NEUMÁTICA. Para garantizar la fiabilidad de un mando neumático, es necesario que el aire que alimenta el sistema tenga un nivel de calidad suficiente.

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1 NEUMÁTICA Para garantizar la fiabilidad de un mando neumático, es necesario que el aire que alimenta el sistema tenga un nivel de calidad suficiente. a) Presión correcta b) Aire seco c) Aire limpio La generación de aire a presión empieza por la compresión de aire. El aire pasa a través de una serie de elementos antes de llegar al punto de consumo. Para el acondicionamiento adecuado del aire, es recomendable utilizar los siguientes elementos: 1) Aire 2) Filtro de aspiración 3) Moto compresor 4) secador (refrigerador) 5) Acumulador Filtro de aire 6) Purgador 7) Unidad de mantenimiento Regulador de presión Lubricador El aire que no ha sido acondicionado debidamente, provoca un aumento en la cantidad de fallas y en consecuencia disminuye la vida útil de los sistemas neumáticos. NIVEL DE LA PRESIÓN Los elementos neumáticos son concebidos por lo general para resistir una presión máxima de 8 a 10 bar. No obstante es suficiente para que funcione bien y económicamente, aplicar una presión de 6 bar. En consecuencia el compresor deberá suministrar, con las pérdidas de 6,5 a 7 bar.

2 Se debe instalar un acumulador para compensar las oscilaciones de presión cuando se retira aire del sistema. Cuando la presión en el acumulador desciende por debajo de un valor determinado, el compresor lo vuelve a llenar hasta la presión de ajuste máximo. De esta manera se evita que el compresor funcione ininterrumpidamente. ACUMULADOR (Cálculo) Este se encarga de almacenar el aire comprimido proveniente del compresor. Su función consiste en estabilizar la alimentación de aire a presión al sistema y evitar las oscilaciones. La superficie relativamente grande del acumulador provoca un enfriamiento del aire, motivo por lo cual condensa el agua contenida en él. Esta es evacuada a través de grifos. el tamaño del acumulador depende de los siguientes criterios: a) Caudal del compresor b) Cantidad de aire requerido c) Red de tuberías (posible necesidad de volumen de aire adicional) d) Regulación del compresor e) Oscilación permisible de la presión en el sistema. CÁLCULO DE TUBERÍAS (ver Figura 1) Velocidades máximas recomendadas en tuberías: 1) Tubería principal: velocidad máxima 8m/seg. 2) Tubería secundaria: velocidad máxima de 10 a 15 m/seg. 3) Tubería de servicio: velocidad máxima de 15 a 20 m/seg. Esta se desprende de la secundaria y es la que alimenta a los equipos neumáticos. Para su cálculo deberá tenerse en cuenta: a) Presión de servicio. b) Caudal en Nm3/min. c) La pérdida de carga es una pérdida de energía que se va originando en el aire comprimido ante los diferentes obstáculos que se presentan en su recorrido hacia los puntos de utilización. La pérdida de carga admisible en las bocas de utilización no debe ser mayor que el 3% de la presión máxima del depósito. La pérdida de carga se origina de dos maneras: a) Pérdida de carga en lados rectos, producido por el rozamiento del aire comprimido contra las paredes del tubo. b) Pérdida de carga en accesorios, originada en curvas, T, válvulas, etc. de la tubería. DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DEL ACUMULADOR (diagrama) Fig. Nº 2 Resolución práctica mediante ábacos. Ej. Cantidad de aire suministrado (caudal) por el compresor Q = 20m3/min Este dato viene cuando se compra el compresor. Número de maniobras (horarias), o conmutaciones o veces que arranca el compresor. Pongamos entonces Z = 20

3 P Este valor depende del rango de presiones dentro del cual regula el compresor ( P de regulación). Normalmente de 0,8 a 1 bar con regulación de marcha y parada, y 0,3 a 0,5 bar con regulación por carga y vacío. Consideramos 1 bar. Caudal suministrado v = 20 m3/min. Entramos en el diagrama por caudal (20 m3/min) hasta encontrar el AP igual a un bar, de allí subimos hasta encontrar el número de maniobras horarias Z = 20, y luego en forma horizontal hacia la izquierda encontramos el volumen correspondiente del acumulador. Va = 15 m3 Calculo del caudal para el acumulador Para determinar el caudal es necesario determinar: 1) Determinar el consumo de cada equipo a utilizar (actuadores, herramientas, etc.). 2) Multiplicar dicho valor por el porcentaje de uso del equipo con respecto a una hora de trabajo. 3) Sumar dichos resultados. 4) Considerar las fugas y pérdidas en equipos. (se suma entre un 5 a 10%) 5) Considerar posibles ampliaciones. Caudal diseño = Caudal nominal (calculado) / 0,75 DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO El trazado de las redes de distribución se realizará considerando: 1) Ubicación de los puntos de consumo. 2) Ubicación de las máquinas. 3) Configuración del edificio. 4) Actividades dentro de la planta industrial. Y teniendo en cuenta los siguientes principios: Trazado de la tubería eligiendo los recorridos más cortos y lo más recta posible, evitando los cambios bruscos de dirección, las reducciones de sección, las curvas, las T, etc. con el objeto de evitar pérdida de carga. Preferentemente el montaje de la tubería será aéreo, esto facilita la inspección y el mantenimiento. Las tuberías subterráneas no son prácticas. Dimensionar generosamente las mismas para atender una futura demanda. Inclinar ligeramente las tuberías un 3% en el sentido del flujo del aire y colocar en los extremos bajos, ramales de bajada con purga manual o automática. Esto evita la acumulación de condensado en las líneas. Colocar válvulas de paso en los ramales principales y secundarios. Esto facilita la reparación y mantenimiento sin poner fuera de servicio toda la instalación 1. Las tomas de aire de servicio o bajantes deben hacerse desde la parte superior. Las tomas y conexiones en las bajantes se realizarán colocando en su parte inferior un grifo de purga. Prever la utilización de filtros, reguladores y lubricadores (FRL) en las tomas de servicio.

4 Considerando los puntos anteriores, el tendido de la red, podrá hacerse según dos disposiciones: a) En circuito Cerrado o Abierto, cuando se le haga tratamiento de secado al aire a la salida del compresor. b) En circuito Abierto, cuando no se haga tal tratamiento. Es de mencionar que cuando el circuito es cerrado, la pendiente en los conductos es nula, puesto que es incierto el sentido de circulación, depende de los consumos y por lo tanto la pendiente carece de sentido. Entonces sólo se utiliza el circuito cerrado cuando se trata el aire a la salida del compresor con equipos secadores. SECADORES DE AIRE El aire comprimido tiene un elevado porcentaje de humedad, motivo este que reduce la vida útil de los sistemas neumáticos. Por ello se instalan secadores de aire para reducir estos niveles y llevarlos a valores deseados. Métodos: a) Secado por enfriamiento b) Secado por adsorción c) Secado por absorción Secado por enfriamiento: el aire es enfriado hasta una temperatura inferior al punto de condensación. La humedad contenida en el aire es recogida en un recipiente. Se recurre a un sistema de refrigeración para enfriar el aire hasta alcanzar una temperatura inferior al punto de condensación (2 y 5 grados). Secado por adsorción: el agente secador, también denominado gel secador, es un granulado compuesto principalmente por óxido de silicio. Siempre se utilizan dos unidades de adsorción. Si la primera unidad está saturada, el equipo conmuta a la segunda unidad, mientras que la restante es regenerada mediante un proceso de secado con aire caliente.

5 Secado por absorción: es un método puramente químico y costoso. Se hace pasar el aire a través de una materia sólida o líquida que contiene una sustancia que se combina con el aire transformando la humedad de éste en líquido que pasa a un depósito inferior.. Este depósito debe ser vaciado con regularidad y sustituir también con regularidad la masa de secado. UNIDAD DE MANTENIMIENTO: La unidad de mantenimiento tiene la función de acondicionar el aire a presión y es antepuesto al mando neumático. La UDM. está conformada por un regulador de presión, un filtro de aire y un lubricador de aire. El aire a presión pasa a través de la UD lubricación. Al atravesar una zona de estrangulación, se produce un vacío. Este vacío provoca la succión del aceite a través de una tubería conectada a un depósito. El aceite pasa a una cámara de goteo donde es pulverizado y mezclado con el aire. La lubricación del aire a presión debería solo limitarse a los segmentos del sistema que necesiten lubricación.

6 Es necesario lubricar aquellos elementos que operan con movimientos extremadamente veloces. De igual manera lubricar los cilindros de grandes diámetros. Es conveniente colocar la UD lubricación inmediatamente antes del cilindro. FILTRO DE AIRE A PRESIÓN: El abastecimiento del aire a presión de buena calidad, en un sistema neumático depende en gran medida del filtro que se elija. El parámetro característico de los filtros; es la amplitud de los poros. Dicho parámetro determina el tamaño mínimo de las partículas que pueden ser retenidos en el filtro. Determinados filtros de aire son apropiados para filtrar el agua condensada. El agua deberá ser evacuada antes de que su volumen llegue al nivel máximo, ya que de lo contrario volverá a mezclarse con el aire. La evacuación podrá ser manual, mediante un grifo, o en forma automática mediante un flotador. Funcionamiento: El aire a presión que entra en el filtro choca con un disco en espiral, por lo que se produce un movimiento rotativo. La fuerza centrífuga tiene como consecuencia la separación de agua y de sustancias sólidas, que se depositan en la pared interior del filtro, desde donde son evacuadas hacia un depósito. El aire acondicionado de esta manera, atraviesa el filtro, en el que son separadas las partículas de humedad restantes que tengan dimensiones superiores a los tamaños de los poros. Los filtros normales tienen poros con dimensiones que oscilan entre los 5 y 40 micrones. Los filtros deben ser sustituidos periódicamente ya que las partículas de suciedad, si bien no los tapona, ofrecen una mayor resistencia al flujo de aire y se produce una mayor caída de presión en el filtro. La duración de cada filtro depende de su uso, no obstante conviene seguir los consejos del fabricante. REGULADORES DE PRESIÓN El nivel de la presión del aire comprimido generado por el compresor no es constante y es necesario que el equipo neumático no ocasione problemas. Para obtener un nivel constante de

7 la presión de aire se instalan reguladores de presión en la red. De esta manera se logra mantener una uniformidad de la presión en el sistema de alimentación de aire comprimido (presión secundaria), independientemente de las oscilaciones que surjan en el circuito principal (presión primaria). El regulador se instala detrás del filtro de aire con el fin de mantener un nivel constante de presión de trabajo. Generalmente es: 6 bar en la sección de operación 4 bar en la sección de mando Funcionamiento: La presión de entrada (presión primaria), siempre tiene que ser mayor que la presión de salida (presión secundaria) en la válvula reguladora de presión. La presión es regulada mediante una membrana. La presión de salida actúa sobre uno de los lados de la membrana, mientras que por el otro lado, actúa un muelle. La fuerza del muelle puede ajustarse mediante un tornillo. Si la presión aumenta en el circuito secundario, por ej. al producirse un cambio de cargas en un cilindro, la membrana es presionada contra el muelle, con lo que disminuye o se cierra el diámetro del escape en el asiento de la válvula. El asiento de la válvula abre y el aire a presión puede salir a través de los taladros de evacuación. Si disminuye la presión en el circuito secundario, el muelle se encarga de abrir la válvula. En consecuencia, la regulación de la presión de aire en función de una presión de servicio ajustada con antelación, significa que el asiento de la válvula abre y cierra constantemente por efecto del volumen de aire que pasa a través de ella. La presión de trabajo es indicada en un instrumento de medición. DISTRIBUCIÓN DE AIRE Para que la distribución de aire sea fiable es conveniente acatar una serie de puntos: Dimensiones correctas del sistema de tuberías. Elección correcta de los materiales. Resistir el caudal del aire. Correcta configuración del sistema de tuberías. Un buen mantenimiento. Tratándose de instalaciones nuevas debe tenerse en cuenta una posible ampliación posterior. Concretamente, la tubería principal debería tener dimensiones mayores a las que se necesitan para el sistema actual. Es recomendable instalar cierres y válvulas de bloqueo adicionales.

8 CONFIGURACIÓN DE LA RED La configuración de la red de tubos es de gran importancia para el funcionamiento económico del sistema. Como ya dijimos, escoger las dimensiones correctas de los tubos y buena calidad de los materiales empleados. El compresor suministra al sistema aire a presión en ciertos intervalos. Por lo tanto es frecuente que el consumo de aire aumente solo durante un plazo breve. Esta circunstancia puede provocar condiciones desfavorables en la red. Por lo tanto es recomendable instalar un circuito anular principal de aire a presión, así se obtiene un nivel de presión constante. Para el mantenimiento, reparación o ampliación de la red es aconsejable segmentar la red por partes individuales. Con este fin deberán instalarse bifurcaciones con conexiones en T y listones colectores con acoplamientos enchufables. Los conductos de bifurcación deberán estar equipados con válvulas de cierre o con válvulas de bola tipo estándar. Aunque el sistema sea eficiente, siempre puede haber residuo de condensado en el sistema de tuberías, debido a caídas de presión o de la temperatura exterior. Para evacuar ese condensado, todo el sistema debería tener una inclinación de 1 hasta 2 % en dirección del flujo del aire. De esta forma el condensado podrá ser evacuado mediante separadores de agua colocados en forma escalonada, en los puntos más bajos. LOCALIZACION DE FALLOS EN SISTEMAS NEUMATICOS DIAGNOSTICO La localización sistemática de fallos y su correspondiente solución permite reducir el tiempo necesario para la puesta de servicio de sistemas neumático y disminuye también su tiempo de inactivación. En un sistema neumático, los fallos pueden surgir en los siguientes lugares: Inactivación de componentes de la maquina controladora por el sistema neumático. Inactivación de componentes del sistema neumático siguiente. Por experiencia se sabe que las inactivaciones de elementos de sistema neumáticos son menos frecuentes que aquellas que afectan a las maquinas controladas por dicho sistema. LOCALIZACION DE ERRORES Si surge un fallo, éste provoca un funcionamiento deficiente de la maquina o su inactivación total. El problema ocasionado por un fallo puede ser solucionado por las siguientes personas: Los operarios encargados de atender el sistema y los técnicos que realizan los servicios de mantenimiento. Los técnicos del servicio de post-venta. Los fallos de las maquinas y muchos de los fallos de los sistemas neumáticos pueden ser reparados por operarios que cuenten con la debida experiencia. A continuación, el operario puede controlar el funcionamiento del sistema mediante un control visual. Los técnicos encargados del servicio de mantenimiento efectuar un análisis sistemático y, si procede, recurren a las observaciones hechos por los operarios para localizar y resolver los fallos.

9 Es recomendable realizar el diagnóstico de fallos inmediatamente después de surgir el primero de ellos; una vez localizado, deberán adoptarse las medidas pertinentes para la reparación. De este modo puede reducirse a un mínimo el tiempo de paralización de la maquina. La documentación debe contener los siguientes: Construcción efectiva del sistema. Esquema de distribución. Plano de situación. Diagrama de funciones. Manual de intrusiones de servicio Lista de piezas Fichas técnicas Material para la capacitación de los operarios Lista de materiales consumibles. Si el sistema ha sido modificado, es imprescindible que la documentación completa este al día con el fin de dificultar la labor de localización y reparación de fallos. En términos generales, las causas de los fallos pueden ser las siguientes: Desgaste de componentes y de conductos. El desgaste se debe, principalmente, a las siguientes razones: El medio ambiente La calidad del aire comprimido Movimiento relativo de los componentes Componentes sometidos a esfuerzos indebidos Mantenimiento deficiente Montaje deficiente (por ejemplo: conducto transmisor de señales demasiado largos). Estas causas pueden provocar los siguientes problemas: Obturación de las tuberías Agarrotamiento de elementos Rotura Fugas Caída de presión Funciones equivocadas EVITAR FALLOS El desgaste prematuro o la Inactivación de componentes pueden ser la consecuencia de errores cometidos en las fases de elaboración del proyecto y de planificación. Si durante la fase de planificación se respetan los criterios que se indican a continuación, será poco probable que se produzca una inactivación precoz de la máquina Selección de los elementos y de las unidades de emisión de las señales adecuados. Todos los componentes deberían registrarse por las condiciones dictadas por el medio y por las circunstancias del funcionamiento del equipo (en lo que respecta a la frecuencia de las conmutaciones, a la carga a la que están expuestos los elementos, etc.) Proteger los elementos frente a la suciedad. Disminuir el esfuerzo instalando amortiguadores.

10 Evitar conductos demasiado largos o, en caso de no poder evitarlo, utilizar amplificadores. Los sistemas neumáticos nuevos acabados de instalar suelen funcionar sin problemas durante un periodo prolongado desde su puesta de servicio. Si surgen fallos, es importante proceder de modo sistemático. Tratándose de sistemas complicados, puede efectuase un desglose del sistema por segmentos pequeños con el fin de facilitar la búsqueda del fallo; estos segmentos pueden analizarse inmediatamente entre sí. Si el operario no puede reparar el fallo por si solo, deberá recurrirse al personal al encargado del servicio de mantenimiento o a los técnicos del servicio de post-venta. Si se amplían las unidades funcionales de los modos neumáticos, suele ser necesario aumentar las dimensiones las tuberías de alimentación de aire a presión. Si las dimensiones de las tuberías no permiten un suministro suficiente de aire a presión, puede surgir los siguientes fallos: Menor movilidad de cilindros Menor fuerza de los cilindros de trabajo Tiempos de conmutación demasiados prolongados Estos mismos pueden surgir si las tuberías están sucias o magulladas, ya que en ambos casos el diámetro es menor. Además, dichos fallos también pueden ser consecuencia de fugas que provocan una caída de presión. El condensado contenido en el aire a presión puede provocar daños por corrosión de los componentes. Además existe el peligro de una emulsión, resinificación o engomado de los lubricantes. En consecuencia, es factible que los componentes que funcionan con márgenes de tolerancia y que ejecutan un movimiento relativo se atasquen o agarroten. En términos generales, un mando neumático debería llevar un filtro antepuesto a las unidades de abastecimiento de aire comprimido. Dicho filtro se encarga de separar las partículas de suciedad contenidas en el aire del ambiente. Al efectuar operaciones de montaje o al realizar trabajos de mantenimiento es posible que entren partículas de suciedad (por ejemplo, virutas metálicas, agentes hermetizantes, etc.) en las tuberías; dichas partículas pueden llegar hasta las válvulas cuando el sistema esté en funcionamiento. Si el sistema lleva funcionando mucho tiempo, puede ser que se suelten partículas de las tuberías (por ejemplo, partículas de óxido). Las partículas de las tuberías de alimentación pueden tener las siguientes consecuencias: - Agarrotamiento de válvulas de corredera. - Falta de estanqueidad en válvulas de asiento. - Obturación de toberas de las válvulas de estrangulación. Mantenimiento La vida útil y la fiabilidad de los mandos neumáticos aumentan si los servicios de mantenimiento se efectúan sistemáticamente. Es recomendable preparar un plan de mantenimiento para cada mando neumático. En dicho plan deberán especificarse los trabajos de mantenimiento y los intervalos de su ejecución. Tratándose de mandos complicados, deberán adjuntarse al plan de mantenimiento el diagrama de funciones y el esquema de distribución. Los intervalos para el servicio de mantenimiento dependen de la duración del funcionamiento del sistema, del desgaste de cada uno de los elementos y de las circunstancias ambientales. Los trabajos de mantenimiento que se indican a continuación deberán realizarse con frecuencia y en intervalos pequeños:

11 Unidad de mantenimiento Controlar el filtro Evaluar agua condensada Rellenar él deposito de aceite si se trabaja con lubricación Controlar el desgaste y la suciedad en unidades emisoras de señales Los trabajos de mantenimiento que se indican a continuación pueden realizarse en intervalos mas prolongados: Controlar la estanqueidad de las conexiones Comprobar el grado de desgaste de las tuberías en las zonas móviles Controlar el apoyo del vástago en los cilindros Limpiar o sustituir filtros Controlar el funcionamiento de las válvulas de seguridad Controlar las sujeciones. Recomendaciones para el montaje de cilindros neumáticos 1) Analice detenidamente el tipo de montaje que deba emplearse para evitar esfuerzos transversales a la dirección del desplazamiento; éstos acortarán la vida útil de las guías de vástago y pistón. 2) En los casos de montajes rígidos (pie o placa), se deberá proveer una articulación en la unión del vástago con el elemento a mover para evitar los esfuerzos laterales. 3) Un montaje basculante elimina desalineaciones, en el plano de giro, pero deberá articularse el elemento a mover para contrarrestar desalineaciones en el plano perpendicular. 4) En los casos que existan desalineaciones, aconsejamos el uso de montajes a rótula. 5) Debe evitarse el montaje rígido del cilindro con el elemento a mover. En casos en que no pueda evitarse, fijar suavemente el cilindro y operarlo de modo que el vástago entre y salga, autoalineándose en esta operación; luego apretar firmemente los tornillos de fijación. 6) Cuando el cilindro posea una carrera lo suficientemente larga aconsejamos guiar al vástago, o por lo menos tratar de trabajar tirando con el vástago en lugar de empujar la carga. 7) Si el cilindro es amortiguado, antes de mostrarlo asegúrese que los tornillos de registro de amortiguación estén abiertos no más de media vuelta, de modo que en la puesta en marcha inicial se tenga un exceso y no una falta de amortiguación, procediendo luego a su correcta resolución. 8) Al montar el cilindro amortiguando, deje siempre la cara de los tornillos de registro del lado accesible; esto le permitirá regular la amortiguación sobre la máquina y adecuarlo a las condiciones de movimiento. 9) Determine que tipo de roscas posee el cilindro neumático. Utilice las conexiones adecuadas. 10) Al montar las cañerías, asegúrese de que estén limpias en su interior y que no queden restos de cinta selladora u otro elemento utilizado para la estanqueidad. Se recomienda soplarlas antes de su conexión definitiva.

12 MANDO NEUMÁTICO El mando neumático es un ciclo que lo podemos desglosar de la siguiente manera: Entrada de señales Procesamiento de señales Salida De señales La entrada de señales se realiza a través de sensores. Estas señales son procesadas y luego mediante los denominados actuadores, se produce la salida. Como está conformado un mando neumático: El conjunto de elementos que conforman un circuito neumático está ordenados de manera tal que siguen una vía para la transmisión de las señales de mando, desde el lado de la emisión de señales (entrada), hasta el lado de la ejecución del trabajo (salida). Por convención se respeta el siguiente ordenamiento. ACTUADORES Cilindros neumáticos Bombas giratorias Indicadores ópticos ELEMENTOS DE MANIOBRA Válvulas de vías MANDO NEUMÁTICO PROCESADORES SENSORES Válvulas de vías Válvula temporizadora Válvulas de presión Válvula de vías con pulsador Válvula de rodillo Detector de proximidad Barrera de aire ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA Compresor Acumulador Regulador de presión Unidad de mantenimiento Para controlar máquinas y equipos es necesario la interacción de todos estos elementos: sensores, procesadores, actuadores, etc. conformando así un sistema neumático.

13 Los actuadores son utilizados con frecuencia, ya que permiten realizar los siguientes tipos de movimientos: - MOVIMIENTO LINEAL - MOVIMIENTO GIRATORIO MOVIMIENTO CIRCULAR (bobina) - MOVIMIENTO ROTATIVO Veamos algunas de las características de los cilindros de accionamiento lineal. Diámetros desde 6 a 320 mm Carrera desde 1 a 2000 mm Fuerza desde 2 a N aprox Kg. Velocidad del émbolo desde 0,02 a 1 m/s Los elementos neumáticos son fabricados para una presión máxima no mayor de 10 bar 10 bar = 145 1b/pulg2 = 10,19 Kgf/cm2 = 10,20 atm Las válvulas SELECTORAS y la de SIMULTANEIDAD Estas son utilizadas como elementos lógicos (procesadores). Ambas disponen de dos entradas y de una salida. La salida de la válvula selectora (función 0) es activada si por lo menos una entrada recibe una señal Z e Y. La salida de la válvula de simultaneidad (función Y) es activada si las dos entradas reciben una señal Z e Y. función O función Y En los diagramas de movimiento se grafican, el espacio recorrido versus el tiempo suelen considerarse las velocidades que trabajan los cilindros. Velocidad normal Velocidad lenta Velocidad rápida

14 Características: - Elevadas fuerzas de impacto - Velocidad del vástago de 7 a 10 m/seg - Elevada energía cinética - Carreras cortas - Frecuencia 2 Hz (2 ciclos por segundo) Utilizaciones: Remachado Marcado Punzado Cizallado Las velocidades están tabuladas: Cilindros de impacto Diámetro mm Velocidad m/seg , ,6 40 2, ,5 80 1, , , ,6 Aplicaciones Estáticas: Generalmente estos son de bajas velocidades. Utilizaciones: Cilindros prensores Cilindros de sujeción Cilindros de posicionado La fuerza involucrada en estos cilindros será: Donde: F = fuerza teórica del cilindro (N) P = presión de trabajo (bar) D = diámetro del pistón (cm) π F = 10..p.d 4 Obs. - Cuando hay cilindros de simple efecto se le debe restar el efecto del resorte. - Su valor real debido al rozamiento es el 90% del valor teórico. 2

15 APLICACIONES DINAMICAS Estos cilindros tienen la particularidad que en ellos se conjugan tanto fuerzas como velocidades. Para su diseño deben tenerse en cuenta distintas variables como fuerzas necesarias, velocidades involucradas, amortiguamientos, retrocesos, frecuencias, presiones, resistencia de los materiales, fatiga, creep, pandeo y otros. Nos limitaremos solo a calcular el consumo de aire. Q Donde: Q = consumo de aire (litros/minuto) d = diámetro del cilindro (mm) C = carrera del cilindro (mm) n = número de ciclos por minuto p = presión absoluta N = número de efectos del cilindro π =.d 4 2.C.n.p.Nx10 Ejemplo: Se desea conocer el consumo de aire de tres cilindros de doble efecto: a) d = 80mm, C = 100mm, 10 ciclos por minuto b) d = 40mm, C = 50mm, 10 ciclos por minuto c) d = 40mm, C = 50mm, 10 ciclos por minuto P = 6 bar Hay que considerar un 20% en pérdidas en accesorios. Q1 = 70,37 litros/minuto Q2 = 17,59 litros/minuto Q3 =Q2 Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 = 105,55 litro/minuto Considerando las perdidas Qtot = Qtot + 20% = 126,6 litros/minuto 6

16 Circuitos Neumáticos Básicos Esquema Nº 1 Mando directo de un cilindro de simple efecto con válvula monoestable de comando manual por pulsador. COMPONENTES: 1 Válvula 3/2 de accionamiento manual con reposicionamiento por muelle. 1 Cilindro (actuador) de simple efecto 1 Unidad de mantenimiento (F.R.L.) Esquema Nº 2 Mando indirecto de un cilindro de simple efecto con válvula monoestable mandada por una señal neumática proveniente de una válvula 3/2 accionada manualmente. COMPONENTES: 1 Actuador de simple efecto 1 Válvula 3/2 monoestable de accionamiento neumático. 1 Válvula 3/2 de accionamiento manual 1 F.R.L.

17 Esquema Nº 3 Mando directo de un actuador de simple efecto accionado desde dos puntos indistintamente, por medio de válvulas 3/2. COMPONENTES: 1 Actuador de simple efecto 2 Válvula 3/2 de accionamiento manual 1 Válvula selectora 1 F.R.L. Esquema Nº 4 Mando directo de un actuador de simple efecto accionado desde dos puntos indistintamente, por medio de válvulas 3/2. COMPONENTES: 1 Cilindro de simple efecto. 2 Válvulas 3/2 de accionamiento manual 1 Válvula de simultaneidad 1 F.R.L. (unidad de mantenimiento)

18 Esquema Nº 5 Mando indirecto de un actuador de simple efecto, con autoalimentación, accionado desde un pulsador 3/2 monoestable NC y parada desde un pulsador 3/2 monoestable NA. Velocidad de entrada del vástago regulada. COMPONENTES: 1 Válvula 3/2 monoestable 1 Válvula 3/2 NC (pulsador) 1 Válvula 3/2 NA (pulsador) 1 Actuador de simple efecto 1 Válvula selectora 1 Regulador de caudal unidireccional. 1 F.R.L.

19 Esquema Nº 6 Mando directo de un cilindro de doble efecto accionado por dos pulsadores 3/2 monoestables NC de retorno por muelle: Componentes: 1 Cilindro de doble efecto 2 válvulas 3/2 monoestables NC 1 FRL Esquema Nº 7 Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante una valvula 4/2 monoestable de accionamiento por pedal. La misma consta de un silenciador. La carrera de salida del vástago de cilindro esta regulada por medio de un regulador de caudal unidireccional. Componentes: 1 Cilindro de doble efecto 1 válvulas 3/2 monoestables NC 1 Válvula 4/2 monoestable 1 FRL

20 Esquema Nº 8 Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante una valvula 4/2 de accionamiento neumatico, accionado mediante una valvula 3/2 a palanca. La carrera de salida del vastago está regulada, asi como tambien la entrada del vastago mediante una valvula de escape rapido. Componentes: 1 Cilindro de doble efecto 1 Regulador de caudal unidireccional 1 Valvula de escape rapido 1 Valvula 4/2 monoestable de accionamiento a neumatico. 1 Valvula 3/2 NC a palanca. 1 FRL.

21 Esquema Nº 9 Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 5/2 monoestable con accionamiento neumático por medio de una válvula 3/2 de accionamiento por pulsador. La carrera de salida del vástago está regulada. COMPONENTES: 1 Actuador de doble efecto 1 Válvula biestable 5/2 monoestable 1 Válvula 3/2 de accionamiento a pulsador 1 Regulador de caudal de unidireccional 1 F.R.L. Esquema Nº 10 Circuito semiautomático de un cilindro de doble efecto accionado mediante un pulsador 3/2 NC y una válvula a rodillo 3/2 NC. Componentes: 1 Cilindro de doble efecto 1 Válvula a rodillo 3/2. 1 Válvula a rodillo 3/2 1 FRL

22 Esquema Nº 11 Circuito automático de un cilindro de doble efecto, mediante dos válvulas a rodillo 3/2 de retroceso por muelle. El accionamiento es mediante un pulsador 3/2 NC y la parada del sistema es mediante un pulsador 3/2 NC. Componentes: 1 Cilindro de doble efecto 1 válvula 5/2 biestable de accionamiento neumático 2 Válvulas a rodillo 2 Válvulas 3/2 a pulsador 1 FRL 1 Válvula biestable 3/2 de accionamiento neumático

23 Circuitos con actuadores múltiples Esquema Nº 12 Mando neumático de dos cilindros acoplados de la siguiente manera A+, B+, A-, B-; accionados mediante 4 válvulas a rodillo, un pulsador 3/2 para activar el sistema y una válvula de seguridad 3/2. Componentes: 2 Cilindros de doble efecto 4 Válvulas a rodillo 2 Válvulas 5/2 biestables de accionamiento neumático 1 Válvula 3/2 a pulsador 1 válvula 3/2 (Seguridad) CONFECCIÓN DEL DIAGRAMA ESPACIO FASE

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