1.
INTRODUCCIÓN.
Un largo camino fue recorrido, de las máquinas impulsadas por aire
comprimido en Alejandría a los ingenios neumoeletrónicos de nuestros días. Por
lo tanto, el hombre intentó siempre aprisionar esta fuerza para colocarla a su
servicio, con el único objetivo: controlarla y hacerla trabajar cuando sea
necesaria.
Actualmente, el control del aire suplanta los mejores grados de
eficiencia, ejecutando operaciones sin fatiga, economizando tiempo,
herramientas y materiales, además de fortalecer seguridad al trabajo.
El término neumática es derivado del griego Pneumos o Pneuma
(respiración, soplo) y es definido como la parte de la Física que se ocupa de la
dinámica y de los fenómenos físicos relacionados con los gases o vacíos. Es
también el estudio de la conservación de energía neumática en energía mecánica,
a través de los respectivos elementos de trabajo.
2.
IMPLANTACIÓN.
1.1
Ventajas y
Limitaciones
Incremento de la producción
con una inversión relativamente pequeña.
El aire comprimido necesita de una buena preparación para realizar el
trabajo propuesto: se debe retirar las impurezas, eliminar la humedad para
evitar corrosión en los equipos, atascamientos u obstrucciones, así como
mayores desgastes en partes móviles del sistema.
Reducción de los costos
operacionales.
La rapidez en movimientos neumáticos y la liberación del operario en
efectuar ejecuciones repetitivas, potencian el aumento del ritmo de trabajo,
aumentan la productividad y, por tanto, generan un menor costo operacional.
Los componentes neumáticos son normalmente proyectados y utilizados a
una presión máxima de 1723,6 kPa. Por lo tanto, las fuerzas envueltas son
pequeñas comparadas a otros sistemas.
De esta manera, no es conveniente el uso de controles neumáticos en
operaciones de extrusión de metales.
Probablemente, su uso es ventajoso para recoger o transportar las
barras extraídas.
Robustez de los componentes
neumáticos.
La robustez inherente a los controles neumáticos los convierte
relativamente insensibles a vibraciones y golpes, permitiendo que acciones
mecánicas del propio proceso sirvan de señal para las diversas secuencias de
operación. Son de fácil mantenimiento.
Velocidades muy bajas son difíciles de ser obtenidas con el aire
comprimido, debido a sus propiedades físicas. En este caso, se recurre a
sistemas mixtos (hidráulicos y neumáticos).
Facilidad de implantación.
Pequeñas modificaciones en las máquinas convencionales, junto a la
disponibilidad de aire comprimido, son los requisitos necesarios para la
implementación de los controles neumáticos.
El aire es un fluido altamente compresible, por lo tanto, es imposible
conseguir paradas intermedias y velocidades uniformes.
El aire comprimido es un contaminante del medio cuando se efectúa las
liberación del aire (contaminación sonora) hacia la atmósfera.
Esta contaminación puede ser evitada con el uso de silenciadores en
los orificios de escape.
Resistencia a ambientes
hostiles.
Polvo, atmósfera corrosiva, oscilaciones de temperatura, humedad,
inmersión en líquidos, raramente perjudican los componentes neumáticos, cuando
están proyectados para esa finalidad.
Simplicidad de
manipulación.
Los controles neumáticos no necesitan de operadores súper
especializados para su manipulación.
Seguridad.
Como los equipos neumáticos implican siempre presiones moderadas,
llegan a ser seguro contra posibles accidentes: en los equipos y con, el
personal, además de evitar problemas de explosiones.
Reducción del número de accidentes. La fatiga del operador es uno de
los principales factores en crear accidentes laborales; y con la implementación
de controles neumáticos, se reduce su incidencia (menos operaciones
repetitivas).
3.
PROPIEDADES
FÍSICAS DEL AIRE
A pesar de ser insípido, inodoro e incoloro, percibimos el aire a
través de vientos, aviones y pájaros que en él flotan y se mueven; sentimos
también su impacto sobre nuestro cuerpo. Concluimos fácilmente, que el aire
tiene existencia real y concreta, ocupando lugar en el espacio que nos rodea.
Compresibilidad
El aire, así como todos los gases, tiene la propiedad de ocupar todo
el volumen de cualquier recipiente, adquiriendo su forma propia. Así, podemos
encerrarlo en un recipiente con un volumen determinado y posteriormente
provocarle una reducción de su volumen usando una de sus propiedades - la
compresibilidad. Podemos concluir que el aire permite reducir su volumen cuando
está sujeto a la acción de fuerza exterior.
Elasticidad.
Propiedad que permite al aire volver a su volumen inicial una vez
desaparecido el efecto (fuerza) responsable de la reducción del volumen.
Difusibilidad.
Propiedad del aire que le permite mezclarse homogéneamente con
cualquier medio gaseoso que no esté saturado.
Expansibilidad
Propiedad del aire que le permite ocupar totalmente el volumen de
cualquier recipiente, adquiriendo su forma.
4.
PRODUCCIÓN DE
AIRE COMPRIMIDO.
La producción de aire la realizamos por medio de una maquina llamada
compresor. Los compresores son máquinas destinadas a elevar la presión de un
cierto volumen de aire, admitido en condiciones atmosféricas hasta una
determinada presión exigida en la ejecución de los trabajos realizados por el
aire comprimido.
Mediante el compresor convertimos la energía mecánica del motor
eléctrico que lo acciona, en energía potencial del aire comprimido.
Existen diferentes tipos de compresores, que seguidamente se estudian
con detalle algunos de ellos, pero primeramente realizaremos una clasificación
de los mismos.
4.1
Compresor de
émbolo
Este compresor aspira el aire a la presión atmosférica y luego lo
comprime. Se compone de las válvulas de admisión y escape, émbolo y
biela-manivela.
Admisión: El árbol gira en el sentido del reloj. La biela
desciende el émbolo hacia abajo y la válvula de admisión deja entrar aire 10º
después del punto muerto superior, hasta el punto muerto inferior.
Escape: En el punto muerto inferior le válvula se cierra, y
al ascender el émbolo se comprime el aire. Bajo el efecto de la presión, se
abre y circula el aire comprimido hacia el consumidor.
Este tipo de compresores se utiliza generalmente en sistemas que
requieran aire en la gama de 3 a
7 bares.
4.2
Compresor de
embolo de dos etapas.
El movimiento molecular, provoca una elevación de la temperatura, lo
cual reduce su eficacia. Si se desean obtener presiones mayores es necesario
disminuir la temperatura, enfriar el aire comprimido.
Si la presión final es de 8 bar, la primera compresión se realiza
hasta 3 bar aproximadamente, después pasa a la cámara de enfriamiento y tras
esto alimentamos al segundo cilindro que lo comprimirá hasta la presión final.
En este tipo de compresores existe una cámara de enfriamiento del aire
antes de pasar a la segunda compresión, a la que hicimos mención anteriormente.
4.3
Compresor de
embolo de dos etapas de doble acción.
La compresión se efectúa
por movimiento alternativo del émbolo.
El aire es aspirado, comprimido, enfriado y pasa a una nueva
compresión para obtener una presión y rendimiento superior.
El aire recogido a la presión atmosférica se comprime en dos etapas,
hasta la presión final. El aire comprimido en la primera etapa entra en el
cilindro de la segunda etapa de compresión a una temperatura muy reducida, tras
pasar por el refrigerador intermedio, mejorando el rendimiento en comparación
con una unidad de una sola compresión.
4.4
Compresor de
membrana.
El funcionamiento es similar al del compresor de émbolo. El diafragma,
en su desplazamiento hacia abajo, proporciona un cambio de volumen permitiendo
la entrada de aire, y al desplazarse hacia arriba se produce la compresión del
aire.
El interés de este compresor radica en la ausencia de aceite en el
aire impulsado por este tipo de compresor. Es aire limpio y seco hasta
presiones de 5 bares. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en la industria
alimenticia, farmacéutica y similar.
4.5
Compresor
radial de paletas.
Un rótor esta montado excéntrico, con una serie de paletas que giran en
contacto con la pared de un alojamiento cilíndrico. La estanqueidad en rotación
se asegura por la fuerza centrífuga que comprime las paletas sobre la pared.
La aspiración o entrada de aire se realiza cuando el volumen de la
cámara es grande y la compresión se realiza al disminuir el volumen entre
paletas progresivamente hacia la salida.
Pueden obtenerse presiones desde 200 a 1000 kPa (2 a 10 bar), con caudales entre
4 y 15 m³/min.
4.6
Compresor de
tornillo.
La aspiración y la compresión se efectúan por dos tornillos
helicoidales, uno engrana en el otro, girando en sentidos contrarios. La
compresión se realiza axialmente, el espacio entre los tornillos disminuye
axialmente en volumen, lo cual provoca la compresión del aire atrapado entre
los tornillos.
Pueden obtenerse presiones superiores a 1000 kPa (10 bar). Los caudales que se obtienen son continuos y
elevados, entre 30 y más de 400 m³/min.
Este compresor ofrece un suministro de aire continuo y sin altibajos
4.7
Compresor
Rooths.
Dos llaves que giran en sentido inverso encierran cada vuelta un
volumen de aire entre la pared y su perfil respectivo.
Este volumen de aire es llevado al fin del giro a la presión deseada.
4.8
Turbo
compresor.
Este tipo de compresor funciona de forma muy similar a una turbina,
con la diferencia de que aquí los alabes en lugar de producir trabajo lo
consumen, esta turbina tiene varias etapas, el aire entre etapa y etapa sigue
un camino radial. El aire es aspirado, y su presión se eleva a medida que pasa
de una etapa a otra.
En general, este tipo de compresores permite manejar grandes caudales
a grandes presiones.
4.9
Turbo
compresor radial.
El aire aspirado axialmente es introducido a una velocidad muy alta.
La compresión tiene lugar radialmente.
Este tipo de compresor es recomendable cuando se desean grandes
caudales.
Entre las diferentes etapas hay que tener previsto las cámaras de
enfriamiento.
4.10
Turbo
compresor axial.
Este tipo de compresor funciona con el principio del ventilador. El
aire es aspirado e impulsado simultáneamente. Las presiones son muy bajas, pero
los caudales pueden ser muy elevados.
5.
ELEMENTOS DE
TRABAJO.
Estudiaremos como elementos de trabajo los cilindros y los motores.
Cilindros, existen de varios tipos que estudiaremos seguidamente
5.1
Cilindros
de simple efecto.
Estos cilindros se componen de: Tubo cilíndrico, tapa de fondo y tapa
frontal con cojinete, émbolo con retén, vástago, muelle de recuperación,
casquillo de cojinete y junta de rascador.
Al aplicar el aire comprimido a la parte posterior del émbolo avanza
el vástago. Al efectuarse la purga del aire el muelle recupera el émbolo a su
posición inicial. Debido a la longitud del muelle se utilizan cilindros de
simple efecto hasta carreras de 100
mm aprox.
Aplicación: Estos cilindros sólo pueden efectuar trabajo en una
dirección, por lo tanto es apropiado para tensar, expulsar, introducir,
sujetar, etc.
5.2
Cilindro de
simple efecto de membrana.
En estos cilindros son una membrana de goma, plástico o metal que
desempeña las funciones de émbolo. La placa de sujeción asume la función del
vástago y está unida a la membrana. La carrera de retroceso se realiza por
tensión interna de la membrana. Con cilindros de membrana sólo pueden
efectuarse carreras muy cortas.
Aplicación: Estampar, remachar, y sobre todo sujetar.
5.3
Cilindro
de simple efecto de membrana.
Entre dos cubetas metálicas está firmemente sujeta una membrana de
goma o plástico. El vástago está fijado en el centro de la membrana. La carrera
de retroceso se realiza por el resorte recuperador, ayudado por la tensión de
la membrana. Sólo existe rozamiento en el cojinete de guía del vástago.
Aplicaciones: Tensar, prensar.
5.4
Cilindro de
simple efecto de membrana arrollable.
En este cilindro la membrana tiene forma de vaso. Al introducir aire
comprimido la membrana se desarrolla en la pared interna del cilindro. Al igual
que el anterior el rozamiento es mínimo y la estanqueidad máxima. La carrera es
corta, sino el desgaste sería muy rápido, forma de construcción muy sencilla.
5.5
Cilindro de
doble efecto.
Estos cilindros se componen
de: Tubo, tapa posterior, frontal con casquillo de cojinete, junta de labio,
junta de rascador, vástago y émbolo con resón (de doble labio).
Al recibir aire comprimido por la parte posterior y purgándose el lado
anterior, sale el vástago. Cuando el aire se introduce frontalmente el vástago
retrocede.
A igualdad de presión, la fuerza del émbolo es mayor en el avance que
en el retroceso debido a la mayor sección posterior sobre la anterior.
Aplicación: En los casos en que el trabajo sea en las dos direcciones
además las carreras que pueden obtenerse son mayores a la de los cilindros de
simple efecto.
5.6
Cilindro de
doble efecto, con amortiguación interna doble
Cuando se mueven grandes
masas con cilindros de doble efecto es preciso utilizar estos tipos de
cilindros. El cilindro lleva en sus culatas, anterior y posterior, válvulas de
retención (anti-retorno), de estrangulación regulable, y émbolo de
amortiguación.
Antes de alcanzar la posición final, el émbolo de amortiguación
interrumpe la salida directa del aire hacia el exterior. Se constituye una
almohada- neumática en el espacio remanente del cilindro, el aire de escape
solo puede salir a través de un orificio de estrangulación regulable de pequeña
sección.
De esta forma conseguimos ralentizar la velocidad de desplazamiento al
final de la carrera del cilindro.
5.7
Cilindro
de doble efecto, con doble vástago
Este tipo constructivo
puede soportar mayores fuerzas transversales y momentos de flexión que el
cilindro de doble efecto normal, debido a que el vástago esta doblemente
poyado. Ambas superficies del embolo son iguales y con ella las fuerzas resultantes.
Cuando el espacio es reducido pueden fijarse las levas de accionamiento para
los órganos de mando y señal en el extremo del vástago libre.
Este tipo de cilindros es utilizado para accionamiento de mesas de
carrera larga. En el margen derecho podemos ver el cilindro y su símbolo.
5.8
Cilindro
giratorio.
Clasificamos a este tipo de cilindros en dos grupos, giratorios de
paletas y giratorios de cremallera.
Giratorios de paletas. Con este tipo de cilindro, de paleta giratoria
pueden obtenerse movimientos de hasta 300º.
En neumática tales cilindros se emplean poco, debido a que la
hermetización resulta difícil, además en relación al tamaño, pueden conseguirse
escasos momentos de giro.
5.9
Giratorios de
cremallera.
En esta ejecución el
vástago del cilindro esta diseñado como cremallera que engrana con una rueda
dentada, de este modo el movimiento rectilíneo se convierte en giratorio. El
ángulo de giro depende de la carrera del émbolo y del radio de la rueda
dentada, y el momento de giro disponible en el eje de salida, de la superficie
del embolo, presión y el radio de la rueda dentada.
Aplicación: Para volteo doblado de tubos, accionamiento de compuertas,
etc...
Inconveniente: Pequeña compensación de juego.
5.10
Cilindro
telescópico
Está constituido por los
tubos cilíndricos y vástago de émbolo. En el avance sale primero el émbolo
interior, siguiendo desde dentro hacia fuera los siguientes vástagos o tubos.
La reposición de las barras telescópicas se realiza por fuerzas externas. La
fuerza de aplicación está determinada por la superficie del émbolo menor.
Aplicación: En los casos que debe conseguirse una gran longitud de
elevación con una estructura cilíndrica relativamente corta (plataforma
elevadora).
6.
VÁLVULAS
Las válvulas las definimos por el número de vías y por las posiciones
que pueden ocupar. También pueden ser monoestables o biestables, las válvulas
de retorno por muelle son monoestables, tienen una posición establecida a la
cual vuelve una vez que desaparece la activación.
Según sean los métodos constructivos se clasifican:
Símbolos para válvulas
según ISO 1219.
Las válvulas se clasifican en:
Ø
Válvulas distribuidoras (de vías).
Ø
Válvulas de bloqueo.
Ø
Válvulas de presión.
Ø
Válvulas de estrangulación.
Ø
Válvulas de cierre
Los símbolos gráficos según ISO 1219 representan el funcionamiento de
la válvula, no la construcción de la válvula.
En las válvulas distribuidoras cada posición de mando está
representada por un cuadrado. Las flechas indican la dirección de paso, las
rayas transversales los cierres. Las conducciones se conectan al cuadrado que
representa la posición de reposo de la válvula.
A.
3/2 vías, cerrada en reposo.
B.
3/2 vías, abierta en reposo.
C.
2/2 vías, 3/2 vías, 3/3 vías con posición central
cerrada, 4/2 vías, 4/3 vías con, posición central cerrada, 4/3 vías, con posición central salidas a escape y 5/2 vías.
D.
Válvula anti-retorno sin resorte, válvula anti-retorno
con resorte, válvula de escape rápido, válvula selectora de circuito o módulo
“O” y válvula de simultaneidad o módulo “Y”.
E.
Válvula limitadora de presión, válvula de secuencia,
válvula reguladora de presión, sin y con escape.
6.1.
Válvula
distribuidora 2/2, cerrada en reposo, junta de bola.
La bola es comprimida por un resorte contra su
asiento, y cierra el paso del aire de P hacia A.
Al descender la leva, la bola es separada de su
asiento. Para ello debe vencerse la fuerza del muelle y la presión ejercida
sobre la bola, permitiendo de esta forma el paso del aire desde P hacia A.
Estructura sencilla permite una construcción
pequeña.
6.2.
Válvula distribuidora 3/2, cerrada
en reposo, junta de bola.
La bola, empujada por el resorte impide el paso de P hacia A (posición cerrada); esta última (A) se conecta, a través del taladro interno de la leva con R a la atmósfera.
Al accionarse la leva, se cierra primero el paso
entre A y R, luego la bola permite el paso de P hacia A (posición abierta). Al
efectuar el movimiento inverso, primero se cerrará el paso P-A y finalmente se
abrirá A-R.
6.3.
Válvula distribuidora 3/2, cerrada
en reposo junta de asiento plana.
La característica de esta válvula es el plato comprimido por un resorte contra el asiento. Como fuerza de estanqueidad adicional actúa la presión del aire comprimido.
Las válvulas de asiento plano se caracterizan por
una sección transversal de paso, con recorridos de accionamientos cortos. Son
insensibles a las impurezas (por tanto, larga duración de vida).
La válvula 3/2 vías cierra el paso de P y conecta A
con R (en reposo). Al descender la leva, se cierra primero el paso A-R, y luego
se abre el P-A (en posición de accionamiento).
Aplicación: Mando de circuitos de simple efecto y
como órgano de señal para accionamiento de válvulas pilotadas por aire
comprimido.
6.4.
Válvula distribuidora 3/2, abierta
en reposo, junta de asiento plano.
En la posición de reposo está
abierto el paso P-A bloqueando el escape R, (figura de arriba).
Al oprimirse la leva, el plato de abajo cierra en primer lugar el paso
P-A, y el segundo plato, por el resalte del eje, abre el conducto A-R. (Figura
de abajo).
Esta válvula, accionada por aire comprimido, posee dos émbolos de mando. A través del émbolo izquierdo (figura de arriba) el paso A-R está abierto y a través del derecho se permite la conexión P-B.
Para el accionamiento de los émbolos de membrana se impulsan, a través
de Z con aire comprimido (figura de abajo).
La desactivación se realiza, después de dejar de accionar
neumáticamente en Z, por medio de los muelles de recuperación. Las membranas,
por su presión interna, recuperan la posición inicial.
6.6.
Válvula distribuidora
5/2, accionamiento neumático. (Biestable)
En esta válvula de asiento de membrana todos los empalmes se cierran
por asiento. Esta válvula es invertida alternativamente por las entradas
(pilotajes) Z e Y. El émbolo de mando conserva, debido a la tensión de las
membranas, la posición de maniobra hasta que se de una señal contraria a la
anterior. La válvula tiene características de memoria.
En la imagen siguiente podemos ver otro tipo de válvula 5/2, el símbolo
es igual, no depende de su forma constructiva interna.
6.7.
Válvula distribuidora 5/2, de
corredera. (Biestable).
La característica de estas válvulas de corredera es el movimiento transversal del órgano de mando con respecto a la dirección del medio a mandar. Pueden invertirse por cualquier clase de accionamiento. La fuerza de accionamiento sólo tiene que salvar el rozamiento de los émbolos con el cuerpo. En válvulas de pilotaje neumático el pilotaje puede ser a menor presión que la presión de trabajo, pero sin embargo el recorrido es mayor que en las válvulas de asiento.
6.8. Válvula distribuidora 4/3, rotativa o
de giro:
Estas válvulas se fabrican generalmente para ser accionadas manualmente o por pedal. En la posición intermedia los conductos de trabajo están a escape. El émbolo de un cilindro de doble efecto se encontraría sin aire que lo mantuviese en alguna posición fija, pudiendo entonces ser desplazado por la acción de cualquier fuerza externa.
6.9.
Accionamiento de las válvulas.
Los diferentes modos de
accionamiento se indican según ISO 1219.
Izquierda:
ü
Con indicación de más detalles.
ü
Mecánico:
«
Por pulsador (plano).
«
Por pulsador (seta).
«
Palanca.
«
Pedal.
«
Leva.
«
Rodillo.
«
Rodillo escamoteable.
«
Muelle.
Centro:
ü
Neumático:
«
Positivo o presión,
«
Negativo o depresión.
«
Presión diferencial.
ü
Servo pilotaje positivo.
ü
Servo pilotaje negativo.
ü
Electroimán (un arrollamiento).
ü
Electroimán (dos arrollamientos en el mismo
sentido).
ü
Electroimán (dos arrollamientos en sentido
contrario).
ü
Por motor paso a paso.
Derecha:
ü
Combinación electro neumática.
ü
Aire comprimido.
ü
Posición intermedia.
ü
Por aire, en posición intermedia por resorte,
ü
Electroimán y accionamiento manual,
ü
Enclavamiento mecánico,
ü
Bloqueo,
ü
Ruptores de impulso.
7.
OTRAS
VÁLVULAS.
7.1
Válvula
anti-retorno
Las válvulas de boqueo bloquean al paso únicamente en una dirección
permitiendo la libre circulación en la dirección contraria. El cuerpo de
estanqueidad es comprimido por el resorte hacia su alojamiento, pero cuando actúa
la presión contra el efecto del resorte, llega a ser mayor que su fuerza
antagonista del resorte y permite el paso del fluido. Por el contrario, cuando
la presión actúa en el mismo sentido que la fuerza del muelle, bloque el paso
del fluido y no permite la circulación en dicho sentido.
7.2
Válvula
de estrangulamiento con anti-retorno.
Estas válvulas con anti-retorno y estrangulación regulable franquean
el aire comprimido solo en una dirección. La sección transversal de paso puede
variar de cero hasta el diámetro nominal de la válvula.
En dirección contraria la membrana se levanta de su asiento y el aire
comprimido tiene paso libre.
7.3
Válvula
de escape rápido.
Estas válvulas sirven para la rápida purga de cilindros y conductos
sobre todo en cilindros de gran volumen, la velocidad del embolo puede ser
aumentada de manera apreciable.
La junta del labio cierra el cilindro A cuando el aire fluye de
P hacia A abriéndose al lado de estanqueidad. Al pulgar el aire, desciende la
presión en P, el aire comprimido de A impulsa la junta hasta P, fluyendo todo
el aire directamente por P hacia la atmósfera.
7.4
Válvula
selectora
Esta válvula deja fluir el aire comprimido desde X (P1) o Y ( P2)
hasta A cerrando la bola la salida situada enfrente. Su aplicación es para el
mando a distancia de elementos neumáticos desde dos puntos diferentes (función
“disyunción”, o función “O”). Para tener salida en A, basta con tener una única
entrada, bien en X o en Y.
7.5
Válvula de
simultaneidad.
Tiene dos entradas de presión X (P1), Y (P2) una salida A. En A sólo habrá salida cuando ambas entradas reciban aire comprimido.
Una única señal bloquea el paso. En caso de diferencias cronológicas
de las señales de entrada, la que viene en último lugar llega a la salida A; en
caso de diferencias de presión la de menor presión es la que fluirá hacia A (función
“conjunción” o función “Y”).
Para tener salida en A, hay que tener las dos entradas, en X e Y.
7.6 Válvula
de limitación de presión.
Esta válvula está constituida por una junta de asiento cónica, un
resorte de compresión y un tornillo de ajuste.
8.
OTROS
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMÁTICAS
8.1
Filtro de aire
comprimido con purga.
Este filtro quita las impurezas que pueda contener el aire, sobre todo
agua condensada. El aire es conducido por una guía que le imprime un rápido
movimiento circular, con lo cual las partículas más pesadas y las gotas de agua
son proyectadas hacia fuera, a la pared de la cubeta del filtro, donde se
precipitan.
El condensado se recoge en la parte inferior y debe ser evacuado a
través del tornillo de purga, cuando se haya alcanzado la cota del nivel máximo.
Las partículas más finas son retenidas por el cartucho filtrante, por
el cual debe circular el aire comprimido en su fluir hacia la utilización. El
cartucho de filtro debe limpiarse o sustituirse periódicamente.
8.2
Lubricador de
aire comprimido
Con este elemento, el aire es dotado de una fina neblina de aceite. De
este modo las piezas móviles de los elementos neumáticos se proveen de
lubricante, disminuyéndose el rozamiento y el desgaste.
Funcionamiento: El aire atraviesa el lubricador, y una parte se conduce
a través de una tobera. La caída de presión hace que, a través de un tubo de
subida, se aspire aceite del depósito. En la tobera de aspiración el aire
circulante arrastra las gotas de aceite, pulverizándolas.
8.3
Purga
automática
En caso de que el depósito de filtro presenta grandes cantidades de condensación se equipa
el filtro de aire comprimido con un dispositivo de evacuación automática.
El condensado ascendente levanta la válvula del flotador, de este modo
llega aire comprimido de la cubeta de filtro al émbolo de accionamiento de la
válvula de vaciado y el condensado sale hasta que el flotador vuelve a cerrar.
La posición existente en el émbolo de accionamiento se reduce a través de un
pequeño taladro de purga de aire, la válvula de vaciado se cierra por medio de
un resorte.
El temporizador comprende una válvula distribuidora 3/2 (válvula de
impulso) una válvula de estrangulación unidireccional regulable y un pequeño
depósito de aire comprimido (volumen).
El aire de pilotaje entra en el depósito por Z a través de la válvula
de estrangulación regulable. Una vez que la presión dentro del depósito ha
alcanzado el valor pz1, el émbolo de la válvula cierra el paso de A hacia R. Al
obtener la presión el valor pz2, se desplaza el émbolo y se abre el paso de P
hacia A.
Aplicación: Cuando la señal de arranque Z debe ser activada solamente
después de un determinado tiempo.
8.5
Temporizador,
abierto en posición de reposo.
El temporizador comprende una válvula distribuidora 3/2 (válvula de
impulso) una válvula de estrangulación unidireccional regulable y un pequeño
depósito de aire comprimido (volumen).
El aire de pilotaje entra en el depósito por Z actúa sobre el émbolo
de accionamiento. El empujador de la válvula cierra el paso de P hacia A (pz1);
la presión que va en aumento actúa sobre el émbolo y provoca la apertura de A
hacia R (pz2). Para el retorno de la válvula a su posición inicial, es
necesario poner a escape la línea de pilotaje Z. El aire de pilotaje sale
rápidamente del depósito a través de la válvula anti-retorno. Se cierra el paso
de A hacia R (pz2) y a continuación se abre el paso de P hacia A (pz1).
La temporización puede obtenerse igualmente por medio de una válvula
de estrangulación constante y de un acumulador variable de aire comprimido.
9.
ESQUEMAS
NEUMÁTICOS BÁSICOS
Cilindro de simple efecto.
Cilindro de simple efecto
regulando el aire de entrada.
Cilindro de simple efecto
que puede ser accionado desde dos puntos diferentes.
Cilindro de simple efecto
accionado desde dos puntos simultáneamente.
Mando de un cilindro de
doble efecto regulando el aire de entrada (esquema B) y regulando el de salida
(esquema A)
Mando de un cilindro de
doble efecto regulando el aire de salida en el avance, y con escape rápido en
el retroceso.
Mando indirecto de un
cilindro de doble efecto a través de una válvula monoestable.
Mando indirecto de un
cilindro de doble efecto a través de una válvula biestable.
Mando semiautomático de un
cilindro de doble efecto.
Mando automático de un
cilindro de doble efecto.
Mando de un cilindro de
doble efecto, la salida desde dos puntos simultáneamente y el retorno desde un
punto.
10.
DIAGRAMA
ESPACIO FASE
Representa el movimiento de los cilindros y las señales que provocan
esos movimientos. El cilindro en "1" o en "+" está afuera.
Si en las abscisas se tiene en cuenta el tiempo que se invierte en un
movimiento el diagrama pasa a llamarse ESPACIO - TIEMPO.
Ejemplo, para la secuencia: A+B+ B-C+ C-A-, el espacio fase es el
siguiente:
El diagrama de mando representa el estado de conmutación de las
válvulas distribuidoras, es decir informa sobre los momentos en que llega señal
de pilotaje a cada lado de la misma, con el fin de evitar que cuando se quiere
pilotar una válvula por la derecha, ésta siga pilotada por la izquierda. Cuando
ocurra esto, la resolución de la secuencia ya no podrá realizarse por el método
intuitivo, tendremos que utilizar otros métodos alternativos para evitar estas
señales permanentes o interferencias. Ejemplo, para la secuencia: A+B+A-B- el
diagrama de mando es el siguiente:
11.
MÉTODO
CASCADA.
Primeramente tenemos que establecer la sucesión o secuencia de
movimientos que se realizan. Supongamos la siguiente secuencia:
A+
B+ B- A- C+ C-
Separar la secuencia en grupos, de tal forma que cualquier letra,
independientemente del signo que tenga, aparezca una sola vez en cada grupo y
se formarán el mínimo número de grupos posibles. Se formarán los grupos
comenzando por la izquierda de la secuencia.
Grupo 1
|
Grupo 2
|
Grupo 3
|
|||
A+
|
B+
|
B-
|
A-
|
C+
|
C-
|
Numero de tuberías que debemos colocar = numero de grupos
El número de memorias que deberemos colocar es:
Memorias = numero de grupos – 1 = 2 memorias
Resolución de
una secuencia sencilla.
Veamos seguidamente un ejemplo sencillo, la secuencia A+A-B+B-.
Comenzaremos por dividirla en grupos tal y como hemos visto
anteriormente.
G 1
|
G 2
|
G 3
|
|
A+
|
A-
|
B+
|
B-
|
Vemos que tenemos tres grupos, según lo explicado anteriormente
tendremos tres tuberías y dos memorias
El procedimiento para realizar la secuencia es el siguiente:
1. Empezar el esquema del
circuito dibujando los cilindros en la posición que les corresponde al comienzo
del ciclo con sus correspondientes válvulas (4/2 ó 5/2).
2. Debajo de las válvulas de gobierno de los cilindros,
dibujaremos los elementos que las activan o desactivan.
3. seguidamente dibujaremos las líneas o tuberías de presión.
4. debajo de las líneas de presión se dibujan las
memorias, en columna, una encima de otra separadas por un pequeño espacio. Tal
como podemos ver en la siguiente figura. Las válvulas pueden ser 4/2 ó 5/2, no
afecta al funcionamiento de la secuencia.
5.
El último final
de carrera de grupo será el que provoque el salto al grupo siguiente, tomando
aire de su grupo. Ejemplo para saltar del G1 al G2 será con el final de carrera
a1.
6.
Lo mismo
realizaremos para saltar del G2 al G3 y para saltar del último grupo al
primero.
Accionamiento de las válvulas que mandan a los
cilindros:
1.
El primer
movimiento de grupo se toma el pilotaje de la válvula directamente de la
tubería de grupo.
2.
Los siguientes
movimientos dentro de un grupo son provocados por el final de carrera que
corresponda y tomando aire de la tubería de grupo que le corresponda.
3.
El primer
movimiento de la secuencia llevara además en serie las condiciones de marcha
del ciclo.
El accionamiento de las
memorias de cambio de grupo, hemos dicho antes que lo realizaba el último final
de carrera de un grupo, también puede ser montado con válvulas de simultaneidad
tal y como hemos hecho en el esquema de esta secuencia que seguidamente lo
dibujamos.
