Procesos de Fabricación I. Guía 1 1 SISTEMAS DE CONTROL HIDRÁULICO Y NEUMÁTICO

Transcripción

1 Procesos de Fabricación I. Guía 1 1 SISTEMAS DE CONTROL HIDRÁULICO Y NEUMÁTICO

2 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 1 Tema: UTILIZACIÓN DE SOFTWARE PARA DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS NEUMÁTICOS. Contenidos Simbología neumática Válvulas de control direccional Válvulas reguladoras de presión, de flujo Válvulas lógicas Circuitos neumáticos aplicados Diseño y simulación de circuitos neumáticos aplicados Objetivos Al finalizar la práctica el alumno será capaz de: Diseñar circuitos neumáticos básicos con el uso de software. Verificar el uso de accesorios neumáticos por medio del software de simulación. Describir el comportamiento de elementos y circuitos neumáticos por medio del software de simulación. Marco Teórico Actuadores Los actuadores transforman la energía en trabajo, la señal de salida es controlada por el mando y el actuador reacciona a dicha señal por acción de los elementos de maniobra. Otro tipo de equipos de emisión de señales son los elementos que indican el estado del sistema de mando o de los actuadores, como pueden ser, por ejemplo, los indicadores ópticos de accionamiento neumático. Los actuadores neumáticos pueden clasificarse en dos grupos según el movimiento: lineales y giratorios. Los cilindros de simple efecto reciben aire a presión solo en un lado, estos cilindros solo pueden ejecutar el trabajo en un sentido, el retroceso está a cargo de un muelle incluido en el cilindro o se produce por efecto de una fuerza externa. La fuerza del muelle hace retroceder el vástago del cilindro a suficiente velocidad, pero sin que el cilindro pueda soportar una carga. El diseño de los cilindros de doble efecto es similar a los cilindros de simple efecto, sin embargo estos cilindros no llevan cilindros de reposición, y sus dos conexiones son utilizadas para la alimentación y la evacuación del aire a presión. Los cilindros de doble efecto ofrecen la ventaja de poder ejecutar trabajos en

3 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 2 ambos sentidos, por ello se vuelen sumamente versátiles. La fuerza ejercida sobre este vástago es un poco mayor en el movimiento de avance que en el de retroceso a causa de la diferencia de superficies. Los motores son equipos que transforman energía neumática en movimientos giratorios mecánicos 8que pueden ser continuos), éstos son denominados motores neumáticos. El motor sin limitación de ángulo de giro es uno de los más utilizados en sistemas neumáticos, y estos pueden ser de émbolo, de aletas, de engranajes y turbinas. Válvulas de control y regulación Las válvulas son elementos importantes dentro de los sistemas neumáticos, ya que ellas permiten regular dispositivos de trabajo como los actuadores lineales y de giro. Según la función a efectuar, las válvulas se clasifican en cuatro importantes grupos: válvulas controladoras de dirección, válvulas reguladoras de caudal, válvulas reguladoras de presión, válvulas de bloqueo. Las válvulas de control de dirección, también conocidas como válvulas distribuidoras, son las que gobiernan el arranque, paro y sentido de distribución del aire comprimido. La misión encomendada a estos distribuidores dentro de un circuito de automatización es la de mantener o cambiar, según unas órdenes o señales recibidas, las conexiones entre los conductos conectados a ellos, para obtener unas señales de salida de acuerdo a un programa establecido. Simultáneamente, los distribuidores actúan como transductores o como amplificadores, ya que controlan una potencia neumática con otra potencia neumática menor (amplificación), o de otra naturaleza: eléctrica o mecánica (transducción y amplificación). Las válvulas reguladoras de caudal tienen como función regular el caudal de aire comprimido a presión en ambas direcciones, a través del sistema. También hay válvulas que pueden ser regulables y ajustan su flujo correspondientemente a lo que se necesita para las condiciones de trabajo, éstas se pueden utilizar para controlar la velocidad de los actuadores, como por ejemplo las de estrangulación. Las válvulas reguladoras de presión tienen como característica controlar la presión del aire comprimido a través del sistema, estas válvulas pueden controlar la presión del sistema y también hay las que pueden regular la presión en un punto determinado. Las válvulas reguladoras de presión con escape incorporado se reconocen como válvulas de alivio y estas vienen en conjunto con la unidad de mantenimiento, la función de este tipo de válvulas controla la presión en la entrada, la cual tiene que ser mayor que la de salida. Las válvulas de secuencia, nos sirven para controlar la presión en una línea de trabajo y ésta puede ser censada o medida a través de un manómetro incorporado. La

4 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 3 función de este tipo de válvulas es para ajustar la presión requerida en un determinado punto. Las válvulas de bloqueo o cierre pueden restringir la dirección o el paso del aire comprimido en cualquier punto que se coloque dentro del sistema, estas válvulas pueden ser lógicas y válvulas de cierre. Las válvulas lógicas se utilizan para controlar una secuencia de trabajo ya que permiten el paso de aire comprimido de forma simultánea a través de una señal. Esta función lógica se conoce como simultaneidad o función Y. Las válvulas lógicas función O también se conocen como válvulas selectoras, traen incorporada una válvula de bloqueo dentro de su diseño, su función es controlar la operación de un actuador en una dirección, es decir cuando se tiene un reflujo de aire que es evacuado dentro de la cámara de un cilindro, protege la válvula que se encuentra detrás, el émbolo mantiene su posición anterior debido a que aún mantienen presión dentro del sistema. Las válvulas de cierre sirven para bloquear el paso en una sola dirección y lo abren en una dirección contraria. La presión en el lado de salida ejerce una fuerza en el lado de ingreso por medio de conos, bolas, platos o membranas.

5 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 4

6 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 5

7 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 6 Equipo Software de simulación Fluid Sim Procedimiento Simulación de circuitos neumáticos propuestos 1. Dibuje cada uno de los circuitos presentados a continuación. Luego de dibujarlos, debe simular su interacción con el simulador. Si realiza variaciones de los parámetros de los accesorios, por favor anotar los valores calculados por el software. El objeto de esta práctica es emplear el software, estudiar la simbología y características de los actuadores que se utilizan industrialmente en el campo de la neumática.

8 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía Durante la práctica de laboratorio se descargarán del aula virtual más ejercicios para elaborar y simular. Análisis de resultados En el informe de laboratorio incluya la explicación a lo siguiente: 1. Qué tipo de beneficio se obtiene al instalar una válvula by pass en un circuito neumático? 2. Para qué se emplean las válvulas de escape rápido en los circuitos neumáticos? 3. Explique en qué momento es útil el empleo de una válvula 3/2 de retorno por resorte, con los diferentes tipos de accionamiento. Investigación Complementaria En el informe de laboratorio incluya la siguiente investigación: 1. Describa las fórmulas matemáticas con las que puede calcular la velocidad y fuerza de los actuadores del laboratorio de neumática (cilindros y motores). Explique con ayuda de dos ejemplos. 2. Investigue sobre 20 tipos de accesorios neumáticos, su funcionamiento y su utilización práctica.

9 Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 8 Hoja de cotejo: 1 Guía 2: UTILIZACIÓN DE SOFTWARE PARA DISEÑO Y SIMULACIÓN Alumno: Máquina No: Docente: GL: Fecha: CONOCIMIENTO 20% APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO EVALUACION % Nota Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos 15% Aplicación deficiente de la simbología 15% Uso deficiente de los accesorios solicitados 15% Aplicación deficiente de las normas de seguridad 15% Resultados de la práctica son deficientes ACTITUD 10% No tiene actitud proactiva. TOTAL 100% 10% Demuestra pocos valores profesionales Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Aplicación incompleto de la simbología Uso incompleto de los accesorios solicitados Aplicación incompleta de las normas de seguridad Resultados de la práctica son buenos Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Demuestra regulares valores profesionales Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos Aplicación excelente de la simbología Uso excelente de los accesorios solicitados Aplicación excelente de las normas de seguridad Resultados de la práctica son excelentes Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. Demuestra buenos valores profesionales