SISTEMAS NEUMÁTICOS Y OLEOHIDRÁULICOS

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1 ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA UNIBERTSITATE-ESKOLA POLITEKNIKOA SAN SEBASTIÁN-DONOSTIA SISTEMAS NEUMÁTICOS Y OLEOHIDRÁULICOS Neumática y Electroneumática Ingeniería Técnica Industrial en Electrónica y Mecánica Almandoz Berrondo, Javier Mongelos Oquiñena, Belen Pellejero Salaberria, Idoia Área de Mecánica de Fluidos Setiembre de 2007

2 I ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN Formas de energía para elementos de trabajo y de mando Características fundamentales del aire comprimido PRODUCCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO Central compresora Servicio a consumo variable Acondicionamiento del aire Filtrado previo del aire Compresores Tipos de compresores Campos de aplicación de cada tipo de compresor Refrigerador posterior - separador Instalación de agua de refrigeración Depósito de regulación Secador Secado por adsorción Secado por absorción Secado por enfriamiento Compresores compactos Red de distribución Tipos de red de distribución Trazado de las líneas Detalles constructivos Acometidas de la red Equipo de mantenimiento La válvula de arranque progresivo Enchufes rápidos Mangueras Mantenimiento de un sistema de aire comprimido Verificaciones a realizar en el compresor Precauciones en el uso de aire comprimido Cómo se selecciona un compresor Caudal que ha de proporcionar el compresor

3 II Presión de trabajo Parámetros energéticos y mecánicos de un compresor Cálculo del volumen del depósito de regulación Cálculo de una red de distribución Hipótesis de funcionamiento Cálculo de caudales circulantes Predimensionamiento de diámetros Cálculo de pérdidas de carga Otro procedimiento para predimensionar las tuberías Compresores alternativos Ciclo de trabajo de un compresor alternativo Compresores de simple y de doble efecto Desplazamiento. Volumen efectivo. Rendimiento volumétrico Compresión por etapas Elementos fundamentales de un compresor alternativo ACTUADORES Actuadores lineales (cilindros neumáticos) Cilindros de simple efecto Cilindros de doble efecto Cilindros de doble efecto de ejecución especial Amortiguación en el final de carrera Fijaciones Detalles constructivos de los cilindros Variables a tener en cuenta en la selección de los actuadores Cálculo del diámetro del émbolo necesario Longitud de carrera Velocidad del émbolo Consumo de aire Funcionamiento real de un cilindro Actuadores de giro Motores neumáticos Motores de émbolo Motores de paletas Motor de engranajes Turbomotores

4 III 3.9 Ejemplos de selección de un cilindro Cilindro con vástago trabajando a tracción y compresión Cilindro con vástago trabajando a flexión VÁLVULAS NEUMÁTICAS Generalidades Válvulas distribuidoras Representación esquemática de las válvulas Accionamiento de válvulas Características constructivas de las válvulas distribuidoras Válvulas de asiento Válvulas de corredera Válvula de disco plano giratorio Caudal circulante por las válvulas Válvulas de bloqueo Válvula antirretorno Válvula selectora de circuito (Válvula O ; Función lógica OR ) Válvula de simultaneidad (Válvula Y ; Función lógica AND ) Válvulas de presión Válvulas reguladoras de presión Válvulas limitadoras de presión Válvulas de secuencia Válvulas de caudal Válvula reguladora de caudal Válvula de escape rápido Válvula de arranque progresivo Válvulas combinadas Temporizador Tobera de aspiración por depresión o generador de vacío Sensores de proximidad neumáticos Sensores de obturación de fuga (toberas de contrapresión) Sensores de reflexión Barreras de aire Amplificador de presión CIRCUITOS NEUMÁTICOS Simbología

5 IV 5.2 Métodos de representación Esquema funcional Diagrama espacio - fase Diagrama espacio - tiempo Secuencia de actividades Proceso del funcionamiento real de un cilindro Confección de un circuito Esquema del proceso Esquema del circuito funcional Diagrama espacio fase Ejemplos resueltos Manipulación de piezas Compactador doméstico de basura Circuitos con interferencias Proceso de fresado de una pieza Método sistemático para la resolución de interferencias Marcado de piezas ELECTRONEUMÁTICA Introducción Entradas de señal Finales de carrera Finales de carrera mecánicos Finales de carrera sin contacto Sensores de proximidad Sensores inductivos Sensores capacitivos Sensores ópticos Convertidor de señal neumático eléctrico Relés Relés de tiempo o temporizadores Electroválvulas Fiabilidad de las válvulas Simbología eléctrica CIRCUITOS ELECTRONEUMÁTICOS

6 V 7.1 Circuitos básicos Circuito de autorretención Mandos con comportamiento temporizado Mando de un cilindro de doble efecto con temporización (retardo de excitación) Mando de un cilindro de doble efecto con temporización (retardo de desexcitación) Diseño de circuitos Ejemplo 1: Manipulación de paquetes Interferencias de señales Ejemplo 2: Fresadora Ejemplo 3: Dispositivo de cortar NEUMÁTICA PROPORCIONAL Clasificación Válvula proporcional de caudal 5/ Funcionamiento Válvula proporcional de presión Funcionamiento Simbología Prácticas a realizar AUTOMATIZACIÓN CON AUTÓMATAS PROGRAMABLES Conexión del autómata a la máquina neumática Componentes del autómata Unidad central de proceso (CPU): Sistemas de entradas/salidas: Fuente de alimentación Funcionamiento del autómata Programación del autómata Funciones básicas de la programación mediante diagrama de contactos de un PLC Cómo mandar un programa al PLC GRAFCET (gráfico de mando etapa transición) Principios básicos Etapas Condición de transición

7 VI Reglas de evolución del GRAFCET Elección condicional entre varias secuencias Salto condicional a otra etapa Elaboración del diagrama de contactos a partir del GRAFCET Programas de ejemplo Ejemplo 1: Fresadora Programación de forma análoga a electroneumática Ejemplo 2: Temporizadores y contadores Ejemplo 3: Ciclo continuo o paso a paso APENDICE SIMBOLOGIA....A1 BIBLIOGRAFÍA....A7