TECNOLOGIA 4º ESOTECNOLOGIA 4º ESOBloque 6.Bloque 6.

NEUMÁTICA E NEUMÁTICA E HIDRAÚLICAHIDRAÚLICA

(introducción)(introducción)

ÍNDICEÍNDICEI.I. IntroducciónIntroducciónII.II. Neumática: Neumática:

Fundamentos físicos: Mecánica de fluidos Fundamentos físicos: Mecánica de fluidos Características del aire comprimido Características del aire comprimido Producción y distribución del aire comprimido Producción y distribución del aire comprimido Tipos de compresores. Caudal. Presión. Accionamiento Tipos de compresores. Caudal. Presión. Accionamiento RegulaciónRegulaciónAcumulador de aire comprimidoAcumulador de aire comprimido

III.III.Campos de aplicación en sistemas industrialesCampos de aplicación en sistemas industriales

I.I. IntroducciónIntroducción NEUMÁTICANEUMÁTICA : : rama de la tecnología dedicada al estudio y rama de la tecnología dedicada al estudio y

aplicaciones prácticas del aire comprimido. aplicaciones prácticas del aire comprimido.

Aire comprimidoAire comprimido: aire tomado de la atmósfera y confinado a presión en : aire tomado de la atmósfera y confinado a presión en un espacio reducido. un espacio reducido.

Martillo neumático

Excavadora neumática

Fundamentos Fundamentos físicosfísicos

Mecánica de fluidosMecánica de fluidos : parte de la física que estudia la acción : parte de la física que estudia la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos.

Puede subdividirse en dos campos: Puede subdividirse en dos campos: Estática de fluidos, o hidrostáticaEstática de fluidos, o hidrostáticaDinámica de fluidosDinámica de fluidos

La mecánica de fluidos es fundamental en la aeronáutica, la La mecánica de fluidos es fundamental en la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía.construcciones navales y la oceanografía.

Propiedades del Propiedades del aire comprimidoaire comprimido

• Abundancia:Abundancia: disponible para su compresión en cantidades ilimitadas. disponible para su compresión en cantidades ilimitadas.• TransporteTransporte: fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No : fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No

es necesario disponer tuberías de retorno.es necesario disponer tuberías de retorno.• AlmacenableAlmacenable: : en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en

recipientes (botellas).recipientes (botellas).• TemperaturaTemperatura:: el aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, el aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura,

garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.• AntideflagranteAntideflagrante:: no existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es no existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es

necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras.necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras.• Limpio:Limpio: el aire comprimido es limpio. Muy importante, por ejemplo, en las industrias el aire comprimido es limpio. Muy importante, por ejemplo, en las industrias

alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.• VelocidadVelocidad:: es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener

velocidades de trabajo muy elevadas.velocidades de trabajo muy elevadas.

Otras propiedades Otras propiedades (1)(1)

Ley de Boyle – Mariotte :Ley de Boyle – Mariotte :

Compresión del aireCompresión del aire

Otras propiedades Otras propiedades (2)(2)

- Expansión del volumen al producirse un aumento de la Expansión del volumen al producirse un aumento de la temperatura.temperatura.

Producción de aire Producción de aire comprimidocomprimido

- Las impurezas en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite - Las impurezas en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones neumáticas y a la destrucción de los elementos neumáticos .neumáticas y a la destrucción de los elementos neumáticos .

- Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el aire comprimido - Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el aire comprimido

- El agua (humedad) llega al interior de la red con el. aire que aspira el compresor- El agua (humedad) llega al interior de la red con el. aire que aspira el compresor depende humedad relativa del aire.depende humedad relativa del aire.

PresiónPresión Se distinguen dos conceptos:Se distinguen dos conceptos:

- La - La presión de servicio: presión de servicio: que es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en que es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que alimentan a los consumidores.las tuberías que alimentan a los consumidores.

- La - La presión de trabajo:presión de trabajo: que es la necesaria en el puesto de trabajo considerado. que es la necesaria en el puesto de trabajo considerado. Por eso, los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión. Por eso, los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión.

# Importante:# Importante: Para garantizar un funcionamiento fiable es necesario que la presión tenga un valor Para garantizar un funcionamiento fiable es necesario que la presión tenga un valor

constante.constante.

Propiedades y Propiedades y aplicaciones aplicaciones NeumáticasNeumáticasAplicaciones:Aplicaciones:

Sistemas industriales con equipos neumáticosSistemas industriales con equipos neumáticos : : Ejemplo: Traslado de paquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc.Ejemplo: Traslado de paquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc.

- Industrias alimenticias farmacéuticas y químicas - Industrias alimenticias farmacéuticas y químicas

- Ingeniería química, civil e industrial - Ingeniería química, civil e industrial

- La meteorología- La meteorología

- Las construcciones navales y la oceanografía.- Las construcciones navales y la oceanografía.

Producción y distribución Producción y distribución del aire comprimidodel aire comprimido

GeneradoresGeneradores Para producir aire comprimido se utilizan Para producir aire comprimido se utilizan generadoresgeneradores que elevan la presión del que elevan la presión del

aire al valor de trabajo deseado.aire al valor de trabajo deseado.

- Proceso :- Proceso :1º- Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central. 1º- Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central. 2º- El aire comprimido sale de la estación compresora2º- El aire comprimido sale de la estación compresora3º- Llegada a las instalaciones a través de tuberías.3º- Llegada a las instalaciones a través de tuberías.

DistribuciónDistribución• Cada máquina y mecanismo necesita una determinada cantidad de aire, siendo Cada máquina y mecanismo necesita una determinada cantidad de aire, siendo

abastecido por un compresor, a través de una red de tuberías.abastecido por un compresor, a través de una red de tuberías.

• El El diámetro de las tuberíasdiámetro de las tuberías debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, la pérdida de presión entre él depósito y el consumidor no sobrepase 10 kPa (0,1 la pérdida de presión entre él depósito y el consumidor no sobrepase 10 kPa (0,1 bar). bar).

• Planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliación de la Planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliación de la demanda de aire.demanda de aire.

• El montaje posterior de una red supone costes elevados.El montaje posterior de una red supone costes elevados.

Tipos de Tipos de CompresoresCompresores

Tipos de Tipos de CompresoresCompresores

Caudal Caudal Por caudal se entiende la cantidad de Por caudal se entiende la cantidad de

aire que suministra el compresor.aire que suministra el compresor. Existen dos conceptos :Existen dos conceptos :

1. El caudal teórico 1. El caudal teórico 2. El caudal efectivo o real 2. El caudal efectivo o real

En el compresor de émbolo oscilante, En el compresor de émbolo oscilante, el el caudal teóricocaudal teórico es igual al producto es igual al producto de cilindrada (velocidad de rotación). de cilindrada (velocidad de rotación). El El caudal efectivocaudal efectivo depende de la depende de la construcción del compresor y de la construcción del compresor y de la presión. En este caso, el rendimiento presión. En este caso, el rendimiento volumétrico es muy importante.volumétrico es muy importante.

AccionamientoAccionamiento Los compresores se accionan, según las Los compresores se accionan, según las

exigencias, por medio de un motor eléctrico o de exigencias, por medio de un motor eléctrico o de explosión interna. En la industria, en la mayoría de explosión interna. En la industria, en la mayoría de los casos los compresores se arrastran por medio los casos los compresores se arrastran por medio de un motor eléctrico.de un motor eléctrico.

       

RegulaciónRegulación Regulación de Regulación de

marcha en marcha en vacíovacío

RegulaciónRegulaciónde carga de carga

parcialparcial

Regulación Regulación por por

intermitenciaintermitenciass

a) Regulación por a) Regulación por escape a la atmósferaescape a la atmósfera

a) Regulación de a) Regulación de velocidad de rotaciónvelocidad de rotación

b) Regulación por b) Regulación por aislamiento de la aislamiento de la aspiración aspiración

b) Regulación por b) Regulación por estrangulación de la estrangulación de la aspiraciónaspiración

c) Regulación por c) Regulación por apertura de la apertura de la aspiraciónaspiración

Acumulador de aire Acumulador de aire comprimidocomprimido

El acumulador o depósito sirve para estabilizar el suministro de aire El acumulador o depósito sirve para estabilizar el suministro de aire comprimido. Compensa las oscilaciones de presión en la red de tuberías a comprimido. Compensa las oscilaciones de presión en la red de tuberías a medida que se consume aire comprimidomedida que se consume aire comprimido..

- Propiedades de los - Propiedades de los Acumuladores de aireAcumuladores de aire

El tamaño de un acumulador de aire comprimido El tamaño de un acumulador de aire comprimido depende:depende:

· Del · Del caudalcaudal de suministro del compresor de suministro del compresor · Del · Del consumoconsumo de aire de aire · De la · De la red de tuberíasred de tuberías (volumen suplementario) (volumen suplementario) · Del tipo de · Del tipo de regulacióregulación n · De la diferencia de · De la diferencia de presiónpresión admisible en el interior admisible en el interior

de la red.de la red.

Neumática Neumática

Simbología IISimbología II

Esquema Esquema NeumáticoNeumático

• Válvulas de control de direcciónVálvulas de control de dirección- Tipos de válvulas según su forma constructivaTipos de válvulas según su forma constructiva- Tipos de válvulas según su accionamientoTipos de válvulas según su accionamiento

• Válvulas de control de caudalVálvulas de control de caudal

• Válvulas de control de presiónVálvulas de control de presión

Elementos de ControlElementos de Control

• Las vías, número de orificios correspondientes a la parte de Las vías, número de orificios correspondientes a la parte de trabajo. trabajo.

• Las posiciones, las que puede adoptar el distribuidor para Las posiciones, las que puede adoptar el distribuidor para dirigir el flujo por una u otra vía, según necesidades de dirigir el flujo por una u otra vía, según necesidades de trabajo. trabajo.

Representación de VálvulasRepresentación de VálvulasPara representar las válvulas distribuidoras en los esquemas de circuito se utilizan símbolos; éstos no dan ninguna orientación sobre el método constructivo de la válvula; solamente indican su función. Hay que distinguir, principalmente:

• Se representan por cuadrados según las posiciones que tenganSe representan por cuadrados según las posiciones que tengan

• El funcionamiento se representa con los siguientes símbolos El funcionamiento se representa con los siguientes símbolos dentro de los cuadradosdentro de los cuadrados

• Distintas PosicionesDistintas Posiciones

VÁLVULAS DE CONTROL DE VÁLVULAS DE CONTROL DE DIRECCIÓNDIRECCIÓN

Válvula de una sola posición Válvula de dos posiciones

Direcciones

Uniones y Tuberías Entradas y

Salidas

Conductos de escape sin empalme de tubo

Conductos de escape con empalme de tubo

• CuerpoCuerpo

• Elemento MóvilElemento Móvil--Válvulas de asientoVálvulas de asiento --Válvula correderaVálvula corredera

• Elementos de AccionamientoElementos de Accionamiento

Partes fundamentales de una Partes fundamentales de una válvula válvula

Tipos de válvulas según su Tipos de válvulas según su accionamientoaccionamiento

Accionables por el operador

General Pulsador Palanca Pedal

Accionables por un órgano mecánico móvil

Leva Leva y rodillo unidreccional

Accionables por un sistema eléctrico

Accionables por un sistema de mando neumático

Válvulas unidireccionales (antirretorno)

Válvula selectora

Válvula distribuidora automática de 3 vías (escape rápido)

Válvula de simultaneidad