CAPITULO 1FUNDAMENTOS TERICOS1.1 OBJETIVO GENERAL:Disear y construir un Mdulo didctico con dispositivos electroneumticos para desarrollar prcticas en el laboratorio de electromecnica1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS: Investigar el funcionamiento y las aplicaciones adecuadas de los dispositivos neumticos. Realizar una revisin detalla de los accesorios y complementos de los circuitos neumticos. Disear el modelo y la estructura del Mdulo con medidas conformes a los dispositivos a utilizarse. Realizar el montaje de los dispositivos y elementos electro-neumticos. Realizar la conexin del circuito electro-neumtico mediante uniones y mangueras de poliuretano1.3 INTRODUCCION:La neumtica es la parte de la Tecnologa que emplea el aire comprimido para producir un trabajo til. El aire comprimido es una forma de almacenar energa mecnica, que puede ser utilizada posteriormente para producir trabajo. Si se ejerce fuerza sobre el aire contenido en un recipiente cerrado, dicho aire se comprime presionando las paredes del recipiente. Dicha presin puede aprovecharse para generar trabajo (grandes fuerzas, o desplazamientos de objetos). La palabra neumtica proviene del griego pneuma que significa respiracin, viento y desde el punto de vista filosfico significa alma. Se refiere al estudio del aire, como fuente de energa, aplicado a los sistemas de movimiento y control.Debido a sus buenas caractersticas, actualmente la neumtica es ampliamente utilizada en multitud de aplicaciones y entornos industriales. La tecnologa neumtica se usa en sistemas industriales tales como: plataformas elevadoras, apertura y cierre de puertas o vlvulas, embalaje y envasado, mquinas de conformado, taladrado de piezas, robots industriales, etiquetado, sistemas de logstica, prensas, pulidoras, mquinas - herramientas; etc. Montacargas / plataforma elevadora Seleccin y clasificacin de productos. Las primeras aplicaciones de neumtica se remontan al ao 2.500 a.C. mediante la utilizacin de muelles de soplado. Posteriormente fue utilizada en la construccin de rganos musicales, en la minera y en siderurgia.Hace ms de 20 siglos, un griego, Tesibios, construy un can neumtico que comprima aire en los cilindros. Que al momento de efectuar el disparo, la energa almacenada era restitua, aumentando de esta forma el alcance del mismo. En el siglo XIX se comenz a utilizar el aire comprimido en la industria de forma sistemtica. Como por ejemplo herramientas neumticas, martillos neumticos, tubos de correo neumticos locomotoras etc.En 1880 se invent el primer martillo neumtico para la construccin de tneles.En 1869 Westinghouse inventa los frenos de aire comprimidoEn 1886, el doctor J. G. Poblet inventa el ascensor neumticoLa incorporacin de la neumtica en mecanismos y la automatizacin comienza a mediados del siglo XX. 1.4 ANTECEDENTES:El INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR CARLOS CISNEROS a lo largo de su trayectoria se ha identificado por formar Tecnlogos de calidad, con capacidad investigativa, conocimiento tcnico, cientfico y prctico actualmente el instituto ha atravesado una carencia en los laboratorios ya que ha conserva mdulos didcticos de hace mucho tiempo atrs y tambin no cuentan con puestos de trabajos suficientes por el alta demanda de estudiantes cada ao y eso implica un problema al momento de desarrollar trabajos prcticos especialmente en el laboratorio de neumtica. Mientras la tecnologa va evolucionando cada da, La neumtica se ha desarrollado en un corto tiempo y con mucha rapidez la aplicacin de los elementos electroneumaticos mediante el uso del aire comprimido ha sido la ms utilizada por las pequeas medianas y grandes industrias, ya sea para el control o la automatizacin de los equipos debido a los beneficios que presenta entre ellas el bajo costo de sus componentes, su facilidad de diseo e implementacin y la fuerza escasa que puede desarrollar a bajas presiones lo que nos brinda una mejor seguridad. Por esta razn la educacin tcnica es ampliamente necesaria en muchas reas como ciencias, tecnologas e industrias ya que impulsan el desarrollo socio-econmico del pas. Me encuentro obligado a conocer, investigar, analizar e instalar este mdulo que permitirn a los estudiantes experiencias evidentes en beneficio de su aprendizaje junto con los docentes puedan impartir las aplicaciones y el uso adecuado de este mdulo ya que el aire comprimido es la fuente ms utilizada en las industrias.

CAPITULO 22 FUNDAMENTOS DE LA NEUMTICAEl aire comprimido es una de las formas de energa ms antiguas que conoce el hombre y que aprovecha para reforzar sus recursos fsicos. Aunque sus rasgos bsicos se encuentran entre los ms antiguos de la humanidad, no fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron a investigarse sistemticamente su comportamiento y reglas. Solo desde el ao 1950 se puede hablar de la aplicacin industrial de la neumtica en los procesos de fabricacin.2.1 PRESINEs la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual acta, es decir, equivale a la fuerza que acta sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana de rea A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme.

2.1.1 PRESIN ATMOSFRICALa presin atmosfrica es el peso ejercido por el aire en cualquier punto de la atmsfera (la capa de gases que rodea al planeta). Dicha presin vara en la Tierra de acuerdo a la altitud: a mayor altitud, menor presin atmosfrica. La presin atmosfrica en un punto coincide numricamente con el peso de una columna esttica de aire de seccin recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el lmite superior de la atmsfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variacin de la densidad del aire en funcin de la altitud z o de la presin p. Por ello, no resulta fcil hacer un clculo exacto de la presin atmosfrica sobre un lugar de la superficie terrestre. Adems tanto la temperatura como la presin del aire estn variando continuamente, en una escala temporal como espacial, dificultando el clculo.

Fig. 1 Demostracin de la presin atmosfrica

2.1.2PRESIN ABSOLUTASe denomina presin absoluta a la presin que soporta un sistema respecto al cero absoluto. Para poder decir que existe sobrepresin la presin absoluta debe ser superior a la presin atmosfrica.Sin embargo, cuando la presin absoluta es inferior a la presin atmosfrica decimos que existe una depresin.Para complicar un poco el asunto, diremos que la sobrepresin y la depresin son la presin relativa.Hay que tener en cuenta, que tanto la presin absoluta (Pab) como la presin relativa (Pr) estn en funcin de la presin atmosfrica (P0).

2.1.3 PRESIN MANOMTRICASon normalmente las presiones superiores a la atmosfrica, que se mide por medio de un elemento que se define la diferencia entre la presin que es desconocida y la presin atmosfrica que existe.Presin Manomtrica = Presin Absoluta - Presin AtmosfricaSi el valor absoluto de la presin es constante y la presin atmosfrica aumenta, la presin manomtrica disminuye. La presin puede obtenerse adicionando el valor real de la presin atmosfrica a la lectura del manmetro. Presin Absoluta = Presin Manomtrica + Presin Atmosfrica2.1.4 PRESIN RELATIVA Se determina por un elemento que mide la diferencia entre la presin absoluta y la presin atmosfrica del lugar donde se efecta la medicin.2.1.5 PRESIONES DE VACO Las presiones por debajo de la atmosfrica reciben el nombre de presiones de vaco y se miden con medidores de vaco (o vacumetros) que indican la diferencia entre la presin atmosfrica y la presin absoluta.

PascalbarN/mmkp/mkp/cmatmTorrPSI

1 Pa (N/m)11051060,1020,1021040,9871050,00750,00014503

1 bar (10N/cm) 10510,1102001,020,98775014,5036

1 N/mm 1061011,0210510,29,877500145,0536

1 kp/m 9,819,811059,8110611040,9681040,07360,001422

1 kp/cm 9,81x1040,9810,09811000010,96873614,22094

1 atm (760 Torr) 1013251,013250,1013103301,033176014,69480

1Torr (mmHg) 133,320,00133321,333210413,61,36x1031,32x10310,019336

1 PSI (libra / pulgada cuadrada) 6894,757290,0689480,006894703,1880,07031880,06804651,71491

2.1.6 UNIDADES DE MEDIDA, PRESIN Y SUS FACTORES DE CONVERSINTabla I.Unidades de medida, presin y sus factores de conversin2.2 AIRE COMPRIMIDOEl aire comprimido se refiere a una tecnologa o aplicacin tcnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presin por medio de un compresor. En la mayora de aplicaciones, el aire no slo se comprime, desaparece la humedad y se filtra. Se utiliza en:Elevadores neumticos. Destornilladores automticos. Tornos dentales. Armas de aire comprimido. Equipos de minera (taladros roto percutores, martillos picadores, lmparas, ventiladores y muchos otros). Arranque de motores de avin. Coches de aire comprimido y motores de aire comprimido. Atracciones, para conseguir grandes velocidades en poco tiempo.2.2.1 PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDOCausar asombro el hecho de que la neumtica se haya podido expandir en tan corto tiempo y con tanta rapidez. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la solucin de algunos problemas de automatizacin no puede disponerse de otro medio que sea ms simple y ms econmico.Disponibilidad:Est disponible para su compresin 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 tuberas de retorno.Almacenable:No 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).Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura , garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.Antideflagrante y seguros: No existe ningn riesgo de explosin ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras.Limpio:El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidad en elementos, no produce ningn ensuciamiento Esto es muy importante por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.Econmicos:La concepcin de los elementos de trabajo es simple y por tanto, son muy econmicos.Velocidad:Es un medio de trabajo muy rpido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumticos pueden regularse sin escalones.)2.2.2 GENERACIN DEL AIRE COMPRIMIDOPara producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presin del aire al valor de trabajo deseado. El aire comprimido viene de la estacin compresora y llega a las instalaciones a travs de tuberas.2.2.2.1 COMPRESOR Se trata del conjunto mecnico y elctrico que se encarga de impulsar o aspirar el aire atmosfrico para comprimirlo y conseguir aumentar su presin.

Fig. 2 Partes de un compresor2.2.2.1.1 Dispositivos y accesoriosEl compresor por s mismo no sirve para hacer funcionar una instalacin si no viene acompaado de una serie de dispositivos2.2.2.1.2 Dispositivos de arranqueTratan de evitar que el motor en el encendido demande ms energa de la que normalmente consume, para ese fin se disponen en los motores elctricos de variadores de frecuencia y en los motores de explosin con el arranque en vaco o el embrague2.2.2.1.3 Dispositivos de regulacin Es una vlvula anti retorno que deja pasar el aire comprimido del compresor al depsito e impide su retorno cuando el compresor est parado.2.2.2.1.4 Dispositivos de refrigeracin Son dispositivos necesarios para la refrigeracin del aire de admisin ya que as se reduce el trabajo realizado en la compresin y se condensa el agua de entrada al circuito que nos oxida la maquinaria. Existen diversos tipos de refrigeracin: Por agua Por aceite Por aire: Ventilador2.2.2.1.5 Accesorios de acumulacinEl ms importante es el caldern, es un depsito destinado a almacenar el aire comprimido, est situado a la salida del compresor. Su finalidad es regular la salida del aire comprimido, condensar el agua y regular el rendimiento compensando las variaciones en la toma del aire. Generalmente se estima su volumen en la produccin del compresor en metros cbicos por minuto.2.2.2.1.6 Accesorios de filtro Es muy importante que los compresores tengan un filtro para que no se introduzcan impurezas en el sistema neumtico.2.2.2.2 TIPOS DE COMPRESORESSegn las exigencias referentes a la presin de trabajo y al caudal de suministro, se pueden emplear diversos tipos de construccin. Los cuales de dividen en dos grandes grupos Segn el principio de desplazamiento: En stos el aire se introduce en una cmara y sus volmenes reduce aumentando la presin, es el principio en que se basan los compresores de mbolo. Segn el principio de la dinmica de fluidos: En stos el aire aspirado va aumentando la velocidad de trasiego segn avanza a travs de distintas cmaras, transformando su energa cintica en energa de presin.

Fig. 3 Tipos de compresoresLos compresores ms comnmente empleados son: Compresor de mbolo Compresor de mbolo de dos etapas Compresor de mbolo con membrana Compresor de Roots Compresor radial de paletas Compresor de tornillo Turbocompresor radial Turbocompresor axial2.2.2.2.1 COMPRESOR DE EMBOLO OSCILANTEEste es el tipo de compresor ms difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presin .su campo de trabajo se extiende desde unos 1.100kPa (un bar) a varios miles de kPa (bar)

Fig.4 Compresor de embolo oscilanteAspira el aire a la presin atmosfrica y lo comprime. Durante el tiempo de admisin, la biela-manivela gira arrastrando el mbolo hacia abajo y la vlvula de admisin deja entrar aire, hasta el punto muerto inferior; en el tiempo de escape la vlvula de admisin se cierra, y al ascender el mbolo comprime el aire, abre la vlvula de escape y provoca la circulacin del aire comprimido. 2.2.2.2.2 COMPRESOR DE MBOLO DE DOS ETAPASSi con una sola etapa de compresin no se alcanza la presin necesaria se recurre a una segunda etapa. Al aumentar la presin provoca una elevacin de la temperatura, por lo que debe intercalarse entre las dos etapas de compresin un cambiador de calor que reduzca la temperatura del aire para que sta no sea peligrosa para los equipos:

Fig.5 Compresor de embolo de dos etapas2.2.2.2.3 COMPRESOR DE MEMBRANA O DIAFRAGMASu funcionamiento es parecido al anterior, aunque en este tipo la aspiracin y comprensin la realiza una membrana, animada por un movimiento alternativo. Este compresor proporciona aire comprimido absolutamente limpio de aceite, lo que le convierte en el compresor adecuado para cuando se emplee en instalaciones de industrias alimentarias, farmacuticas,

Fig.6 Compresor de membrana2.2.2.2.4 COMPRESOR ROTATIVO MULTICELULAR O DE PALETASUn rotor excntrico gira en el interior de un crter cilndrico provisto de ranuras de entrada y de salida. Las ventajas de este compresor residen en sus dimensiones reducidas, su funcionamiento silencioso y su caudal prcticamente uniforme y sin sacudidas.

Fig. 7 Compresor rotativo multicelular2.2.2.2.5 COMPRESOR DE TORNILLO HELICOIDAL DE DOS EJESDos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. Los tornillos del tipo helicoidal engranan con sus perfiles y de ese modo se logra reducir el espacio de que dispone el aire. Esta situacin genera un aumento de la presin interna del aire y adems por la rotacin y el sentido de las hlices es impulsado hacia el extremo opuesto.

FIG.8 compresor de tornillo helicoidal de tornillo2.2.2.2.6 TURBOCOMPRESOR RADIAL

Fig.9turbocompresor radialEste tipo de compresor es una turbina de tres etapas. El aire es aspirado radialmente, y su presin se va elevando progresivamente en cada etapa. Este tipo de compresor es recomendable cuando se precisan grandes caudales. En este caso, el aumento de presin del aire se obtiene utilizando el mismo principio anterior, con la diferencia de que en este caso el fluido es impulsado una o ms veces en el sentido radial. Por efecto de la rotacin, los labes comunican energa cintica y lo dirigen radialmente hacia fuera, hasta encontrarse con la pared o carcasa que lo retorna 2.2.2.2.7 TURBOCOMPRESOR AXIAL

Fig.10 turbocompresor axial

Funciona segn el principio del ventilador. El aire se aspira e impulsa simultneamente. Se obtiene presiones muy bajas, pero con caudales muy elevados El proceso de obtener un aumento de la energa de presin a la salida del compresor se logra de la siguiente manera. La rotacin acelera el fluido en el sentido axial comunicndole de esta forma una gran cantidad de energa cintica a la salida del compresor, y por la forma constructiva, se le ofrece al aire un mayor espacio de modo que obligan a una reduccin de la velocidad. Esta reduccin se traduce en una disminucin de la energa cintica, lo que se justifica por haberse transformado en energa de presin. 2.2.2.2.8 COMPRESOR ROOTS En estos compresores, el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado. En el lado de impulsin, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los mbolos rotativos. Emplea un doble husillo que al girar toma el aire y lo comprime reduciendo el volumen en la cmara creada entre ellos y el cuerpo del compresor. Proporciona aire a mayorpresin que los anteriores.

Fig.11 compresor roots2.2.3 PREPARACION DEL AIRE COMPRIMIDO O SEPARACION DEL AGUAEl aire comprimido, tiene que estar limpio para evitar daos en el circuito.Las impurezas que puede tener y hay que eliminar son:-Partculas abrasivas de polvo y xido.-Humedad.Todos los circuitos neumticos disponen de un sistema para la limpieza y secado del aire. En la entrada del caldern se colocan filtros y secadores, y en las tomas de presin se colocan filtros, reguladores y lubricadores.2.2.3.1 IMPUREZASEn la prctica se presentan muy a menudo los casos en que la calidad del aire comprimido desempea un papel primordial. Las impurezas en forma de partculas de suciedad u xido, residuos de aceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averas en las instalaciones neumticas y a la destruccin de los elementos neumticos Mientras que la mayor separacin del agua de condensacin tiene lugar en el separador, despus de la refrigeracin, la separacin fina, el filtrado y otros tratamientos del aire comprimido se efectan en el puesto de aplicacin. Hay que dedicar especial atencin a la humedad que contiene el aire comprimido. El agua (humedad) llega al interior de la red con el. Aire que aspira el compresor. La cantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire, que -a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatolgicas 2.2.3.1.1 HUMEDADLa humedad del aire se debe al vapor de agua que se encuentra presente en la atmsfera. El vapor procede de la evaporacin de los mares y ocanos, de los ros, los lagos, las plantas y otros seres vivos. La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite ms vapor de agua que el aire fro.2.2.3.1.1.1 HUMEDAD ABSOLUTALa humedad absoluta es la masa total de vapor de agua existente en el aire por unidad de volumen, y se expresa en gramos por metro cbico de aire. La humedad atmosfrica terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.2.2.3.1.1.2 HUMEDAD RELATIVALa humedad relativa de una masa de aire es la relacin entre la cantidad de vapor de agua que contiene y la que tendra si estuviera completamente saturada; as cuanto ms se aproxima el valor de la humedad relativa al 100% ms hmedo est.2.2.3.1.1.3 EL GRADO DE SATURACIONEl grado de saturacin es la cantidad de agua que un m3 de aire que puede absorber, como mximo, a la temperatura considerada. La humedad es entonces del 100%, como mximo (temperatura del punto de roco).

2.2.3.1.1.4 TABLA DE GRADO DE SATURACION

TABLA II. Grado de saturacin TABLA III. Representacin grficadel grado de saturacinRemedio: Filtrado correcto del aire aspirado por el compresor Utilizando compresores de exentos de aceite. Si el aire comprimido contiene humedad, habr de someterse a un secado.En los casos en que sea necesario utilizar aire comprimido muy depurado y el sistema de purgas de agua no sea suficiente, se emplean sistemas especiales de secado con los que es posible reducir el contenido de agua en el aire hasta 0.001 gr/m3.2.2.3.2 SECADOEl aire contiene agua en forma de vapor. El agua puede llegar al interior de la red provocando averas. Por ello es necesario secar el aire.Existen varios procedimientos de secados entre los ms comunes son:2.2.3.2.1 SECADO POR ABSORCINEl secado por absorcin es un procedimiento puramente qumico que se utiliza en instalaciones de bajo consumo de aire.El aire comprimido pasa a travs de un lecho de sustancias secantes. En cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto con dicha sustancia, se combina qumicamente con sta y se desprende como mezcla de agua y sustancia secante.El equipo est formado por un depsito que contiene una sustancia higroscpica, a travs de la cual se hace circular el aire comprimido; el vapor de agua forma una emulsin agua-sal que se va licuando hasta el fondo del depsito y se purga al exterior por medio de una vlvula.

La masa higroscpica se consume, por lo que se hace necesaria su reposicin peridica.

En la salida de estos equipos hay que colocar un filtro terminal que elimine las partculas de sal que arrastra el aire.Esta mezcla tiene que ser eliminada regularmente del absorbedor. Ello se puede realizar manual o automticamente.Con el tiempo se consume la sustancia secante, y debe suplirse en intervalos regulares (2 a 4 veces al ao).Al mismo tiempo, en el secador por absorcin se separan vapores y partculas de aceite. No obstante, las cantidades de aceite, si son grandes, influyen en el funcionamiento del secador. Por esto conviene montar un filtro fino delante de ste.

Fig.12 secado por absorcin2.2.3.2.2 SECADO POR ADSORCION

Este secado se basa en la fijacin de las molculas de agua a las paredes de un elemento poroso compuesto bsicamente por dixido de silicio.

Como el elemento adsorbente se satura, este equipo de secado est formado por dos depsitos y mientras uno est activo el otro se regenera o seca usando para ello aire caliente.

En este tipo de secado, no puede entrar aceite, puesto que se obturaran los capilares del elemento poroso y sera imposible su regeneracin. Por tanto, es indispensable colocar en la entrada del equipo un desoleador.

El elemento adsorbente se renueva cada dos aos aproximadamente.

Fig.13secado por adsorcin 2.2.3.2.3 SECADO EN FRIOLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de una reduccin de la temperatura del punto de roco.En este mtodo la separacin del agua se realiza por enfriamiento. El aire entra en el equipo a travs de un intercambiador de calor, donde es pre enfriado por el aire fro y seco que sale de la instalacin frigorfica.En la cmara frigorfica el aire es enfriado hasta 2 C; no debe bajarse de esta temperatura, ya que comienza la congelacin de los condensados.A la salida del frigorfico se instala un separador que evacua los condensados al exterior a travs de una purga automtica.Despus del separador se instala un filtro que retiene el aceite que poda quedar en suspensin, aprovechando el aumento de viscosidad debido a la baja temperatura.El aire seco y filtrado entra en el secundario del intercambiador, donde es calentado por el aire entrante.

Fig.14secado en frio 2.2.3.4 UNIDAD DE MANTENIMIENTO FRL O TRATAMIENTO FINAL DEL AIRE COMPRIMIDOLa unidad de tratamiento final del aire comprimido, llamada tambin unidad de mantenimiento, se coloca justo al comienzo de la aplicacin neumtica. La unidad de mantenimiento representa una combinacin de los siguientes elementos:Filtro de aire comprimidoRegulador de presinLubricador de aire comprimidoDeben tenerse en cuenta los siguientes puntos:1. El caudal total de aire en m3/h es decisivo para la eleccin del tamao de unidad. Si el caudal es demasiado grande, se produce en las unidades una cada de presin demasiado grande. Por eso, es imprescindible respetar los valores indicados por el fabricante.2. La presin de trabajo no debe sobrepasar el valor estipulado en la unidad, y la temperatura no deber ser tampoco superior a 50 C (valores mximos para recipiente de plstico).

2.2.3.4.1 FILTROTiene la misin de eliminar las ltimas impurezas que puede llevar el aire.Es un recipiente en cuya parte superior se instala una placa deflectora que provoca el centrifugado del aire.

Las impurezas, tanto slidas como lquidas, chocan contra las paredes del recipiente, caen al fondo y son evacuadas al exterior a travs de una purga, que puede ser manual o automtica.Para alcanzar el conducto de salida, el aire tiene que atravesar un cartucho filtrante cuya porosidad depender del nivel de pureza exigido en la instalacin.

2.2.3.4.2 EL REGULADOR DE PRESINLa vlvula reguladora, reduce la presin de la red al nivel requerido de la instalacin y lo mantiene constante aunque haya variaciones en el consumo.En su funcionamiento, la presin de salida es regulada por una membrana que est sometida por un lado a la fuerza de un resorte accionado por un tornillo y por el otro, a la ejercida por la propia presin de salida.Si la presin de salida aumenta debido a la disminucin de caudal, la membrana se comprime y la vlvula de asiento se cierra. En el caso contrario, la vlvula de asiento se abre y permite el paso de aire procedente de la red.Si se reduce la tensin del muelle, el exceso de aire en la salida, sale al exterior por el orificio de escape, aunque hay construcciones en las que este orificio no existe.

2.2.3.4.3 LUBRICADOREl lubricador, incorpora al aire comprimido una fina niebla de aceite para lubricar las partes mviles de los componentes neumticos.

El aceite asciende a la parte superior del lubricador por efecto Venturi y cae en la corriente de aire, que lo nebuliza y lo transporta a la instalacin.

Las unidades de mantenimiento tienen una salida de aire auxiliar antes del lubricador para las partes de la instalacin que precisen aire sin lubricar.

2.2.4 DISTRIBUCIN DE AIRE COMPRIMIDO.Las redes de distribucin de aire comprimido surgen para poder abastecer de aire a todas las mquinas y equipos que lo precisen, por lo que se debe tender una red de conductos desde el compresor y despus de haber pasado por el acondicionamiento de aire, es necesario un depsito acumulador, donde se almacene aire comprimido entre unos valores mnimos y mximos de presin, para garantizar el suministro uniforme incluso en los momentos de mayor demanda. El dimetro de las tuberas se debe elegir para que si aumenta el consumo, la prdida de presin entre el depsito y el punto de consumo no exceda de 0,1 bar. Cuando se planifica una red de distribucin de aire comprimido hay que pensar en posibles ampliaciones de las instalaciones con un incremento en la demanda de aire, por lo que las tuberas deben dimensionarse holgadamente. Las conducciones requieren un mantenimiento peridico, por lo que no deben instalarse empotradas; para favorecer la condensacin deben tenderse con una pendiente de entre el 1 y el 2% en el sentido de circulacin del aire, y estar dotadas a intervalos regulares de tomas por su parte inferior, con las purgas correspondientes para facilitar la evacuacin del condensado. Las tomas para enlazar con los puntos de consumo siempre deben producirse por la parte superior de las tuberas, para evitar el arrastre de agua condensada en las tomas de aire, que lgicamente, debido a su mayor densidad, circular por la generatriz inferior de la conduccin. En general las redes de distribucin suelen montarse en anillo, con conexiones transversales que permitan trabajar en cualquier punto de la red, instalndose vlvulas de paso estratgicamente, para poder aislar una zona de la red de distribucin en caso de producirse alguna avera, y que puede continuar trabajndose en el resto de la instalacin.

CAPITULO 3ACTUADORES NEUMTICOSHay dos tipos de actuadores, los que producen movimiento lineal (cilindros) y los que producen movimiento rotativo (motores). La energa inherente al aire comprimido alimenta a los actuadores neumticos donde se transforma en movimientos de vaivn, en los cilindros, o en movimiento de giro en los motores.3.1 ACTUADORES LINEALES En los Actuadores lineales encontramos dos tipos fundamentales: Cilindro de simple efecto: slo pueden efectuar trabajo en una direccinCilindro de doble efecto: efectan trabajo en ambas direcciones3.1.1CILINDROS NEUMTICOSLos cilindros neumticos son, por regla general, los elementos que realizan el trabajo. Su funcin es la de transformar la energa neumtica en trabajo mecnico de movimiento rectilneo, que consta de carrera de avance y carrera de retroceso. 3.1.1.1TIPOS DE CILINDROS Podemos encontrar una variedad de cilindros neumticos, que pueden realizar varias actividades dentro de la industria, facilitando los trabajos y reduciendo el tiempo de ejecucin de los mismos. 3.1.1.1.1CILINDRO DE SIMPLE EFECTO DE EMBOLOEl vstago puede estar replegado o extendido inicialmente, tienen un resorte de recuperacin de posicin, al suministrarle aire comprimido el mbolo modifica su posicin y cuando se purga el aire, el muelle recupera la posicin inicial del mbolo. Debido a la longitud del muelle se utilizan cilindros de simple efecto con carreras de hasta 100 mm.

Estos cilindros slo pueden efectuar trabajo en una direccin, el que realiza el aire comprimido, mientras que el movimiento debido al muelle solamente sirve para recuperar la posicin inicial, por ello es apropiado para tensar, expulsar, introducir, sujetar, etc.

3.1.1.1.2CILINDRO DE SIMPLE EFECTO DE MEMBRANAUna membrana de goma desempea las funciones de mbolo. La placa de sujecin asume la funcin del vstago y est unida a la membrana, el retroceso se realiza por tensin interna de la membrana. Este tipo cilindros slo pueden efectuar carreras muy cortas, por lo que se emplean para remachar, estampar, y sobre todo sujetar.

Fig. 22 Cilindro de simple efecto de membranaFig. 23 Fig. 22 Cilindro de simple efecto de membranaFig. 24 Fig. 22 Cilindro de simple efecto de membrana

3.1.1.1.3CILINDRO DE SIMPLE EFECTO DE MEMBRANA ARROLLABLELa membrana tiene forma de vaso, cuando se introduce aire comprimido la membrana se desarrolla en la pared interna del cilindro, presenta muy poco rozamiento y son muy estancos, su carrera es muy corta.

3.1.1.1.4 CILINDRO DE DOBLE EFECTORecibe aire comprimido por una cmara, purgndose el lado contrario, con lo que el vstago cambia de posicin. Cuando el aire cambia de direccin y se intercambian las cmaras de llenado y de evacuacin el vstago recupera la posicin primitiva.

Fig. 26 cilindro de doble efecto reposo Fig. 27 cilindro de doble efecto en retroceso

La fuerza del mbolo es mayor en el avance que en el retroceso debido a la mayor seccin sobre la que presiona el aire, ya que en la otra cmara se tiene que descontar la superficie del vstago. Estos cilindros pueden desarrollar trabajo en las dos direcciones y adems pueden presentar carreras significativamente mayores a las de los cilindros de simple efecto.

Fig. 28 Cilindro de doble efecto

3.1.1.1.5 CILINDRO DE EMBOLO GIRATORIOCon este tipo de cilindro se pueden obtenerse movimientos de hasta 300, tienen poca capacidad para desarrollar trabajo, son muy poco empleadosdebido a que presentan poca estanqueidad.

Fig. 29 Cilindro giratorio3.1.1.1.6 CILINDRO TELESCPICO Est formado por los tubos cilndricos y vstago de mbolo. En el avance sale primero el mbolo interior, siguiendo desde dentro hacia fuera los siguientes vstagos. La fuerza a desarrollar est determinada por la superficie del mbolo menor. Son empleados donde se necesitan importantes longitudes de elevacin con una base cilndrica de reducidas dimensiones, por ejemplo en plataformas elevadoras, presentan problemas de pandeo.

Fig. 30 cilindro telescpico3.1.1.1.7 CILINDRO DE DOBLE VSTAGOTienen vstagos en ambos lados, en este caso la fuerza que desarrollan en ambas direcciones es la misma, adems son capaces de soportar ligeros esfuerzos laterales.

Fig. 31 Cilindro de doble vstago3.1.1.1.8 CILINDRO TNDEMEst constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad. Gracias a esta disposicin, al aplicar simultneamente presin sobre los dos mbolos se obtiene en el vstago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal mismo dimetro. Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y se dispone de un espacio determinado, no siendo posible utilizar cilindros de un dimetro mayor.

Fig. 32 cilindro tndem3.1.1.1.9CILINDRO MULTIPOSICIONALEste cilindro est constituido por dos o ms cilindros de doble efecto. Estos elementos estn acoplados como muestra el esquema. Segn el mbolo al que se aplique presin, acta uno u otro cilindro. En el caso de dos cilindros de carreras distintas, pueden obtenerse cuatro posiciones.

Fig.33 cilindro multiposicionalAplicacin:- Colocacin de piezas en estantes, por medio de cintas de transporte- Mando de palancas- Dispositivos de clasificacin (piezas buenas, malas y a ser rectificadas)3.1.1.1.10 CILINDRO DE CABLEEste es un cilindro de doble efecto. Los extremos de un cable, guiado por medio de poleas, estn fijados en ambos lados del mbolo. Este cilindro trabaja siempre con traccin. Aplicacin: apertura y cierre de puertas; permite obtener carreras largas, teniendo dimensiones reducidas.

Fig.34 cilindro de cable3.2 ACTUADORES DE MOVIMIENTO ROTATIVOSLos actuadores de movimiento rotativo (motores), se usan menos que los lineales ya que en general los motores elctricos hacen esta funcin de forma ms eficaz. A pesar de esto en determinadas situaciones (de exigencia de ms limpieza o de peligrosidad por peligro de explosin, etc.) tambin son utilizados en muchos procesos productivos.Segn su concepcin, se distinguen:- Motores de mbolo radial- Motores de aletas- Turbomotores3.2.1 MOTOR DE MBOLO RADIALPor medio de cilindros de movimiento alternativo, el aire comprimido acciona a travs de una excntrica o de una biela el cigeal del motor, su potencia depende de la presin de alimentacin, del nmero de mbolos y de la superficie y la velocidad de movimiento de estos.

Fig. 35 Motor de embolo radial

3.2.2 MOTOR DE ALETASPor su construccin sencilla y peso reducido, los motores de aire comprimido generalmente se fabrican como mquinas de rotacin. Constituyen entonces, en su principio, la inversin del compresor multicelular (compresor rotativo).Un rotor excntrico dotado de ranuras gira en una cmara cilndrica. En las ranuras se deslizan aletas, que son empujadas contra la pared interior del cilindro por el efecto de la fuerza centrfuga, garantizando as la estanqueidad de las diversas cmaras. Bastan pequeas cantidades de aire para empujar las aletas contra la pared interior del cilindro, en parte antes de poner en marcha el motor.En otros tipos de motores, las aletas son empujadas por la fuerza de resortes. Por regla general estos motores tienen de 3 a 10 aletas, que forman las cmaras en el interior del motor. En dichas cmaras puede actuar el aire en funcin de la superficie de ataque de las aletas. El aire entra en la cmara ms pequea y se dilata a medida que el volumen de la cmara aumenta,La velocidad del motor varia entre 3.000 y 8.500 rpm . Tambin de este motor hay unidades de giro a derechas y de giro a izquierdas, as como de potencias conmutables de 0,1 a 17 kW (0,1 a 24 CV).

Fig. 36 Motor de aletas3.2.3 TURBOMOTORESSon los que arrastran los tornos de los dentistas, tiene una gama de velocidad muy fcilmente regulable de hasta 500000 r.p.m.

Fig.37Turbomotores3.2.4 CARACTERSTICAS DE LOS MOTORES DE AIRE COMPRIMIDO- Regulacin sin escalones de la velocidad de rotacin y del par motor- Gran seleccin de velocidades de rotacin- Pequeas dimensiones (y reducido peso)- Gran fiabilidad, seguros contra sobrecarga- Insensibilidad al polvo, agua, calor y fro- Ausencia de peligro de explosin- Reducido mantenimiento- Sentido de rotacin fcilmente reversible

3.3 SIMBOLOGIA DE LOS ELEMENTOS NEUMATICOS DE TRABAJO

Tabla IV. Simbologa de los elementos neumticos de trabajo

3.4 ELEMENTOS DE CONTROL, MANDO Y REGULACIN.Para poder controlar los distintos actuadores neumticos es preciso emplear otros elementos que desarrollan funciones de mando, a estos elementos se les llama vlvulas, las encargadas de distribuir el aire para gobernar el avance y retroceso de los cilindros se denominan vlvulasdistribuidoras, aunque tambin hay vlvulas de regulacin y control.3.4.1 REPRESENTACIN ESQUEMTICA DE LAS VLVULASPara representar las vlvulas distribuidoras en los esquemas neumticos se emplean smbolos, que solamente indican la funcin que cumplen las vlvulas, sin informar acerca de sus aspectos constructivos, en ellas se distinguen:Las vas, que es el nmero de orificios de entrada y salida del aire a travs de la vlvula. Las posiciones, son las que puede adoptar la vlvula distribuidora para dirigir el flujo por una u otra va, segn necesidades de trabajo. Los accionamientos, son los mtodos por los que provocamos que la vlvula est en una u otra posicin.

Las posiciones de las vlvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados. El nmero de cuadrados adyacentes indica la cantidad de posiciones de la vlvula distribuidora. Las vas (entradas y salidas) se representan por medio de trazos unidos al cuadro que representa la posicin de reposo o inicial. Para identificar a una vlvula se emplea el mtodo de indicar: n vas/n posiciones. En el caso de la figura sera: 3/2

Fig. 38 Posiciones de la vlvula

El funcionamiento se representa esquemticamente en el interior de los cuadros. Los conductos que unen las distintas vas se representan mediante lneas rectas. Las flechas indican el sentido de circulacin del fluido.

Fig. 39 Conductos mediantes lneas

Los conductos obturados se representan mediante lneas transversales y la unin de conductos se representa mediante un punto rellenado.

Fig. 40 Conductos obturados

La otra posicin se obtiene desplazando lateralmente los cuadrados, hasta que las conexiones coincidan.

Fig. 41 Desplazamientos de cuadros

La posicin de reposo es aquella que corresponde a cuando la vlvula no est excitada, por ejemplo la determinada por un muelle. La posicin inicial es la que tienen las piezas mviles de la vlvula despus del montaje de sta, es la posicin a partir de la que comienza el programa preestablecido. Conductos de escape sin empalme de tubo (cuando el aire es evacuado a la atmsfera), se representa por un tringulo directamente unido al smbolo. Conductos de escape con empalme de tubo (cuando el aire es evacuado a un punto), por un tringulo ligeramente separado del smbolo.

Fig.42Conductos de empalme3.4.2 VLVULAS NEUMTICASAs tambin las vlvulas son elementos de sealizacin y de mando que modulan las fases de trabajo de los elementos neumticos.Son las encargadas de interrumpir o permitir el paso y dar la direccin al aire comprimido, distribuyendo el fluido, controlando la presin y el caudal. 3.4.2.1 CARACTERSTICAS DE LAS VLVULAS NEUMTICASPara identificar y representar un tipo de vlvula debemos tomar en cuenta tres caractersticasEl tipo de vlvula, El sentido de circulacin del aire Las conexiones3.4.2.2 TIPOS DE VLVULASSegn su funcin las vlvulas se dividen en 5 grupos: Vlvulas de vas o distribuidoras Vlvulas de bloqueoVlvulas de presin Vlvulas de caudal Vlvulas de cierre 3.4.2.2.1 VLVULAS DISTRIBUIDORASSon las encargadas de controlar el camino que ha de tomar el aire comprimido, por medio de sus orificios o vas. 3.4.2.2.1.1 VLVULA DISTRIBUIDORA 2/2, MONOESTABLE, NORMALMENTE CERRADA (N.C.).La bola es empujada por un resorte contra su asiento y cierra el paso del aire desde P hacia A. Al ejercer fuerza sobre el palpador, empuja la bola que es separada de su asiento. Para ello debe vencerse la fuerza del muelle y la presin ejercida sobre la bola.

Fig. 43Vlvula 2/2 NC3.4.2.2.1.2 VLVULA 3/2MONOESTABLE, N.C.La bola, debido al resorte obtura el paso de P hacia A; esta ltima se conecta, a travs del taladro interno de la leva con R a la atmsfera. Al accionarse la leva, se cierra primero el paso entre A y R, luego la bola permite el paso de P hacia A. Al efectuar el movimiento inverso, primero se cerrar el paso P-A y finalmente se abrir A-R.

Fig. 44 Vlvula 3/2 monoestable NC3.4.2.2.1.3 VLVULA DISTRIBUIDORA 3/2, PILOTAJE NEUMTICO, MONOESTABLE, N.C.Esta vlvula, normalmente cerrada en reposo, bascula por aire comprimido que le llega por la va de plotaje Z. La presin de P y el muelle mantienen el paso cerrado, debe estar dimensionada de forma que se asegure el pilotaje a igualdad de presiones en P y Z.

3.4.2.2.1.4 VLVULA 3/2, DE MANDO ELECTROMAGNTICO, MONOESTABLE, N.C.Los electroimanes se emplean para pilotar vlvulas cuando la seal de mando proviene de un elemento elctrico, tales como un final de carrera, un pulsador, temporizadores o un programador elctrico. Mientras no est excitada la bobina del electroimn, la va P est bloqueada, mientras A est en comunicacin con R. Al excitar el imn, atrae la armadura, cerrando R y poniendo en comunicacin P con A.

Fig. 46 Vlvula 3/2, de mando electromagntico, monoestable, NC3.4.2.2.1.5 VLVULA DISTRIBUIDORA 3/2 DE RODILLO, SERVO PILOTADA, MONOESTABLE, N.C.

Fig.47 vlvula 3/2 de rodillo

Al actuar sobre el rodillo, se abre la conexin de P hacia la membrana del mbolo; sta cierra A con R y levanta el asiento, comunicndose P con A. Obsrvese que puede transformarse la vlvula en normalmente abierta, haciendo el cambio de 180 del cabezal de pilotaje, siendo la entrada por R y el escape por P. 3.4.2.2.1.6 VLVULA DISTRIBUIDORA 4/2, ACCIONAMIENTO NEUMTICO, MONOESTABLE.Esta vlvula, pilotada por aire comprimido, posee dos mbolos de mando. A travs del mbolo izquierdo el paso A-R est abierto y a travs del derecho se permite la conexin P-B. Para el accionamiento de los mbolos de membrana se impulsan, Pilotando con aire comprimido a travs de Z, se consigue hacer bascular la vlvula e invertir las conexiones de sus vas Recupera su posicin inicial cuando deja de haber presencia de aire en la va de pilotaje Z y el resorte recupera la posicin inicial.

Fig. 48Vlvula distribuidora 4/2

3.4.2.2.1.7 VLVULA DISTRIBUIDORA 4/2, CON DOBLE PILOTAJE NEUMTICO.Esta vlvula bascula alternativamente segn que el pilotaje neumtico les llegue por las vas Z e Y, en este caso cuando se pilota desde la va Z, el rgano mvil se sita de modo que la va de presin P est en contacto con la va de trabajo A, mantenindose a escape R la va B. y en esta posicin continuar aunque deje de tener seal de pilotaje en la va Z, ya que estas vlvulas recuerdan la ltima seal de pilotaje que les lleg, para modificar la posicin de la vlvula debe pilotarse desde la va Y, entonces se modifica la posicin del rgano mvil y la va de presin se comunica con B, conectndose a escape R la va A. Estas vlvulas tiene caractersticas de memoria, es decir si le llega seal de pilotaje por una de las vas y sin haber suprimido sta se pilota desde la otra va, la vlvula hace caso a la primera seal que le lleg, nicamente har caso a la segunda seal de pilotaje cuando haya sido suprimida la primera seal, esto se conoce como el problema del doble pilotaje.

Fig. 49. Vlvula distribuidora 4/2, con doble pilotaje neumtico.3.4.2.2.1.8 VLVULA DISTRIBUIDORA 5/2, ACCIONAMIENTO NEUMTICOEsta vlvula bascula alternativamente segn que el pilotaje neumtico les llegue por las vas Z e Y. El mbolo de mando conserva, debido a la tensin de las membranas, la posicin de maniobra hasta que se de una contra seal en sentido contrario.

Fig. 50. Vlvula distribuidora 5/2, accionamiento neumtico3.4.2.2.1.9VLVULA DISTRIBUIDORA 4/3, CON ENCLAVAMIENTO.Estas vlvulas tienen tres posiciones y suelen ser accionadas por una palanca que tiene tres posiciones posibles, una por cada posicin de la vlvula. En la posicin intermedia los conductos de trabajo estn obturados, o bien conectados ambos a escape.

Fig. 51. Vlvula distribuidora 4/3, con enclavamiento3.4.2.2.1.10SIMBOLOGIA DE LAS VALVULAS DE DISTRIBUCION

Tabla V. Simbologa de las vlvulas de distribucin

3.4.2.2.2 VLVULAS DE BLOQUEOSu funcin es bloquear el paso del aire preferentemente en un sentido y permitir nicamente en el otro. Existen varias vlvulas de bloqueo, como: 3.4.2.2.2.1 VLVULAS ANTI RETORNO

Fig.52 Vlvulas anti retornoEstas vlvulas obturan el paso de aire en una direccin, permitiendo la circulacin libre en la direccin contraria. Un resorte interno mantiene bloqueado el paso en una direccin, en cambio cuando el aire accede desde la va opuesta, ste tiene la fuerza suficiente como para vencer la accin del muelle y liberar el conducto de paso. 3.4.2.2.2.2 VLVULA SELECTORA OEsta vlvula deja fluir el aire comprimido desde X o Y hasta A cerrando la bola la salida situada enfrente. Su aplicacin es para el mando a distancia de elementos neumticos desde el punto X, o desde el punto Y o desde ambos (funcin disyuncin, o funcin O).

Fig. 53Vlvula selectora o3.4.2.2.2.3 VLVULA DE ESCAPE RPIDOEstas vlvulas sirven para la rpida purga de cilindros y conductos sobre todo en cilindros de gran volumen, la velocidad del movimiento del mbolo del cilindro puede aumentarse muy significativamente. El asiento cierra el cilindro A cuando el aire fluye de P hacia A abrindose al lado de estanqueidad. Al escapar el aire, disminuye la presin en P, el aire comprimido de A impulsa la junta hasta P, fluyendo todo el aire directamente por P hacia la atmsfera.

Fig. 54Vlvula de escape rpido3.4.2.2.2.4 VLVULA DE ESTRANGULAMIENTO CON ANTI-RETORNO

Fig. 55Vlvula de estrangulamiento con anti retornoEstas vlvulas con anti retorno y estrangulacin regulable permiten el paso franco de aire comprimido solo en una direccin, en aquella que el aire empuja el asiento sobre el muelle. En la direccin contraria este conducto se mantiene bloqueado, por lo que el aire solamente puede circular por el otro conducto paralelo, y lo hace con la limitacin de que mediante un tornillo se puede estrangular el caudal de paso, que puede variar entre cero y la seccin nominal de paso de la vlvula. }3.4.2.2.2.5 VLVULA DE SIMULTANEIDAD.Tiene dos entradas de presin X e Y una salida A. En la salida A solo habr presencia de aire cuando ambas entradas reciban aire comprimido simultneamente. Una nica seal bloquea el paso (funcin conjuncin o funcin Y).

Fig. 56 Vlvula de simultaneidad3.4.2.2.2.6 VLVULAS REGULADORAS DE PRESINLa funcin de estas vlvulas es la de controlar la presin del aire que circula por el circuito, desde un valor nulo hasta el valor mximo de presin de alimentacin. Tienen un aspecto constructivo muy similar, pero segn su posicin en el circuito, cumplen distintas funciones, con lo que se clasifican en:Vlvulas limitadoras de presin o de seguridad, impiden que la presin de un circuito sobrepase un valor mximo prefijado de antemano mediante un tornillo.

Fig. 57Vlvulas reguladoras de presin3.4.2.2.2.7 VLVULAS DE CAUDALLas vlvulas reguladoras de caudal permiten controlar la velocidad de avance o retroceso de un cilindro. Cada reguladora de caudal slo regula la velocidad en un sentido.El aire puede circular por la estrangulacin o por el anti retorno, cuando el anti retorno le deje paso libre circular a la misma velocidad que en el resto del circuito, sin embargo, cuando el anti retorno le corte el paso el nico camino que le quedar ser la estrangulacin y por lo tanto disminuir su velocidad. La misin de las vlvulas de caudal es regular la cantidad de aire comprimido en ambos sentidos de flujo.

Fig.58 Vlvula de caudal3.4.2.2.2.8 VLVULAS DE CIERRESon elementos que abren o cierran el paso del caudal, a travs de un tornillo o una palanca con fin circular se permite ose impide el paso del caudal, segn sea la necesidad.

Fig. 59 Vlvula de cierre3.5 UNIONES Y RACORES NEUMTICAS3.5.1 RACORES PARA TUBOS DE ACERO Y DE COBRESe conoce con el nombre racor el accesorio de conexionado que se utiliza en neumtica. La prctica cotidiana ha extendido mucho su uso y ha generado diversidad de variantes constructivas que se han ido adaptando a las necesidades especficas de la industria.3.5.1.1 RACORES DE ANILLO CORTANTEEl empalme puede soltarse y unirse varias veces.

Fig.60 Racores de anillo cortante

3.5.1.2 RACORES CON ANILLO DE SUJECINPosee un anillo interior especial (bicono) por lo que se lo utiliza tambin para empalmes en tubos de plstico

Fig.61 Racor con anillo de sujecin3.5.1.3 RACOR CON BORDE RECALADOSe los utiliza para tubos con fin recalado.

Fig.62 Racor con borde recalado3.5.1.4 RACOR ESPECIAL CON REBORDESe los utiliza para tubos de cobre con collarn.

Fig.63 Racor especial con reborde 3.5.2 RACOR PARA TUBOS FLEXIBLES3.5.2.1BOQUILLA CON TUERCA DE RACORSu boquilla sujeta a la tubera de una mejor manera

Fig.64 Boquilla con tuerca de Racor3.5.2.2 BOQUILLAEste racor es parecido al de boquilla con tuerca, pero en este caso es una sola pieza y con una dimetro mayor para tuberas de mayor dimetro

Fig.65 Boquilla 3.5.3 RACORES RPIDOS PARA TUBOS FLEXIBLES DE PLSTICO

Fig.66 racores rpidos para tubos flexibles de plstico3.6 SIMBOLOGA DE LA NEUMTICA 3.6.1 POSICIONES DE MANIOBRA DE VLVULAS DISTRIBUCINSMBOLONVASNPOSICIONESDENOMINACIN UTILIZACIN

22Vlvula 2/2 normalmente cerrada.Mientras no se activa no deja pasar el aire. Se aplican en pistolas sopladoras de aire a motores neumticos de un nico sentido de giro.

22Vlvula 2/2 normalmente abierta.Al contrario que las anteriores, mientras no se activan dejan pasar el aire, y cuando se activan cortan el aire en ambas direcciones.

32Vlvula 3/2 normalmente cerrada.Parecidas a las 2/2 normalmente cerradas, pero comunicando la lnea de servicio a la atmsfera. Se aplican a cilindros de simple efecto ya que solo tienen una cmara de trabajo.

32Vlvula 3/2 normalmente abierta.En posicin de reposo dejan pasar el aire comprimido, cortndolo cuando se activan. Se utilizan como memorias o para eliminacin de seales indeseadas.

42Vlvula 4/2.Como tienen dos vas de servicio, se aplican a cilindros de doble efecto (dos cmaras de trabajo), pulsadores de emergencia, memorias, etc.

52Vlvula 5/2.Funcionan como la vlvula anterior.

43Vlvula 4/3 centro cerrado.Se aplican cuando se quiere detener el cilindro en posiciones intermedias.

43Vlvula 4/3 centro descargado.Pueden dejar las dos cmaras del cilindro comunicadas con la atmsfera, con lo que el cilindro se queda libre de presiones y se puede mover a mano.

Tabla VI. Posiciones de maniobra de vlvulas distribucin

3.6.2 SMBOLOS DE ACCIONAMIENTO DE VLVULASSegn el accionamiento o elemento de pilotaje, las vlvulas se pueden gobernar por: Medios manuales: por pulsador, por palanca o por pedal. Por medios mecnicos: por palpador o leva, por rodillo o final de carrera, o por rodillo escamoteable. Por medios elctricos, por un electroimn. Por medios neumticos: por pilotaje neumtico con presin, o con depresin.

Tabla VII. Smbolos de accionamientos de vlvulasCAPITULO 4CIRCUITO NEUMTICOLos circuitosneumticos son instalaciones que se emplean para generar, transmitir y transformar fuerzas y movimientos por medio del aire comprimido.Es un dispositivo por el cual puede circular el aire comprimido. Los circuitos neumticos estn constituidos por la alimentacin principal de aire Comprimido, los elementos de mando (vlvulas), los procesadores de las seales (vlvulas), los elementos de control de paso del aire (vlvulas) y por los actuadores, que efectan el trabajo

Fig. 67 Partes que conforman un circuito neumtico

4.1 ELEMENTOS DE UN CIRCUITO NEUMATICOUn circuito neumtico est formado por los siguientes elementos: El generador de aire comprimido, que es el dispositivo que comprime el aire de la atmsfera hasta que alcanza la presin necesaria para que funcione la instalacin. Las tuberas y los conductos, a travs de los que circula el aire comprimido Los actuadores, como los cilindros y los motores, que son los encargados de convertir los tubos en mbolos y moverlos para accionar el circuito. Los elementosdecontrol, como las vlvulas distribuidoras. Las vlvulas abren o cierran el paso del aire. Los tornillos elctricos que sirven para las puertas de los medios de transportes.

Fig. 68 Elementos de un circuito neumtico4.1.1 EL COMPRESOREl compresor aumenta la presin del gas reduciendo el volumen que el que se encuentra. Hay principalmente dos tipos:4.1.2 EL DEPSITO

En estos circuitos es necesario contar con un depsito que acumule el aire a presin que sale del compresor. De esta manera, cuando se ha alcanzado la presin adecuada, puede detenerse el compresor sin interrumpir el trabajo que se realiza con el aire a presin. Adems, el depsito cumple la importante funcin de enfriar el aire antes de introducirlo en el circuito, pues sale del compresor a una temperatura muy alta.Los depsitos de aire comprimido incluyen elementos para controlar las condiciones del aire: el termmetro y el manmetro controlan la temperatura y la presin; una vlvula limitadora de presin expulsa el aire a la atmosfera si la presin supera un valor prefijado; y el purgador o llave de paso expulsa al exterior las partculas de suciedad que se depositan cuando, al aumentar la presin y disminuir la temperatura, el vapor de agua contenido en el aire se condensa y las arrastra.

Fig. 69Compresor alternativo de un solo cilindro situado encima de un depsito.

4.1.3 UNIDAD DE MANTENIMIENTOEs el conjunto de elementos que se encargan de acondicionar el aire antes de introducirlo en el circuito. Normalmente se instala en la tubera antes de conectarla al elemento que va a utilizar el aire comprimido. Se compone de:-Manmetro: Instrumento para medir la presin de un fluido.-Filtros: Impiden que las partculas de suciedad que hayan podido penetrar en el sistema o se hayan producido en l daen los conductos y elementos del circuito. Se encargan tambin de eliminar el agua existente en el aire, para que llegue lo ms limpio y seco posible.-Reductor de presin: Se encarga de ajustar la presin del aire que se necesita para el resto del circuito. Normalmente es menor que la suministrada por la instalacin.-Lubricador: Inyecta unas pequesimas gotas de aceite en el flujo de aire para evitar un desgaste excesivo en los elementos del circuito.

Fig. 70 Unidad de mantenimiento

4.1.4 ELEMENTOS DE TRANSPORTEEl transporte del aire se realiza por medio de tuberas. Dado que deben soportar altas presiones y su superficie interior debe estar limpia y pulida, suelen hacerse con cobre, acero o algunos plsticos resistentes, como el polietileno.Los circuitos neumticos deben mantenerse completamente estancos, para evitar fugas de aire que provocara una disminucin de la presin. Con este fin, en los acoplamientos de tuberas se usan racores y juntas que cierran hermticamente las conexiones.En los esquemas neumticos, las tuberas se representan mediante lneas continuas. Cuando varias tuberas se unen en un punto, la unin se representa mediante un punto negro, para distinguirlo del caso en que solo se cruzan.

Fig. 71 elementos de transportes4.2 CIRCUITOS NEUMATICOS BASICOS4.2.1 MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO DE UN CILINDRO CON VLVULA 3/2 DE ACCIONAMIENTO MANUAL

Fig. 72 Mando directo de un cilindro de simple efecto de un cilindro con vlvula 3/2 de accionamiento manual

Fig.73 Avance del cilindro

Fig.74 retroceso del cilindro4.2.2 MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO DESDE DOS PUNTOS

Fig. 75 mando de un cilindro de simple efecto desde dos puntos4.2.3MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO

Fig.76 mando de un cilindro de simple efecto desde dos puntos

4.2.4 MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO MEDIANTE PULSADOR

Fig.77Mando de un cilindro de doble efecto mediante pulsador avance

Fig. 78 mando de un cilindro de doble efecto mediante pulsadorretroceso4.2.5 CONTROL DE VELOCIDAD DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO

Fig. 79 control de velocidad de un cilindro de doble efecto4.2.6 MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO

Fig. 80 mando directo de un cilindro de doble efecto4.2.7 MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON RETROCESO AUTOMTICO

Fig. 81 mando de un cilindro de doble efecto con retroceso automtico

4.3 DESARROLLO DEL CIRCUITO PRACTICO DE NEUMATICAFig. 82 Desarrollo del circuito

4.4 ELEMENTOS UTILIZADOS EN EL PROYECTOPara el presente proyecto se utilizaran los siguientes elementos:-CILINDRO DE DOBLE EFECTO

fig. 83 cilindro de doble efecto

-VALVULA 5/3 DE ACCIONAMIENTO NEUMATICO

Fig. 84 valvula 5/3 de accionamiento neumatico-VALVULA 5/2 DE ACCIONAMIENTO NEUMATICO

fig. 85 valvula 5/2 de accionamiento neumatico

-VALVULA SELECTORA O

Fig.86 valvula selectora o-VALVULA 3/2 DE ACCIONAMIENTO MANUAL(BOTON)

Fig. 87 valvula 3/2 de accionamiento manual(boton)-VALVULA 3/2 DE ACCIONAMIENTO MANUAL(FINALES DE CARRERA)

Fig. 88 valvula 3/2 de accionamiento manual(finales de carrera)

-UNIDAD DE MANTENIMIENTO (FRL)

Fig.89 unidad de mantenimiento (frl)-MANOMETROS NEUMATICOS

Fig. 90 manometros neumaticos-RACORES PARA VALVULAS

Fig. 91racores para valvulas

CAPITULO 5DISEO Y CONSTRUCCION DEL MODULO DIDACTICO DE NEUMATICA5.1 DISEO DEL MODULO DIDACTICO5.1.1DISEO DE LA MESA DE MODULOLa mesa de modulo se construy con una estructura de aluminio de tubo cuadrado y las partes laterales y traseras se construyeron con madera tipo MDF de color blanco de 1.5 centmetros de dimetro, en la parte frontal estar constituida con tres cajones que servir para colocar accesorios neumticos como: vlvulas, mangueras, acoples, racores, etc.Y dos puertas corredizas de vidrio trasparentes donde en la parte inferior de la mesa se alojara el compresor que nos servir como fuente de alimentacin para los circuitos, Tambin estar provista de cuatro ruedas en sus bases para facilitar el traslado de un lugar a otro, la misma que sern construidas con sus respectivas dimensiones que se detallan en la siguiente figura.

Fig.92 Dimensiones de la mesa5.1.2DISEO DEL TABLERO DE SIMULACIONEsta construida con aluminio de tubo cuadrado con espacios en la parte superior e inferior del tablero como se observa en la figura .tambin costa de un fragmento para poder ubicar el nombre del mdulo.El tablero de simulacin costara con varias perforaciones con el fin de alojar los elementos neumticos.

Fig. 93 Dimensiones del tablero5.1.3 MONNTAJE DEL TABLERO A LA MESA El tablero de simulacin ira sujetada junto con la mesa de soporte como se observa la figura con sus respectivas medidas

Fig.94 Montaje del tablero a la mesa5.2 CONSTRUCCIN DE MODULO DIACTICO5.2.1 MESA DEL MODULO DICDACTICOPara la construccin de la base de la mesa primero se corta 10 pedazos de aluminio cuadrado acorde a las dimensiones especificadas los cuales sern unidos por las uniones de codo en cada esquina para dar la forma.A continuacin se procede a colocar la tabla tipo MDF de color blanco en las partes laterales, en la parte superior y en parte inferior las mismas que sern sujetadas por una lmina de aluminio.En la parte frontal a lado derecho se colocara 3 cajones para los elementos de neumtica, y a su vez se colocaran las puertas corredizas de vidrio transparente y as poder alojar el compresor dentro del compartimiento como se observa en la figura

Fig.95 Mesa del mduloAs mismo se realiz la perforacin en la base para colocar las ruedas para su movilidad como se observa en la figura 5.2.2 TABLERO DE SIMULACIONPara la construccin del tablero de simulacin se cortan dos pedazos de 100 cm y dos pedazos de 120 cm los cuales sern uniones mediante uniones rectas para la sujecin del tablero se coloca una lmina de aluminio el cual nos dar firmeza y seguridad

Fig.96 Mdulo didcticoA continuacin procedemos a cortar dos tubos de 120 cm para el letrero que ser ubicado en la parte superior del tablero y as mismo sern sujetados con lminas de aluminio.

Fig. 97 Estructura del letreroDespus procedemos a realizar las perforaciones con un taladro para esto primero se realiza un trazado en el tablero para una exacta perforacin como se detalla en la figura

Fig. 98 Perforacin del tablero de simulacinUna vez terminada la perforacion el modulo quedara de la siguiente manera, como se observa en la figura

Fig. 99 mdulo didctico5.3 MONTAJE DE LOS ELEMENTOS NEUMTICOS EN EL TABLERO DE SIMULACIONPara el montaje de los elementos utilizamos tuercas con arandelas Fig.100 montaje de los elementos

5.4 COSTOS DE LA CONSTRUCCIN DEL MDULO Y ADQUISICIN DE LOS ELEMENTOSCostos directos del proyecto ORDENCANTIDADDETALLECANTIDADUNITARIACANTIDADTOTAL

12cilindro de doble efecto 20x50mm4590

23vlvula 5/2 de accionamiento neumtico y retorno neumtico23.9471.82

31Vlvula 5/3 accionamiento neumtico35.2235.22

44vlvulas 3/2 de accionamiento manual y retorno por resorte(monoestable)1768

51vlvulas 3/2 de accionamiento mecnico y retorno por resorte(bidireccional)12.0212.02

61vlvulas 3/2 de accionamiento mecnico y retorno por resorte(unidireccional)13.2813.15

71vlvula 3/ de rodillo4242

81vlvula selectora o38.9838.98

92Manmetro de presin de 100 psi6.8912.95

104Reguladores banjo de presin 1/85.8023.20

111sistema filtro regulador lubricador78.0578.05

123uniones rpidos para mangueras26

133Uniones T para mangueras2.206.60

145Acople recto 3/81.456.98

159Acoples rpidos recto de 1/41.2110.78

165Racor codo 1/41.608.00

176Racor recto 1/81.207.20

1822Acoples rpidos de 1/8 0.9420.38

1915manguera poliuretano de 6 mm0.7411.48

201Compresor truper 2hp230230

211mdulo neumtico 120X175280280

Sub total795.441072.81

IVA 12%72.22

total1145.03

Costos indirectos del proyectoordencantidaddetalleCantidad unitariaCantidad total

12Transporte Riobamba Ambato1.252.50

22Transporte Riobamba Quito 4.759.50

32manguera para compresor1.503

41Juego de acople3.603.60

52abrazaderas0.400.80

630Tornillos 5/32 octavos0.178335.35

72Tornillo 3/16 octavos0.230.46

Sub total11.6025.21

IVA 12%0.69

total25.90

CAPITULO 6CONCLUSIONES RECOMENDACIONESCONCLUSIONES - El conocimiento terico nos ha ayudado a ser ms crticos y analticos en cuestin de la neumtica, en donde aprendimos la importancia de conocer la simbologa empleada en la neumtica, pues bien, estos smbolos aunque fueron pocos, explica un proceso importantes etapas de generacin, preparacin y distribucin de aire comprimido.- Actualmente el aire comprimido es un complemento bsico de la energa elctrica; con la utilizacin de herramientas y mquinas neumticas, se ha incrementado muy apreciablemente la capacidad del trabajo manual del hombre, mejorando las prestaciones en aquellos trabajos que requieren gran precisin y sensibilidad, los equipos neumticos son sencillos de manejar, slidos, ligeros y enormemente seguros. - El mdulo fue realizadocon el fin de ostentar un medio de enseanza, en el cual se pueda brindar al docente junto con el estudiante la comodidad necesaria para manipular los dispositivos neumticos al momento de realizar circuitos prcticos, ya que se tom en cuenta la estatura promedio de las personas y facilidad de montaje de los elementos en el tablero.-Cmo podemos entender la unidad de mantenimiento FRL que queda instalado nos ayudara a mejorar la calidad del aire comprimido que ingresa a las vlvulas y cilindros o a su vez en un circuito neumtico ya que controla la presin del aire de entrada y as protege a los elementos neumticos el cual alarga su vida til.RECOMENDACIONES-El mdulo de neumtica al ser mvil se recomienda tener cuidado al momento de realizar el montaje de los elementos para mayor seguridad el mdulo debe estar apegada a una pared para evitar accidentes.-Antes de poner en funcionamiento el circuito neumtico se debe verificar la unidad de mantenimiento FRL que este en buenas condiciones de trabajo que no tenga exceso de agua y si as se debe purgar, tambin hay que controlar el nivel de aceite.-Se sugiere poner manmetros auxiliares si en caso del compreso este daado, para asi estar seguro de la presin que sale a los circuitos.-Al momento de armar un circuito neumtico se recomienda estar muy atentos y saber interpretar los smbolos de manera correcta para si evitar errores por conexiones mal realizadas. -Al momento de unir las mangueras de poliuretano verificar si en el interior no existen desperdicios de suciedad o algn desecho que obstruya el flujo del aire -Verificar el buen estado de acoples de las vlvulas observando que no estn rotas o deterioradas, para as evitar fugas de aireTener cuidado al momento de desconectar las mangueras, asegurndose que contengan aire comprimido para as evitar daos al operario del moduloTener los elementos neumticos en casilleros del mdulo para as prevenir perdidas de los mismos LINKOGRAFIAhttp//www.sapiensman.com/neumticahttp//www.plcmadrid.eshttp.festo.com/didacticwww.monografias.comhttp://guindo.pntic.mec.es/crangil/neumatica.htmhttp://www.monografias.com/trabajos12/atomo/atomo.shtmlhttp://www.sapiens.itgo.com/neumatica/neumatica19.htmhttp://www.mescorza.com/neumatica/neumaejer/electroneumatica/intuitivos/indice.htmhttp://www.monografias.com/trabajos12/resni/resni.shtmlhttp://www.Monografias.com/trabajos12/quefilo/quefilo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/ingdemet/ingdemet.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/medtrab/medtrab.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/atomo/atomo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/distpla/distpla.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/label/label.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/prala/prala.shtmlBIBLIOGRAFIADEL RAZO, Hernndez Adolfo, "Sistemas Neumticos e Hidrulicos: Apuntes de Teora" DEPPERT W. / K. Stoll. "Aplicaciones de Neumtica" Ed. Marcombo. DEPPERT W. / K. Stoll. "Dispositivo Neumticos" Ed. Marcombo Boixareu. GUILLN SALVADOR, Antonio. "Introduccin a la Neumtica"TRAINING NEUMATICO TOMO 1. /NeumticaBsica

ANEXOSAnexo 1 trazado de lneas para una perforacin precisa

Anexo 2 perforaciones del tablero didctico

Anexo 3perforaciones con una broca de 1/8

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