ELEMENTOS QUE CONFORMAN UN BANCO DE PRACTICAS DE NEUMATICA

MANOMETROS Un manmetro (del gr. , ligero y , medida) es un aparato que sirve para medir la presin de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos tipos de manmetros, segn se empleen para medir la presin de lquidos o de gases. Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presin atmosfrica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica, llamndose a este valor presin manomtrica; dichos aparatos reciben el nombre de manmetros y funcionan segn los mismos principios en que se fundamentan los barmetros de mercurio y los aneroides. La presin manomtrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presin atmosfrica. Los manmetros que sirven para medir presiones inferiores a la atmosfrica se llaman manmetros de vaco o vacumetros. MANMETRO DE DOS RAMAS ABIERTAS Estos son los elementos con la que se mide la presion positiva, estos pueden adoptar distintas escalas. El manmetro ms sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en que contiene un lquido apropiado (mercurio, agua, aceite, entre otros). Una de las ramas del tubo est abierta a la atmsfera; la otra est conectada con el depsito que contiene el fluido cuya presin se desea medir (Figura 1). El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en , haciendo contacto con la columna lquida. Los fluidos alcanzan una configuracin de equilibrio de la que resulta fcil deducir la presin manomtrica en el depsito: resulta:

donde m y son las densidades del lquido manomtrico y del fluido contenido en el depsito, respectivamente. Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del lquido manomtrico, en la mayora de los casos podemos despreciar el trmino gd, y tenemos

de modo que la presin manomtrica p-patm es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el lquido manomtrico en las dos ramas. Evidentemente, el manmetro ser tanto ms sensible cuanto menor sea la densidad del lquido manomtrico utilizado.

Fig. 2. Manmetro truncado. MANMETRO TRUNCADO El llamado manmetro truncado (Figura 2) sirve para medir pequeas presiones gaseosas, desde varios torrs hasta 1 Torr. No es ms que un barmetro de sifn con sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depsito cuya presin supere la altura mxima de la columna baromtrica, el lquido baromtrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se forma un vaco baromtrico en la rama cerrada y la presin absoluta en el depsito vendr dada por

Obsrvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manmetro.

Fig. 3. Manmetro de Bourdon (fundamento). MANMETRO METLICO O ANEROIDE En la industria se emplean casi exclusivamente los manmetros metlicos o aneroides, que son barmetros aneroides modificados de tal forma que dentro de la caja acta la presin desconocida que se desea medir y fuera acta la presin atmosfrica. El ms corriente es el manmetro de Bourdon, consistente en un tubo metlico, aplastado, hermtico, cerrado por un extremo y enrollado en espiral.

CILINDRO DE SIMPLE EFECTO RETORNO POR RESORTE: Estos cilindros tienen una sola conexin de aire comprimido. No pueden realizar trabajos ms que en un sentido. Se necesita aire slo para un movimiento de traslacin. El vstago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa. El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el mbolo a su posicin inicial a una velocidad suficientemente grande. En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de ste limita la carrera. Por eso, estos cilindros no sobrepasan una carrera de unos 100 mm. Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, alimentar, etc.

CILINDRO DE DOBLE EFECTO: Al decir doble efecto se quiere significar que tanto el movimiento de salida como el de entrada son debidos al aire comprimido, es decir, el aire comprimido ejerce su accin en las dos cmaras del cilindro, de esta forma puede realizar trabajo en los dos sentidos del movimiento. El campo de aplicacin de los cilindros de doble efecto es mucho ms extenso que el de los cilindros de simple efecto; incluso si no es necesario ejercer una fuerza en los dos sentidos, el cilindro de doble efecto es preferible al cilindro de simple efecto con muelle de retorno incorporado. El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de mbolo y posee dos tomas para el aire comprimido situadas a ambos lados del mbolo. Al aplicar aire a presin en la cmara posterior y comunicar la cmara anterior con la atmsfera a travs de una vlvula, el cilindro realiza carrera de avance. La carrera de retroceso se efecta introduciendo aire a presin en cmara anterior y comunicando la cmara posterior con la atmsfera, igualmente a travs de una vlvula para la evacuacin del aire contenido en esa cmara de cilindro. Para una presin determinada en el circuito, el movimiento de retroceso en un cilindro de doble efecto desarrolla menos fuerza que el movimiento de avance, ya que la superficie del mbolo se ve ahora reducido por la seccin transversal del vstago. Normalmente, en la prctica no requieren fuerzas iguales en los dos movimientos opuestos.

CILINDROS DE AMORTIGUACION INTERNA Cuando las masas que traslada un cilindro son grandes, al objeto de evitar un choque brusco y daos es utiliza un sistema de amortiguacin que entra en accin momentos antes de alcanzar el final de la carrera. Antes de alcanzar la posicin final, un mbolo amortiguador

corta la salida directa del aire al exterior .En cambio, es dispone de una seccin de escape muy pequea, a menudo ajustable. El aire comprimido se comprime ms en la ltima parte de la cmara del cilindro. La sobrepresin producida disminuye con el escape de aire a travs de las vlvulas anti retorno de estrangulacin montada (seccin de escapo pequea). El mbolo se desliza lentamente hasta su posicin final. En el cambio de direccin del mbolo, el aire entra sin obstculos en la cmara del cilindro por la vlvula anti retorno. Los cilindros de doble efecto pueden ser: -Sin amortiguacin. -Con amortiguacin. En la prctica, el empleo de unos u otros depende de factores como carga y la velocidad de desplazamiento. Por ejemplo, cuando la carga viene detenida por topes externos pueden aplicarse los cilindros si amortiguacin. Sin embargo, cuando la carga no viene detenida por tales topes se de recurrir a la utilizacin de los cilindros con amortiguacin. Los cilindros de doble efecto presentan las siguientes ventajas sobre los cilindros de simple efecto: -Posibilidad de realizar trabajo en los dos sentidos. -No se pierde fuerza para comprimir el muelle. -No se aprovecha toda la longitud del cuerpo del cilindro con carrera til. Por el contrario, tienen el inconveniente de que consumen doble cantidad de aire comprimido que un cilindro de simple efecto. MOTORES NEUMTICOS Los motores neumticos realizan la funcin de transformar la energa neumtica en energa mecnica de rotacin. El proceso se desarrolla de forma inversa al de la compresin. Sus principales caractersticas pueden resumirse en las siguientes: , -Son ligeros y compactos. -El arranque y paro es muy rpido, pueden trabajar con velocidad y variables sin necesidad de un control complejo. -Baja inercia. En neumtica se emplean principalmente motores de paletas, tambin se utilizan, aunque con menos frecuencia, los motores de pistones.

VALVULAS NEUMATICAS DE SIMULTANEIDAD AND Y VALVULAS SELECTORA TIPO O (OR). Las vlvulas AND cuentan con una salida y dos entradas lo que nos indica que la circulacin del aire hacia la salida puede ser si las entradas antes mencionadas reciben de manera simultnea una alimentacin de presin, mientras que en las vlvulas OR el aire podr transitar hacia la salida solo con que una entrada reciba la alimentacin de presin. SENSORES: Son los dispositivos encargados de la transformacin de cualquier tipo de tipo de cantidad fsica en otra cantidad fsica pero diferente, convierten las caractersticas de un entorno en una medida cuantitativa como por ejemplo: temperatura o desplazamientos mecanicos. Muchos de los sensores son elctricos o electrnicos pero existen de otros tipos como de : Temperatura, de deformacin, de acidez, de luz, de sonido, de contacto, de imagen digital (fotografa) y de proximidad. VLVULAS DE PRESIN Estas vlvulas influyen principalmente sobre la presin, o estn condicionadas por el valor que tome aqulla. Entre ellas destacan las siguientes: Vlvulas reguladoras de presin Vlvulas limitadoras de presin Vlvulas de secuencia.

VLVULAS DE REGULACIN DE PRESIN Tiene la misin de mantener constante la presin en su salida independientemente de la presin que exista a la entrada. Tienen como finalidad fundamental obtener una presin invariable en los elementos de trabajo independientemente de las fluctuaciones de la presin que normalmente se producen en la red de distribucin. La presin de entrada mnima debe ser siempre, obviamente, superior a la exigida a la salida. Existen dos tipos, una con orificio de escape a la atmsfera y otra sin l, con las caractersticas que a continuacin se explican. VLVULA DE SECUENCIA Su funcionamiento es muy similar al de la vlvula limitadora de presin, la diferencia estriba que en vez de salir el aire a la atmsfera al alcanzarse la presin de consigna, deja pasar el aire para realizar un determinado cometido. El aire no circula hacia la salida, mientras que en el conducto de mando no se alcanza una presin de consigna. Un mbolo de mando abre el paso de P hacia A. Estas vlvulas se montan en mandos neumticos que actan cuando se precisa una presin fija para un fenmeno de conmutacin. VLVULAS DE DISTRIBUCIN. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los diferentes actuadores neumticos, por ejemplo, los cilindros. VLVULAS DE BLOQUEO. Son vlvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el circuito. VLVULAS REGULADORAS. Aqu nos encontramos con las vlvulas que regulan el caudal y las vlvulas que regulan la presin.

ELEMENTOS QUE CONFORMAN UN BANCO DE PRACTICAS DE HIDRAULICA.

VLVULAS DE BLOQUEO: Son las vlvulas que cortan el paso del aire comprimido. En ellas siempre se bloquea un solo sentido del paso el otro queda libre. La vlvula de bloqueo ms sencilla es la de retencin, que cierra por completo el paso del aire en un sentido y lo deja libre en el opuesto con la perdida de presin mas pequea posible. Tan pronto como la presin de entrada en el sentido de paso aplica una fuerza superior a la del resorte incorporado, abre el elemento del asiento de la vlvula. El bloqueo tambin puede levantarse por medios mecnicos.

LAS VLVULAS ESTRANGULADORAS CON RETENCIN: Conocidas como vlvulas reguladoras de velocidad tienen el punto de estrangulacin es regulable. El efecto de estrangulacin solo acta en un sentido de circulacin, siendo libre el paso en el sentido opuesto a travs de la vlvula En la regulacin de aire comprimido con estas vlvulas se distingue entre la estrangulacin de entrada y la de salida. Estrangulacin de entrada: el aire de entrada es estrangulado hacia el cilindro y el de salida puede circular libremente por la vlvula de retencin. Estrangulacin de salida: el aire circula libremente hacia el cilindro sobre la vlvula de retencin y el aire de salida es estrangulado.

MOTOR HIDRULICO: Es un actuador mecnico que convierte presin hidrulica y flujo en un par de torsin y un desplazamiento angular, es decir, en una rotacin o giro. Su funcionamiento es pues inverso al de las bombas hidrulicas y es el equivalente rotatorio del cilindro hidrulico. Se emplean sobre todo porque entregan un par muy grande a velocidades de giro pequeas en comparacin con los motores elctricos.

KIT DE MANGUERAS HIDRAULICAS: Tubo largo de goma u otro material flexible e impermeable, que por un extremo toma un lquido y por el otro lo expulsa.

VLVULA DE CONTROL. La vlvula automtica de control generalmente constituye el ltimo elemento en un lazo de control instalado en la lnea de proceso y se comporta como un orificio cuya seccin de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Partes de la vlvula de control. Las vlvulas de control constan bsicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo. Actuador: el actuador tambin llamado accionador o motor, puede ser neumtico, elctrico o hidrulico, pero los ms utilizados son los dos primeros, por ser las ms sencillas y de rpida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las vlvulas utilizadas en la industria son accionadas neumticamente. Los actuadores neumticos constan bsicamente de un diafragma, un vstago y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo neumtico es que cada valor de la presin recibida por la vlvula corresponda una posicin determinada del vstago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presin es de 3 a 15 lbs/pulg. VLVULA DE ALIVIO (RV) Es un tipo de vlvula utilizada para controlar o limitar la presin en un sistema o un recipiente que puede acumular un molesto proceso, instrumento o falla del equipo, o un incendio. La presin se alivia al permitir que el fluido a presin para el flujo de un paso auxiliar del sistema. La vlvula de alivio se ha diseado o ajustado para abrir a una presin de grupo predeterminado para proteger a los recipientes a presin y otros equipos sean sometidos a presiones que exceden sus lmites de diseo.

LAS VLVULAS DE CARTUCHO Son aquellas en que un cartucho (formado por un pistn, un muelle y una tapa de cierre) se inserta sobre un alojamiento especialmente diseado en un bloque. El principio del funcionamiento de estas vlvulas es el mismo de los anti retornos pilotados y, combinadas con distintos mandos, pueden emplearse para regulacin de presin, de caudal y como vlvulas direccionales.

SISTEMAS DE PRESIN El aire fluye siempre desde las reas de altas presiones hacia reas de bajas presiones, tratando de llegar a un equilibrio. Pero existe una fuerza que lo desva, causada por la rotacin de la Tierra (el llamado efecto Coriolis), y que hace que el flujo no vaya en lnea recta. En vez de esto, los vientos forman una espiral: ascendente y hacia dentro en los sistemas de bajas presiones, y descendente y hacia fuera en los sistemas de altas presiones. VLVULAS HIDRULICAS CHECK: Esta vlvula asegura al cilindro en su posicin cuando una vlvula direccional est en su posicin neutral. La vlvula Check permite el flujo en una sola direccin, con esto el cilindro no se mueve de la posicin en que fue dejado y se previenen accidentes, como la cada de la carga o contrapresin por el peso que tiene.

FINAL DE CARRERA ELECTRICO SENSOR DE CONTACTO Dentro de los componentes electrnicos, se encuentra el final de carrera o sensor de contacto (tambin conocido como "interruptor de lmite") o limit switch, son dispositivos elctricos, neumticos o mecnicos situados al final del recorrido de un elemento mvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar seales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en ingls), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operacin que cumplan al ser accionados, de ah la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado. Generalmente estos sensores estn compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso, emplendose, en general, en todas las mquinas que tengan un movimiento rectilneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

PLC Controlador lgico programable. Como su mismo nombre lo indica, se ha diseado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales. Los PLC sirven para realizar automatismos, se puede ingresar un programa en su disco de almacenamiento, y con un microprocesador integrado, corre el programa, se tiene que saber que hay infinidades de tipos de PLC, los cuales tienen diferentes propiedades, que ayudan a facilitar ciertas tareas para las cuales se los disean. Para que un PLC logre cumplir con su funcin de controlar, es necesario programarlo con cierta informacin acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta informacin es recibida por captadores, que gracias al programa lgico interno, logran implementarla a travs de los accionadores de la instalacin. Un PLC es un equipo comnmente utilizado en maquinarias industriales de fabricacin de plstico, en mquinas de embalajes, entre otras; en fin, son posibles de encontrar en todas aquellas maquinarias que necesitan controlar procesos secuenciales, as como tambin, en aquellas que realizan maniobras de instalacin, sealizacin y control. Dentro de las funciones que un PLC puede cumplir se encuentran operaciones como las de deteccin y de mando, en las que se elaboran y envan datos de accin a los preaccionadores y accionadores. Adems cumplen la importante funcin de programacin, pudiendo introducir, crear y modificar las aplicaciones del programa.

Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboracin de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamao reducido y mantenimiento de bajo costo, adems permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar ms de una mquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lgicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con tcnicos calificados y adiestrados especficamente para ocuparse de su buen funcionamiento. Su historia se remonta a finales de la dcada de 1960, cuando la industria busc en las nuevas tecnologas electrnicas una solucin ms eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos elctricos con rels, interruptores y otros componentes comnmente utilizados para el control de los sistemas de lgica combinacional. Hoy en da, los PLC's no slo controlan la lgica de funcionamiento de mquinas, plantas y procesos industriales, sino que tambin pueden realizar operaciones aritmticas, manejar seales analgicas para realizar estrategias de control, tales como controladores PID (Proporcional Integral y Derivativo). Su estructura bsica son dos o ms planos de puertas lgicas, normalmente AND y OR, que el programador debe conectar de forma adecuada para que hagan la funcin lgica requerida. Suelen programarse con lenguaje en escalera tambin con bloques de funciones. Para aplicaciones de mayor capacidad son sustituidos por FPGAs. Los PLC's actuales pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de rea local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido.