4º ESO. Neumática e hidráulica

Transcripción

1 4º ESO Neumática e hidráulica

2 Videos Neumatica. Neumática en la Industria Alimentaria Circuitos neumaticos diseño

3 INDICE FLUIDOS PRESIÓN. UNIDADES PRINCIPIO DE PASCAL CIRCUITOS NEUMÁTICOS E HIDRAÚLICOS COMPONENTES ELEMENTOS COMUNES: FILTRO, LUBRICADOR Y UNIDAD DE MANTENIMIENTO GENERADORES: COMPRESORES Y BOMBA DE ACEITE RECEPTORES: MOTORES Y CILINDROS CONDUCCIONES Y CONEXIONES: TUBERÍAS CONTROLADORES: VÁLVULAS APLICACIONES CIRCUITOS NEUMÁTICOS

4 ESTADOS DE LA MATERIA La materia se presenta en 3 estados físicos: Sólidos. Forma y volumen constante. Líquidos. Volumen constante a igual temperatura y no tienen forma propia. Gases. Forma y volumen las del recipiente que los contienen.

5 FLUIDOS Fluidos son todas las sustancias en estado líquido o gaseoso. Los gases se pueden comprimir (compresibles) y los líquidos no (incompresibles). Los gases se convierten en líquidos cuando se comprimen y cuando se descomprimen pasan a gas.

6 NEUMÁTICA E HIDRAÚLICA La neumática estudia el comportamiento y la utilización del aire comprimido. La hidraúlica estudia el movimiento y la utilización de los líquidos generalmente agua o aceite.

7 Magnitudes y principios básicos Presión: se define como la relación entre la fuerza ejercida y la superficie sobre la que se aplica. Presión = Fuerza / Superficie Unidades: 1 atmósfera 1 bar = 1 kg/cm 2 = 10 5 pascal Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo. Caudal = Volumen / tiempo Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal. P(potencia) = Presión * Caudal

8 Presión atmosférica, absoluta y relativa Los manómetros indican el valor de presión relativa

9 PRESIÓN ATMOSFÉRICA E HIDROSTÁTICA PRESIÓN ATMOSFÉRICA: Es la presión que ejercen los gases de la atmósfera sobre los cuerpos inmersos en ella. Se utiliza el barómetro. PRESIÓN HIDROSTÁTICA: Presión que ejerce un líquido sobre la superficie de un cuerpo en contacto con él. Se utiliza el manómetro. p = h.d.g p: presión hidrostática (N/m2) h: profundidad (metros) d: densidad (kg/m3) g: aceleración de la gravedad (m/s2)

10 PRINCIPIO DE PASCAL Al aplicar una fuerza sobre un fluido contenido en un recipiente cerrado, la presión se transmite por igual a todos los puntos del fluido. Las máquinas que se basan en el principio de Pascal se llaman máquinas hidraúlicas. El Principio de Pascal: Cuando se aplica presión a un fluido encerrado en un recipiente, esta presión se transmite instantáneamente y por igual en todas direcciones del fluido. P = F 1 /S 1 y P = F 2 /S 2 Por lo que podemos poner F 1 /S 1 = F 2 /S 2

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12 Ventajas del aire comprimido Es abundante (disponible de manera ilimitada). Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son innecesarios). Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos). Resistente a las variaciones de temperatura. Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio). Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles, etc.). Los elementos que constituyen un sistema neumático, son simples y de fácil comprensión). La velocidad de trabajo es alta. Tanto la velocidad como las fuerzas son regulables de una manera continua. Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgos de sobrecarga, ya que cuando ésta existe, el elemento de trabajo simplemente para sin daño alguno).

13 Desventajas del aire comprimido -Necesita de preparación impurezas y humedad). antes de su utilización (eliminación de -Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los elementos de trabajo regulares y constantes. -Los esfuerzos de trabajo son limitados (de 20 a N). -Es ruidoso, debido a los escapes de aire después de su utilización. - Es costoso. Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el buen rendimiento y la facilidad de implantación.

14 VENTAJAS DE LOS CIRCUITOS HIDRAÚLICOS REGULACIÓN: las fuerzas pueden regularse de manera continua. SOBRECARGAS: se puede llegar en los elementos hidráulicos de trabajo hasta su total parada, sin riesgos de sobrecarga o tendencia al calentamiento. FLEXIBILIDAD: el aceite se adapta a las tuberías y transmite fuerza como si fuera una barra de acero. ELEMENTOS: los elementos son REVERSIBLES además de que se pueden FRENAR en marcha. SIMPLICIDAD: hay pocas piezas en movimiento como por ejemplo: bombas, motores y cilindros. MULTIPLICACIÓN DE FUERZAS: visto en la prensa hidráulica.

15 DESVENTAJAS DE LOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS VELOCIDAD: se obtienen velocidades bajas en los actuadores. LIMPIEZA: en la manipulación de los aceites, aparatos y tuberías, como el lugar de la ubicación de la maquina; en la practica hay muy pocas maquinas hidráulicas que extremen las medidas de limpieza. ALTA PRESION: exige un buen mantenimiento. COSTE: las bombas, motores, válvulas proporcionales y servo válvulas son caras.

16 Fluidos hidráulicos, oleohidráulicos Las ventajas de la oleohidráulica son: -Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o momentos de giro. -El aceite empleado en el sistema es fácilmente recuperable. -La velocidad de actuación es fácilmente controlable. -Las instalaciones son compactas. -Protección simple contra sobrecargas. -Pueden realizarse cambios rápidos de sentido. Desventajas de la oleohidráulica son: -El fluido es más caro. -Se producen perdidas de carga. -Es necesario personal especializado para la manutención. -El fluido es muy sensible a la contaminación.

17 Elementos básicos de un circuito neumático El generador de aire comprimido Las tuberías y los conductos Los actuadores Los elementos de mando y control

18 Símil Electricidad / Neumática Compresor Elemento que proporciona el aire comprimido que vamos a utilizar para realizar un trabajo. Válvula Actuador Permite o no el paso del aire que viene del compresor hacia el actuador En este caso es un cilindro de simple efecto, al que cuando entra aire se produce la salida del vástago que utilizaremos para elevar, aplastar, sujetar, etc.

19 CIRCUITO NEUMÁTICO

20 Producción y distribución del aire comprimido El depósito Unidad de mantenimiento Símbolo del depósito Tubo de polietileno Símbolo de la unidad de mantenimiento Compresor y depósito

21 Elementos de trabajo: actuadores Cilindro de simple efecto Cilindro de doble efecto

22 Elementos de mando: válvulas Válvula 3/2 Válvula 5/2

23 Elementos de mando: válvulas Válvula OR Válvula AND

24 Elementos de mando: válvulas Válvula antirretorno Válvula estranguladora unidireccional

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26 Símbolos Válvulas direccionales Símbolo Descripción Válvula 3/2 en posición normalmente cerrada. Válvula 4/2. Válvula 4/2. Válvula 5/2. Válvula 5/3 en posición normalmente cerrada. Válvula 5/3 en posición de escape.

27 Símbolos Accionamientos Símbolo Descripción Mando manual en general, pulsador. Botón pulsador, seta, control manual. Mando con bloqueo, control manual. Mando por palanca, control manual. Muelle, control mecánico. Rodillo palpador, control mecánico. Presurizado neumático. Presurizado hidráulico.

28 Cómo se nombran las válvulas º Número de Vías, es decir de orificios que presenta la válvula En este ejemplo 3 VÍAS 2º Número de Posiciones En este caso 2 POSICIONES 3º Accionamiento En este caso por BOTÓN 4º Retroceso En este caso por MUELLE 5º Nombre: Válvula 3/2 3/2 Botón/Muelle N/C Botón/Muelle 6º En ocasiones también se indica la posición normal, es decir aquella en la que se encuentra la válvula cuando no la hemos accionado. En la de arriba, cuando está sin accionar, el aire no pasa, por lo que se llama Normalmente Cerrada, N/C. En la de abajo pasa lo contrario, por tanto es Normalmente Abierta, N/A.

29 Ejercicios /2 N/C Palanca/Muelle /2 N/C Pilotaje neumático/muelle /3 N/C Palanca con enclavamiento 2/2 Botón /2 Relé/muelle

30 Diseño de circuitos neumáticos

31 Ejemplo: Circuito Mando Cilindro de SIMPLE EFECTO

32 Ejemplo. Compactador de Latas Imagen

33 Ejemplo: Mando simultáneo de cilindro de SIMPLE EFECTO

34 Diseño de circuitos neumáticos Colocación de elementos Actuadores. Elementos de control. Funciones lógicas. Emisores de señal, señales de control. Toma de presión y unidad de mantenimiento.

35 Diseño de circuitos neumáticos Designación de componentes Designación de componentes Números Alimentación de energía 0. Elementos de trabajo 1.0, 2.0, etc. Elementos de control o mando.1 Elementos ubicados entre el elemento de mando y el elemento de trabajo.01,.02, etc. Elementos que inciden en el movimiento de avance del cilindro Elementos que inciden en el movimiento de retroceso del cilindro.2,.4, etc..3,.5, etc.

36 Aplicaciones básicas Control de un cilindro de simple efecto 0.1 Unidad de mantenimiento. 1.1 Válvula 3/2 con enclavamiento. 1.0 Cilindro de simple efecto.

37 Aplicaciones básicas Control de un cilindro de doble efecto 0..1 Unidad de mantenimiento. 1.1 Válvula 5/2 con enclavamiento. 1.0 Cilindro de doble efecto.

38 Aplicaciones básicas Utilización de la válvula estranguladora de caudal 0.1 Unidad de mantenimiento. 1. Válvula 5/2 activa y retorno por presión. 2. Válvula 3/2 con enclavamiento, para el avance. 1.3 Válvula 3/2 con enclavamiento, para el retorno. 1.0 Cilindro de doble efecto válvula estranguladora de caudal.

39 Aplicaciones básicas Utilización de un final de carrera 0.1 Unidad de mantenimiento. 1. Válvula 5/2 activa y retorno por presión. 2. Válvula 3/2 con enclavamiento, para el avance. 1.3 Válvula 3/2 con final de carrera, para el retorno. 1.0 Cilindro de doble efecto.

40 Puertas lógicas. Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana. Álgebra de Boole también llamada álgebra booleana, en informática y matemática es una estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas Y, O, NO y SI (AND, OR, NOT, IF), así como el conjunto de operaciones unión, intersección y complemento. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip. Experimentada con relés o interruptores electromagnéticos para conseguir las condiciones de cada compuerta lógica, por ejemplo, para la función booleana Y (AND) colocaba interruptores en circuito serie, ya que con uno solo de éstos que tuviera la condición «abierto», la salida de la compuerta Y sería = 0, mientras que para la implementación de una compuerta O (OR), la conexión de los interruptores tiene una configuración en circuito paralelo.

41 Aplicaciones básicas La puerta OR 0.1 Unidad de mantenimiento. 1. Válvula 5/2 activa y retorno por presión. 2. Válvula 3/2 con enclavamiento, para el avance. 1.4 Válvula 3/2 con enclavamiento, para el avance. 1.3 Válvula 3/2 con enclavamiento, para el retorno Válvula OR. 1.0 Cilindro de doble efecto.

42 Aplicaciones básicas La puerta OR

43 Aplicaciones básicas La puerta AND 0.1 Unidad de mantenimiento. 1. Válvula 5/2 activa y retorno por presión. 2. Válvula 3/2 con enclavamiento, para el avance. 1.4 Válvula 3/2 con enclavamiento, para el avance. 1.3 Válvula 3/2 con enclavamiento, para el retorno Válvula AND. 1.0 Cilindro de doble efecto.

44 Aplicaciones básicas La puerta AND