de la luz directa del sol se podra detectar con el receptor y producir indicaciones falsas. Cuando el receptor detecta un rayo de luz modulado, este convierte los impulsos de luz en impulsos elctricos. La modulacin del rayo de luz se alcanza conmutando el LED en encendido y apagado. Adems este modo de operacin permite el paso de corriente y de la cantidad de luz emitida para que exceda lo que podra ser permitido bajo operacin continuada.

Existen tres tipos de modos de deteccin fotoelctricos: reflexin difusa , rayo a travs y retroflexin. (Ver figura 40).

FIG. 40 SENSOR FOTOELCTRICO

Sensores de proximidad capacitativos e inductivosComo son sensores fotoelctricos, los sensores de proximidad capacitivos e inductivos detectan la presencia o la ausencia de objetos sin tener ningn contacto fsico. Los sensores capacitivos detectan objetos tanto metlicos como no metlicos mientras que los sensores inductivos detectan nicamente la presencia de objetos metlicos.

NDICE DE GANANCIA EN EXCESO, MARGEN DE OPERACIN,

Margen Es la relacin de la intensidad de luz disponible a una distancia dada del sensor y la intensidad de luz necesaria para disparar el sensor. Un ndice de ganancia en exceso de uno se obtiene cuando se detecta suficiente luz para conmutar el estado de la salida del sensor.

HistresisEs la diferencia entre el punto de operacin (donde un objetivo detectado produce que el sensor conmute la salida del sensor al modo activo) y el punto de liberacin (donde ya no se detecta ms el objetivo y la salida del sensor se cambia al modo desactivado). La histresis se necesita para evitar movimientos bruscos, cuando el sensor est sujeto a golpes y vibraciones, o cuando el objetivo est estacionario en la distancia de deteccin nominal.

Frecuencia del conmutadorEs el nmero mximo de operaciones de conmutacin por segundo. Esta corresponde a la velocidad a la cual un sensor puede entregar pulsos individuales discretos cuando el objetivo alcanza y deja el campo de deteccin. Este valor depende del tamao del objetivo, la distancia desde la cara de deyeccin, la velocidad del objetivo y el tipo de interruptor. Algunos fabricantes expresan la velocidad del sensor en trminos del tiempo de repuesta. T (T=17f).

Salida transistor.El transmisor es el dispositivo de salida tpico de estado slido para sensores de baja tensin CC. Existen dos tipos que se utilizan: de hundimiento y de fuente.

La salida del transistor de hundimiento es una salida del transistor que requiere que la carga est conectada entre la salida del sensor y la conexin de alimentacin positiva, una salida de hundimiento actual requiere un transistor NPN. (Ver figura 41).

FIG. 41 SALIDA DE HUNDIMIENTO

La salida del transistor de fuente es una salida del transistor que requiere que la carga est conectada entre la salida del sensor y la conexin de alimentacin negativa. (Ver figura 42).

FIG. 42 SALIDA DE FUENTE

SALIDA REL

Debido a que la corriente de salida mxima de los dos transistores de salida es baja (=100 mA), se conecta con frecuencia una bobina, que opera un conjunto de contactos normalmente abiertos (NA) y normalmente cerrados (NC), a la salida del transistor. (Ver figura 43).

FIG. 43 SALIDA REL

SALIDA TRIAC

Este es un dispositivo de estado slido designado para la conmutacin CA nicamente. Los triac ofrecen alta corriente de conmutacin, hacindolos adecuados para contadores grandes y solenoides. Estos no estn sometidos a las limitaciones mecnicas de los rels y su expectativa de vida es virtualmente infinita.

Tipos de Sensores Fotoelctricos

INTERRUPTOR FOTOELCTRICO CON REFLEXIN DIFUSA

Los interruptores fotoelctricos con reflexin difusa se disean para detectar luz reflejada directamente por el objetivo. Los sensores con reflexin difusa estndar obtienen un alto margen de operacin cuando estn detectando un objetivo. Las reflexiones desde cualquier fondo atrs de la posicin del objetivo deben proporcionar un margen de operacin lo ms cercano a cero. Cuando el fondo de atrs es muy reflectivo y est muy cercano al objetivo detectar el fondo puede llegar a ser muy difcil. En este caso, pueden ser ms apropiados los sensores con reflexin difusa con corte brusco, con foco fijo, con ngulo ancho o con eliminacin de segundo plano o fondo. (Ver figura 44).

FIG. 44 INTERRUPTOR FOTOELCTRICO CON REFFLEXIN DIFUSA

INTERRUPTOR FOTOELCTRICO CON ELIMINACIN DEL SEGUNDO PLANO

Los sensores con eliminacin del segundo plano o eliminacin del fondo son diseados para aplicaciones de corto rango (menos de 100 mm (4 pulgadas) en donde el fondo de atrs est muy cercano a este y es muy reflectivo. Estos sensores contienen dos elementos de deteccin fotoelctricos para detectar los objetos en frente y detrs de la distancia de deteccin nominal. El elemento de deteccin 1 detecta las reflexiones que vienen de atrs de la distancia de deteccin nominal y el elemento de deteccin 2 detecta las reflexiones en frente de la distancia de deteccin nominal. Ver figura 45.

FIG. 45 INTERRUPTOR FOTOELCTRICO CON ELIMINACIN DEL SEGUNDO PLANO

INTERRUPTOR FOTOELCTRICO DE FIBRAS PTICAS

Los sensores de fibra ptica se disean para aplicaciones donde el sensor no se puede colocar en la posicin de deteccin actual. Las fibras no son una tcnica de deteccin sino que son un mtodo de transmisin de la energa lumnica. La luz proveniente del emisor se transmite a travs del cable de fibras pticas y sale al otro extremo del cable. El rayo reflectado luego es devuelto al receptor a travs de otro cable de fibra ptica ya sea en el mismo ensamble del cable o en otro cable ensamblado por separado. Estos cables se pueden colocar en lugares donde seran inaccesibles para los sensores fotoelctricos. (Ver figura 46).

FIG. 46 INTERRUPTOR FOTOELCTRICO DE FIBRAS PTICAS

INTERRUPTOR FOTOELCTRICO CON RETROFLEXIN POLARIZADA

La retroflexin es el modo de deteccin ms comn. Los sensores con retroflexin se pueden utilizar para detectar la mayora de objetos, incluyendo objetos brillantes. Estos contienen un el emisor y el receptor en la misma caja protectora. El rayo de luz emitido por la fuente de luz se refleja por la superficie reflectiva especial y es detectado por el receptor.

Los reflectores especiales o cintas reflectivas se utilizan par la deteccin con retroflexin. A diferencia de los espejos u otras superficies planas reflectivas, no se requiere que estos objetos se alineen perfectamente. Ocasionalmente los sensores con retroflexin estndar se pueden disparar falsamente por las reflexiones provenientes de objetos muy brillantes. Para evitar esto, la deteccin con retroflexin polarizada contienen filtros de polarizacin en frente del emisor y el receptor. (Ver figura 47).

FIG. 47 INTERRUPTOR FOTOELCTRICO CON RETROFLEXIN POLARIZADA

INTERRUPTORES DE PROXIMIDAD CAPACITATIVO

Estn diseados para detectar tanto objetos metlicos como no metlicos. Estos detectan su presencia generando un campo electrosttico y detectando los cambios en este campo que se producen cuando el objetivo se aproxima. Los interruptores capacitativos consisten en una sonda capacitativa, un oscilador, un rectificador (circuito detector) y un transistor (circuito de salida).

Un capacitador se forma cuando dos conductores elctricos (placas), separados por un material aislante (dielctrico), se conectan a polos opuestos de una fuente de tensin. Una placa se carga positivamente mientras que la segunda placa se carga negativamente, la cantidad de carga elctrica que puede almacenar un capacitador se denomina capacitancia. (Ver figura 48).

FIG. 48 INTERRUPTOR DE PROXIMIDAD CAPACITIVO

INTERRUPTOR DE PROXIMIDAD INDUCTIVO

Los interruptores de proximidad inductivos sirven para detectar la presencia de materiales metlicos. Estos detectan su presencia generando un campo electromagntico y detectando los cambios en este campo que son causados por la aproximacin del objeto metlico. Los interruptores consisten en una bobina de alambre, un oscilador, un rectificador (circuito detector) y un transistor (circuito de salida).

El oscilador produce una tensin de alta frecuencia que aplica a la bobina de alambre para producir un campo electromagntico. Cuando un objeto metlico entra al campo magntico, se inducen