Este documento proporciona información sobre los principios físicos, componentes y diseño de sistemas neumáticos. Explica conceptos como presión, caudal y simbología neumática. También describe los elementos clave como compresores, redes de distribución, tratamiento del aire, actuadores, válvulas y detectores neumáticos. Finalmente, cubre temas como el cálculo de fuerzas, consumo de aire y diseño de circuitos neumáticos.

1. Automatización
Neumática

2. 8.1
Principios físicos
A – Presión:
• Relativa o manométrica, la
relacionada con la atmósfera
(≈1 bar).
• Absoluta, relativas al 0 absoluto.
B - Caudal
Es el volumen del fluido que atraviesa una sección
transversal de una conducción por unidad de tiempo.
Unidades:
Q = V/t = S.l/t = S.v
m3/h l/min l/s
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3. 8.2 Simbología neumática
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4. 4

5. 8.3 Producción de aire comprimido
Compresor: máquina que toma aire con unas
condiciones y lo impulsa a presión superior a la de
entrada.
Son accionados por un motor eléctrico o térmico.
Se diferencian por su caudal o relación de compresión.
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6. Tipos de compresores
A – De émbolo: los más
usados por su precio y
flexibilidad de
funcionamiento.
B – Rotativos: comprime al
girar un rotor.
– De paletas.
– De tornillo.
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7. 8.4 Red distribución y tratamiento del aire
A – Red distribución: conjunto de
tuberías que conduce el aire comprimido
a los elementos del circuito neumático.
Suelen ser de tubos de acero y las
uniones van soldadas, su problema es la
oxidación, por eso también se usan
racores (biconos o de anillo) y de distinto
material (acero o plástico).
B - Depósito y acumuladores: deben
mantener el nivel de presión en caso de
fallo de la instalación.
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8. C – Tratamiento del aire
El aire hay que acondicionarlo para un
correcto funcionamiento del circuito:
 Filtros: limpiar impurezas del aire.
Problemas más habituales:
 Desgaste rápido de juntas.
 Válvulas agarrotadas.
 Silenciadores obstruidos.
 Excesiva agua condensada en el filtro.
Si hay humedad elevada en el circuito:
 Corrosión en la instalación.
 Eliminación capa lubrificante.
 Perturbaciones en el funcionamiento válvulas.
 Ensuciamiento y daños en los productos en contacto
con el aire.
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9. 8.5 Elementos de trabajo: actuadores lineales
Convertimos la energía del aire en un
movimiento lineal, de avance o
retroceso.
Tipos de cilindros:
A – Simple efecto: Al aplicar el aire se
desplazan y, al cesar, retroceden.
Utilización:
– Sujección. - Levantamiento.
– Expulsión. - Alimentación.
9 – Apretado.

10. B – Cilindro doble efecto
Pueden producir movimiento en ambos sentidos,
por tanto, tienen fuerza útil en el avance y el
retroceso.
Se usan en los casos que el cilindro tiene que
realizar una función en su retorno a la posición
inicial.
El aire es introducido por la tapa posterior,
llenando la cámara del cilindro y el vástago
avanza. A la vez, el aire es expulsado por un
orificio de la tapa delantera. Para el retroceso el
proceso se invierte.
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11. C – Cálculo fuerza accionamiento
Fuerza teórica: Ft = S.p (kp)
Sección émbolo:
•En avance: S = π.R2 (cm2) R= radio embolo
• En retroceso: S´= π (R2- r2) (cm2) r= radio vástago
En la práctica, hay que tener en cuenta los rozamientos (Fr), se admiten 10%
de la fuerza calculada.
En los cilindros simple efecto , se admite que la fuerza disipada por el muelle
(Fm) es el 6% de la Ft calculada.
•Cilindro simple efecto: Fn = S . p – (Fr + Fm)
•Cilindro doble efecto:
– Avance: Fn = S . p – Fr
– Retroceso: Fn = S´ . p – Fr
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12. D – Consumo de aire
Es la cantidad de aire comprimido que necesita un cilindro para
funcionar correctamente.
Se calculan en condiciones normales (ISO R554):
Tª = 20 ºC P = 1013 mbar Hrel = 65%
Para su cálculo seguiremos los pasos:
a) El volumen del cilindro: Vcil 2E = (π/4)(2D2-d2).l (I=carrera)
b) El volumen de aire a c.n.: Vaire = pabs.Vcil/patm (Ley Boyle-M)
c) Suponiendo una patm = 1kp/cm2 el Vaire = (pman + 1)Vcil/1
12 d) La cantidad de aire Qaire = Vaire . f (f=nºciclos/min)

13. E – Esfuerzos sobre vástago cilindro
Los cilindros están sometidos a
esfuerzos de tracción y
compresión, como de pandeo.
El pandeo es negativo para el
funcionamiento del cilindro, ya que
impide que el vástago avance y
retroceda linealmente.
Se suele sobredimensionar para
que soporte dichos esfuerzos.
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14. 8.6 Elementos de mando: Válvulas
A – Representación:
Conexiones habituales
Posiciones y vías
Ej: Válvula 3/2 manual, NC
14 Conexiones internas

15. B – Constitución de las válvulas distr.
Se componen de:
• Cuerpo.
De asiento de bola
• Elemento móvil.
• Elementos accionamiento. De corredera
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16. C – Tipos de accionamiento vál. distr.
• Manual: el operador voluntariamente la
acciona. Se usa en la puesta en marcha y
para la seguridad del operario.
• Mecánico: se activan por un mecanismo
en movimiento. Se usan como captadores.
• Neumático: se usan como órganos de
regulación de los actuadores, por lo que se
pilotan.
• Eléctrico: se basan en un electroiman.
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17. D – Formas constructivas de vál. distr.
Posición reposo abierta accionada
Posición reposo
Gobernar cilindros simple efecto
Posición reposo Posición reposo accionada
accionada
Gobernar cilindros hidráulicos doble efecto Gobernar cilindros doble efecto
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18. Gobernar cilindros doble efecto
con posición intermedia reposo
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19. E – Válvulas de bloqueo
Se basan en cortar el paso de aire, se
construyen para que la presión actúe
sobre la pieza de bloqueo (refuerzo).
Válvula antirretorno
• Válvula antirretorno o de retención.
Válvula selectora
• Válvula selectora (O) de circuito.
•Válvula de simultaneidad (Y).
Válvula estranguladora
•Válvula de purga o escape rápido. Válvula simultaneidad
• Válvula estranguladora de retención.
19 • Válvulas reguladoras de presión.
Válvula limitadora p
Válvula secuencia

20. 8.7 Detectores neumáticos
Elementos que captan la posición o presencia
y/o cambios en una magnitud física,
generando una señal neumática.
Tipos:
a) De presión: presostatos y captadores de
umbral de presión (NO).
Presostato
b) De posición: por contacto, μválvulas
distribuidoras, de fuga, sin contacto,
proximidad, de paso o barrera aire.
c) Amplificadores de señal.
20 d) Contadores neumáticos. Captador de proximidad o reflex

21. 8.8 Diseño de circuitos neumáticos
• Proceso de diseño: realizar un
esquema del mecanismo con el
planteamiento del problema (circuito
provisional).
• Plano de situación.
• Diagrama de movimientos:
– espacio-fase.
– espacio-tiempo.
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22. B – Esquemas neumáticos
Normas:
1. Los actuadores se dibujan en horizontal.
2. Los fdc se dibujan debajo de los órganos de gobierno y en su lugar del circuito
una línea con nº indicador.
3. Generalmente el circuito se dibuja en la situación de partida (sin accionar).
4. Los elementos van numerados: actuadores 1.0, 2.0; órg gob 1.1, 2.1;
captadores 1.2, 1.4 (2ªcifra par salida, impar retroceso); el. Aux 0.1, 0.2;
regulación 1.02, 2.03.
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23. 8.9 Tipos de mando
A. Directo.
A
B. Indirecto.
C. Control velocidad:
• Aumento.
• Reducción. B
23 C: aumento

24. 8.10 EJEMPLOS
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25. 25

26. 26