Conceptos básicos, elementos y esquemas

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AUTOMATIZACIÓNNEUMÁTICA

Neumática Del griego pneuma: viento, respiración

“Tecnología que estudia la producción, transmisión y control de movimientos y esfuerzos mediante el aire comprimido”

Neumática - - Oleohidráulica

Oleohidráulica Oleo (del latín oleum): Aceite Del griego hidra: agua y aulos: conducto

“Tecnología que estudia la producción, transmisión y control de movimientos y esfuerzos mediante el aceite a presión”

aire

deposito

compresor

bomba

válvula

válvula F

Neumática -- Oleohidráulica

Transformación de energía

Motor Compresor Actuador TrabajoEnergía Energía Energía Energía

Mecánica MecánicaHidráulicaηM ηC ηA

Motor Bomba Actuador TrabajoEnergía Energía Energía Energía

Mecánica MecánicaHidráulicaηM ηB ηA

Neumática

Oleohidráulica

El trabajo realizado se transforma en:– Energía de presión (20%)

– Energía térmica (80%) F

V1, P1, T1

F

V2, P2, T2

V1 > V2

P1 < P2

T1 < T2

Totalmente inútil. ¡Se elimina!

Las presiones típicas en neumática están alrededor de 7-8 bar

Comprimir aire a presiones mayores de 10 bar es antieconómico

Compresión del aire

Prácticamente el 100% del trabajo se convierte en energía de presión

Módulo de elasticidad volumétricoK = 16.000 bar

Disminuyendo un 1% el volumenla presión se incrementa en160 bar

F

P1 = 1 bar

F

P1 = 161 bar

Las presiones típicas en oleohidráulica suelen ser de alrededor de 150-300 bar

Compresión de aceite

•Fuente inagotable, limpia, que no contamina

•No le afecta la temperatura y es antideflagrante

•Instalación sencilla

•Transportable y almacenable

•Riesgo de accidente mínimo. No requiere expertos

•Velocidad y aceleración elevadas

¡Inmejorable para la automatización de procesos!

Ventajas de la neumática

Magnitudes y unidades

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Ecuación de los gases perfectos

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Ley de Boyle -Mariotte

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El volumen es inversamente proporcional a la presión:

•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.

•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

P1 · V1 = P2 · V2; T = cte

Leyes de Charles- Gay Lussac

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La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

•Si aumentamos la temperatura, aumenta la presión.

•Si disminuimos la temperatura, disminuye la presión.

P1 / T1 = P2 / T2; V = cte

Elementos de una instalación neumática

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PRODUCCIÓN Y TRATAMIENTO DE AIRE• COMPRESOR.• MOTOR ELÉCTRICO.• PRESOSTATO.• VÁLVULA ANTIRETORNO.• DEPÓSITO.• MANÓMETRO.• PURGA AUTOMÁTICA.• VÁLVULA DE SEGURIDAD.• SECADOR DE AIRE REFRIGERADO.• FILTRO DE LÍNEA.

CIRCUITO DE UTILIZACIÓN• TOMA DE AIRE.• PURGA AUTOMÁTICA.• UNIDAD DE MANTENIMIENTO: FRL.• VÁLVULA DIRECCIONAL.• ACTUADOR.• CONTROLADORES DE VELOCIDAD.

Compresores alternativos

Automatización neumática12

Compresor de pistón de una etapa

Compresor de pistón de dos etapas Compresor de diafragma

Compresores rotativos

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COMPRESOR DE PALETAS

COMPRESOR DE TORNILLO

TURBO COMPRESOR RADIAL

Conducto principal en l ínea abierta

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Red de distribución de aire

Conducto principal en anil lo

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Red de distribución de aire

Componentes principales de un circuito neumático

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Unidad de mantenimiento

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Válvulas distribuidoras

Válvulas distribuidoras

Válvula 2/2 Válvula 3/2 Válvula 4/2 Válvula 5/2 Válvula 5/3

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NA

NC

NA

NC

Nomenclatura: Vías y posiciones.

Automatización neumática19

Válvula de 3 vías y 2 posiciones, normalmente cerrada 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle

Válvula de 4 vías y 2 posiciones, 4/2 con accionamiento por rodillo y retorno por muelle

Válvula 5/2 biestable accionamiento neumático Electroválvula 5/2 biestable

Código de las vías de una válvula

CONDUCTOS NORMA ISO NORMA CETOP

Alimentación de presión P 1

Conductos de trabajo A, B, C, ... 2, 4, 6, ...

Escapes R, S, T, ... 3, 5, 7, ...

Conductos de pilotaje Z, Y, X, ... 12, 14, 16, ...

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ISO, International Organization Standarization.

CETOP, Comité Europeo de las Transmisiones Óleo-hidráulicas y Neumáticas

En neumática, la ISO 1219 es equivalente a la UNE 101 149-86.

UNE, Una Norma Española.

AB

RPS

YZ 24

315

1214

ISO CETOP

Accionamiento de las válvulas

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3/2 NC pulsador retorno muelle

4/2 pulsador retorno muelle

5/2 pilotada biestable

EJEMPLOS

Válvulas reguladoras, de control y de bloqueo

Automatización neumática22

Antirretorno

Reguladora de caudal

Reguladora de caudal unidireccional

Selectora de circuito

De simultaneidadEscape rápido

Actuadores

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Cil indro de simple efecto

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Cil indro de doble efecto

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Fuerza que ejerce el vástago

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Cilindro de simple efecto Cilindro de doble efecto

Fuerza teórica

Fuerza efectiva en el avance

Fuerza efectiva en el avance

Fuerza efectiva en el retroceso

p = Presión, N/m2.

S = Superficie del embolo

Fm = Empuje del muelle, N.

R = Radio del émbolo, mm2.

r = Radio del vástago, mm2.

V = Volumen cámara anterior del cilindro.V’ = Volumen cámara posterior del cilindro.

;

L = Carrera del cilindro

Métodos de fi jación de cil indros

27

Aplicación de ci l indros

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Aplicación de ci l indros

29

Aplicación de ci l indros

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Realización del esquema

NIVEL COMPONENTE EJEMPLOS

6º Elementos de trabajo Cilindros, motores neumáticos

5º Elementos de regulación de velocidad Reguladores de caudal unidireccional

4º Elementos de potencia Válvula distribuidora para el cilindro

3º Elementos de tratamiento de señal Selectores de función “O” e “Y”

2º Elementos de entrada de señal Microválvulas acc. manual, final de carrera

1º Fuente de alimentación de energía Unidad de mantenimiento

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Numeración de elementos

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1. Los elementos de trabajo van numerados por este orden: 1.0, 2.0...2. Los elementos de potencia o distribuidores principales llevan: 1.1, 2.1...3. Los captadores de señal se nombran con: - Los que intervienen en la salida del vástago (pares): 1.2, 1.4, 1.6... 2.2, 2.4, 2.6... - Los que intervienen en el retroceso del vástago (impares): 1.3, 1.5, 1.7. .. 2..3, 2.5, 2.7. ..4. Los elementos de regulación de velocidad: - Los que intervienen en la salida del vástago (pares): 1.02, 2.02 - Los que intervienen en el retroceso del vástago (impares): 1.03, 2.035. Los elementos auxiliares de producción y tratamiento de aire: 0.1, 0.2, 0.3...

Temporizadores

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A la conexión A la desconexión

Conversión de una señal permanente en un impulso

Diagrama de movimientos

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Representación de secuencias. Mecanismo de plegado

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Representación de secuencias. Mecanismo de conformado.

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Representación de secuencias. Mecanismo de curvado.

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