Neumática es la tecnología

 

NEUMÁTICA

La neumática es la tecnología que utiliza el aire comprimido como fluido de trabajo.
El compresor es el elemento que comprime el aire desde la presión atmosférica hasta los 6-7bar; las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor y los actuadores son los encargados de aprovechar la energía del aire comprimido y realizar trabajo en las máquinas (remachadoras, grapadoras, taladradoras, perforadoras, elevadores de carga, prensas…)
1.-Características del aire
Para su estudio se va a considerar que se trata de un gas perfecto.
El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior (21% de oxígeno, 78% de nitrógeno, 1% de hidrógeno, y otros gases).   Se comprime hasta una presión de unos 6 bares, con respecto a la presión atmosférica, y se denomina presión relativa.
Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión relativa
Los manómetros indican el valor de la presión relativa.

- Presión: Es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie.
P=F/S         F=P.S
P=presión (Pa)
F=fuerza ejercida (N)
S=superficie de actuación (m2)
En neumática industrial, el pascal resulta una unidad muy pequeña, por lo que se emplean múltiplos, como el kilopascal (KPa) y el megapascal (MPa).
Otros de los múltiplos muy utilizados en cálculos técnicos son el bar y la atmósfera (atm).
1 bar=100000 Pa=105 Pa
1 atm=1,013 bar=101300 Pa

v Expresa en bar una presión de 4,25 atm.

 

v Expresa en unidades del SI una presión de 2,85 atm y una de 6,75 bar.

 

- Caudal:
Es el volumen de fluido que circula a través de un conductor en la unidad de tiempo.    Q=V/t
Q=Caudal (m3/s)
V=Volumen (m3 )
t=tiempo (s)

v Determina en l/min el caudal de una tubería por la que circulan 2,7m3 de aire durante media hora.

 

 

 

 

 

2.-PRODUCCIÓN Y TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO

• COMPRESOR:

Es el encargado de coger el aire atmosférico (P=1 bar) de su entorno para elevar la presión y alimentar al circuito neumático.   La presión de salida suele estar comprendida entre los 6 y 7 bar.  
Los compresores son movidos por motores eléctricos o térmicos.

v Explica el funcionamiento de los compresores de la imagen superior.

• REFRIGERADOR:

A la salida del compresor, el aire puede llegar a alcanzar una temperatura de hasta 150ºC.   La misión del refrigerador es disminuir esta temperatura hasta 25ºC y eliminar hasta el 80% del agua que contiene.

• DEPÓSITO O ACUMULADOR:

A la salida del refrigerador se encuentra el depósito, cuya misión es almacenar aire comprimido para suministrarlo en los momentos de mayor consumo.
Un sensor de presión pone en marcha y para al compresor cuando la presión baja o sube, por debajo o por encima de un intervalo determinado.

• UNIDAD DE MANTENIMIENTO:

Para conseguir una buena calidad del aire es necesario someterlo a tres operaciones previas: filtrado, regulación y lubricación.   De estas funciones se ocupa la unidad de mantenimiento (conjunto FRL), que está formada por un filtro, un regulador de presión y un lubricador.

• El filtro detiene las impurezas que posee el aire.
• El regulador mantiene una presión constante de aire en el circuito neumático.   Esta presión queda indicada en el manómetro.
• El lubricador añade aceite nebulizado al aire comprimido.   Así, se evita la oxidación de los componentes del circuito y asegura un buen funcionamiento de las partes móviles.

3.-VÁLVULAS
- VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS
Las válvulas distribuidoras son las encargadas de interrumpir, dejar pasar o desviar el aire comprimido.   Pueden ser de dos o tres posiciones, y de dos o más vías.   Las posiciones se representan por un cuadrado y las vías por las entradas o salidas que están unidas a uno de los cuadrados.   Estas vías son orificios, que se comunican con el exterior.  

v Dibuja los distintos tipos de accionamiento de las válvulas.

 

v Investiga el funcionamiento de la válvula 3/2 NC

 

v Investiga el funcionamiento de la válvula 5/2

v Representa simbólicamente las siguientes válvulas.

• Válvula 4/2 accionada por rodillo y retorno por muelle.

• Válvula 5/2 con pilotaje neumático.

 

• Válvula 5/3 con pilotaje eléctrico.
• VÁLVULAS DE BLOQUEO

v Analiza el funcionamiento de las siguientes válvulas:
- Antirretorno

 

- Válvula selectora de circuito (Función OR)

- Válvula de simultaneidad (Función AND)

 

• VÁLVULAS REGULADORAS

 

- Válvulas reguladoras de presión

Las válvulas reguladoras de presión se encargan de controlar la presión del aire comprimido.

 

• Válvulas reguladoras de caudal

El caudal que pasa por una conducción puede regularse estrangulando su paso, mediante la disminución de la sección del conducto.

4.-CILINDROS
Los cilindros son componentes neumáticos, que mediante el uso del aire comprimido, generan un movimiento de avance y retroceso de un mecanismo.   Son los elementos de trabajo de más frecuente uso en neumática, muy por encima de los accionadores rotativos, motores, pinzas, etc.
Se dividen en cilindros de simple efecto y cilindros de doble efecto.   Los de doble efecto son los más utilizados.

• CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

• CILINDROS DE DOBLE EFECTO

 

 

 

 

 

 

v Calcula el trabajo que realizará un cilindro de simple efecto de 80mm de diámetro y 200mm de carrera sabiendo que está sometido a una presión de 6 bar, que la resistencia del muelle se estima en 251 N y que el rendimiento es del 65%.

v Calcula la fuerza efectiva en el avance y en el retroceso que desarrolla un cilindro de doble efecto sometido a una presión de 7 bar, sabiendo que su rendimiento es del 70% y que los diámetros del émbolo y del vástago son, respectivamente, 30mm y 8mm.

 

5.-CIRCUITOS NEUMÁTICOS

Cilindro de simple efecto con accionamiento por pulsador y retorno por muelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cilindro de doble efecto con accionamiento por pulsador y retorno por muelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v Cilindro de doble efecto con pulsador para el avance y para el retroceso.

v Cilindro de simple efecto accionado indistintamente por dos pulsadores para el avance y retorno por muelle.

 

v Cilindro de simple efecto accionado por dos pulsadores simultáneamente para el avance y retorno por muelle.

v Cilindro de doble efecto accionado indistintamente por dos pulsadores para el avance y retorno por muelle.

 

v Cilindro de doble efecto accionado  simultáneamente por dos pulsadores para el avance y retorno por muelle.

 

v Cilindro de doble efecto con avance por pulsador y retorno automático por rodillo.