Diapositiva para clase de neumatica

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NEUMATICA
C.F.P. CHIMBOTE

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 MECATRONICA IV
 Instructor: César Fernando Vía Saldarriaga

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Circuitos Neumáticos
e Hidráulicos
 ¿Qué es la neumática y la hidráulica?
 Componentes de los circuito
neumático e hidráulica
 Diseño de circuitos neumáticos e
hidráulica

4. Unidades fundamentales
• Las magnitudes que rigen esta técnica son la presión y el caudal:
• La presión es la fuerza ejercida perpendicularmente por un fluido por unidad de
superficie.
P= F / S.
• El caudal es la cantidad de fluido que atraviesa una sección por unidad de tiempo.
Q = V/ t.
SI ST Equivalencias
Fuerza Newton Kp
Superficie m2 m2
Presión N/m2 Kp/m2 1bar=1,02Kp/cm2=1At=105Pa
Volumen m3 m3
Caudal M3/s M3/s

5. ¿Qué es la neumática y la hidráulica?
• La neumática es la técnica que tiene como objetivo el estudio y aplicación del
aire comprimido para producir efectos mecánicos deseados.
• En la hidráulica se emplea en lugar de un gas un fluido para conseguir los
efectos mecánicos.
Neumática Hidráulica
Ventajas Inconvenientes Ventajas Inconvenientes
Se emplea aire que es barato Se emplea un fluido
especial
El aire es compresible El fluido utilizado es
incompresible
Se puede verter a la
atmósfera
Hay que recoger el fluido
Los procesos son rápidos Los procesos son lentos
Se puede almacenar Hay que usarla en el
momento
La fuerza desarrollada es
limitada
Se puede desarrollar gran
fuerza

6. • Compresor
• Deposito (Calderín)
• Filtro
• Elementos de medida (manómetro)
• Válvula de seguridad
• Unidad de mantenimiento (Filtros y lubrificador)
• Conductos
• Válvulas reguladoras y de control
• Elementos actuadores

7. • Son los encargados de comprimir el aire que se toma de la
atmósfera.
• Existen diferentes tipos de compresores en función de la
forma de comprimir el aire:
• De pistón (monofásico o bifásico)
• De tornillo

8. • Es donde se almacenará el aire antes de ser usado
• En muchas ocasiones antes de almacenar el aire pasa por elementos
refrigeradores para bajar la temperatura del aire que en el proceso de
compresión se ha calentado.

9. • La válvula de seguridad se encuentra en el calderín y es la encargada
de que no se supere la presión máxima para la cual esta tarado o
preparado el calderín.
• En el calderín también existe un manómetro que nos indica la presión
del mismo.

10. • Filtro: Tiene por objetivo eliminar las impurezas que pueda tener el aire
• Regulador de presión: Su función es mantener la presión del aire a la salida
sin que le afecten las variaciones en el calderín.
• Lubirficador. Se encarga de mezclar el aire con aceite antes de ser usado y
conseguir asi un mejor funcionamiento de la instalación
• En ocasiones estos tres componentes se agrupan en uno llamado unidad de
mantenimiento.

11. • Son los elementos encargados de distribuir el aire por los diferentes
circuitos.
• Son los órganos de control del circuito neumático.
• Se nombran en función del numero de posiciones que tienen y del los
conductos por los que puede pasar el aire.
• Su accionamiento puede ser manual, mecánico, eléctrico o por aire.

12. 1º· Número de Vías, es decir de orificios que presenta la válvula
1
3
2
En este ejemplo 3 VÍAS
2º· Número de Posiciones
En este caso 2 POSICIONES
3º· Accionamiento
En este caso por BOTÓN
4º· Retroceso
En este caso por MUELLE
5º· Nombre: Válvula 3/2 Botón/Muelle
6º· En ocasiones también se indica la posición normal, es decir
aquella en la que se encuentra la válvula cuando no la hemos
accionado.
En la de arriba, cuando está sin accionar, el aire no pasa, por lo que
se llama Normalmente Cerrada, N/C. En la de abajo pasa lo
contrario, por tanto es Normalmente Abierta, N/A.

14. • Con las válvulas también se pueden realizar funciones
lógicas.
• Función AND. Tiene que tener aire en las dos entradas para
que haya en la salida
• Función OR. Tiene que haber aire en una entrada o en la
otra para que haya a la salida.

15. • Existen válvulas para funciones especiales como:
• Válvulas direccionales
• Válvulas reguladoras de flujo o caudal
• Válvulas reguladoras unidireccionales
• Válvulas reguladoras de presión

16. • Los elementos actuadores en los circuitos neumáticos pueden ser:
• Cilindros:
• Simple efecto
• Doble efecto
• Motores
• Unidireccionales
• Bidireccionales

17. • Teniendo en cuenta que P=F/s la fuerza que podrá realizar un pistón de
simple efecto al salir será la sección del émbolo por la presión del circuito
menos la fuerza de oposición del muelle. En el retroceso lo que actúa es el
muelle.
• En el caso de los cilindros de doble efecto la fuerza se calculará igual F=P*s.
Pero habrá que tener en cuenta que la sección del émbolo no es la misma en
el lado del vástago que en el otro, por lo tanto la fuerza será diferente. En el
lado que no hay vástago al tener más sección sobre la que se efectúa el
empuje se podrá realizar mas fuerza.

18. • Accionamiento directo de un cilindro
de simple efecto.

19. • Accionamiento directo de un cilindro
de doble efecto.

20. • Accionamiento indirecto de un
cilindro de simple efecto.

21. • Accionamiento indirecto de un cilindro de doble efecto,
pulsamos A y sale y pulsamos B para recoger el cilindro.

22. • Accionamiento eléctrico de un
cilindro de simple efecto

23. • Accionamiento eléctrico de un cilindro de doble efecto.
Pulsamos A1 y sale y pulsamos B1 y se recoge.

24. • Accionamiento de un cilindro de
simple efecto con dos pulsadores
simultáneos

25. • Accionamiento de un cilindro de
simple efecto desde dos pulsadores
alternativos

26. • Para el diseño de circuitos neumáticos se emplea el diagrama fase-tiempo. En el se
representa la evolución de los cilindros y los actuadores en cada uno de sus tiempos.
• Ejemplo: pulsamos el botón de marcha y sale el cilindro y cuando llega fuera se
recoge: a0 y a1 son finales de carrera neumáticos que indican el estado de pistón.

27. • Accionamiento eléctrico

28. Diseño secuencia A+ B+
A- B-
• Para el diseño de este tipo de circuitos emplearemos el diagramas de fases
y estados, apoyado por ana tabla de verdad que nos indica la evolución de
los finales de carrera.
a0 a1 b0 b1
A+ 1 0 1 0
B+ 0 1 1 0
A- 0 1 0 1
B- 1 0 0 1

29. • Mando neumático

30. • Si deseamos un funcionamiento continuo del sistema tendremos que cambiar la válvula
3/2 de puesta en marcar por un marcha paro neumático.

31. • Mando eléctrico

32. • Si deseamos un funcionamiento continuo del sistema tendremos que cambiar el
pulsado de marcha por un contacto accionado por un marcha-paro de un relé.

33. Diseño secuencia A+ B+ B- A-
a0 a1 b0 b1
A+ 1 0 1 0
B+ 0 1 1 0
B- 0 1 0 1
A- 0 1 1 0
 Para el diseño de este tipo de circuitos emplearemos el diagramas de fases
y estados, apoyado por ana tabla de verdad que nos indica la evolución de
los finales de carrera.

34. Diseño secuencia A+ B+ B- A-
• En este caso nos encontramos que el diseño no es tan fácil, ya que se va dar el
caso de que cuando intentemos activar la válvula por un lado existirá presión
en el otro. Esto ocurre cuando intentamos hacer (B-) y vemos que tenemos el
aire de control de (B+). Eso se puede ver mirando la gráfica de fases y estados
y/o la tabla de adjunta. Cuando existen dos filas iguales significa que se va a dar
ese caso.
a0 a1 b0 b1
A+ 1 0 1 0
B+ 0 1 1 0
B- 0 1 0 1
A- 0 1 1 0

35. Diseño secuencia A+ B+ B- A-
• Mando neumático

36. Diseño secuencia A+ B+ B- A-
• En el caso del mando eléctrico lo que se hace es crear con
uno o varios reles diferentes circuitos de alimentación
para las diferentes electroválvulas.
a0 a1 b0 b1
A+ 1 0 1 0
B+ 0 1 1 0
B- 0 1 0 1
A- 0 1 1 0
k
0
0
1
1
Puesta a 1 de k: activar K
Puesta a 0 de k: desactivar K
a0
b1

37. • Mando eléctrico

38. Circuitos Hidráulicos
• En los circuitos hidráulicos en lugar de
emplear aire para conseguir un trabajo se
emplea un fluido especial (Aceite
hidráulico). Este fluido no es compresible
y al tiempo que lubrifica transmite la
potencia.
• El concepto del circuito hidráulico cambia
un poco con respecto al neumático, ya
que el elemento que mueve el fluido es
una bomba y no el compresor y además
cuando acaba todo el ciclo hay que
recoger el fluido en un depósito.
Bomba
Filtros
Distribuidores
Actuadores

39. Fuerza hidráulica
• Por el principio de Pascal: La presión en cualquier punto de
un líquido cerrado es igual en todos sus puntos.
Como la presión es la misma en todo el líquido
2
2
1
1
S
F
S
F

La fuerza solo depende de la superficie

40. • El caudal de las bombas es el que hacer que se muevan
los actuadores.
• Q=V/t ; Q=superficie x velocidad
• La potencia hidráulica será la fuerza que es capaz de
desarrollar por la velocidad a la que se mueve.
• P=F·v ; P=presión x caudal
• Resistencia hidráulica es aquella que oponen la tuberías y
los elementos hidráulicos al paso del aceite.
• R=0,062·μ·l/d4
Μ=Viscosidad
L=Longitud
d=diámetro tubería

41. Bomba bolas o rodillos Bomba lódulos dobles
Bomba engranajes Bomba lódulos tripbles

42. • El funcionamiento de las válvulas, los distribuidores y los
actuadores son como los de neumática, pero preparados
para soportar la presión ejercida por los fluidos
hidráulicos, y con acceso a los escapes que serán retorno
a tanque para recoger el aceite.

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