Hidráulica y Neumática

Mech-Tech College

Egberto Hernandez

Prof.Ehernandez@hotmail.com

Neumatica

Definicion:

Neumatica es la tecnica de la aplicación y utilización

racional del aire comprimido para producir energiaa

mecanica.

Aire Comprimido

Ventajas Desventajas

Abundante

Antideflagrante (no explota)

Temperatura, se comporta uniformemente

Limpieza, no contamina en escapes

Velocidad, aplicables a herramientas

Regulación, continua y escalonada

Preparacion, eliminacion de impuresas y humedad

Velocidad, debido a su compresibilidad no se obtienen velocidades uniformes

Ruidos

Esfuerzos , limitados

Costo

Composición Volumetrica del aire

78% Nitrogeno

20% Oxigeno

1.3% Argon

0.05 % Helio ,

Hidrogeno,CO2,

agua

Propiedades del Aire

Peso especifico

1.293 kg/m3

Volumen especifico

0.773 m3/kg

Presión

-Es la fuerza por unidad de area

P= F/AUnidades PSI , Lb/pulg cuadrada

Despejando para Fuerza-> F=PA

Despejando para Area-> A=F/P

Caudal, Flujo

Que es caudal ó flujo?

Cantidad de fluido que pasa por determinada

sección de conducto por unidad de tiempo

Caudal= volumen/ tiempo

Tipos de caudal

Cuales son los dos tipos de caudal?

Caudal masivo

Cantidad de masa de un fluido que pasa por un

conducto por unidad de tiempo

Caudal volumétrico

Volumen de fluido que pasa por una sección por

unidad de tiempo

Caudal

Que es Volumen?

Volumen(Vol) = área sección x longitud

Que es Velocidad?

V = Longitud/tiempo; distancia por unidad de tiempo (ej:

MPH = millas por horas)

Q= área sección x longitud/tiempo

Por lo tanto el caudal puede ser también expresado

de la siguiente manera;

Q=área sección x velocidad

Q=VA ó Velocidad x área sección

Ejercicios de practica

El cilindro de la figura 1 ejerce una fuerza de 80 libras. -Calcular la presion que esta sometida la superficie del piston con un diametro de 4”.

Formulas - Figuras

Ejercicios de practica

El cilindro de la figura 1 ejerce una fuerza de 80 libras. -Calcular la presion que esta sometida la superficie del piston con un diametro de 4”.Respuesta-> 6.37 psi

Unidades / Conversiones - Símbolos

in = pulgada pie = pie m = metro

mi = mila km = kilometro cm = centimetro

ha = hectare gal = galon l = litro

lb = libra seg = segundo hr = hora

ac = acre Hg = Mercury kg = kilogramos

mm = millimetros F = Fahrenheit C = Centigrado

hp = caballo de

vapor ingles

kw = kilowato cusec = 1 pie3/seg

gpm = galons por

minuto

cfs = cubic pies por

segundo

psi = libras por

pulgado cuadrado

Unidades / Conversiones - Longitud

1 pulgada =2.54 cm 1 pie =30.48 cm = 0.3048 m

1 mila=5280 pie =1609.3 m

=1.61km

1 kilometro =1000 m =0.62137 mi

1 metro = 39.37 in = 3.281 pie

Unidades / Conversiones - Área

1 pulgada2 = 6.452 cm2 1 pie2 = 144 in2

1 hectare =10000 m2 =

2.471 ac

1 meter2 =10.76

pie2

1 acre = 4047 m2 = 0.4047 ha = 43560 pie2

Unidades / Conversiones - Volumen

1 US galón = 231 pulgadas 3 = 0.1337 pie3 = 3.785 l

1 pie3 = 7.48 gal = 28.32 l = 0.0283 m3

1 acre-pie = 43560 pies3 = 1233.5 m3

1 metro3 = 1000 l = 264.2 gal = 35.31 pie3

1 litro = 1000 cm3

Unidades / Conversiones - Peso

1 kilogramo = 2.2 libras. = 35.25 onzas

1 libra = 0.453 kg. = 453.59 g.

1 onza = 28.35 g.

1 tonelada = 907.18 kg. = 2000 libras

1 tonelada métrico = 1000 kg. = 2204.6 libras.

Unidades / Conversiones - Caudal

1 gpm = 0.00223 cfs = 0.0631 L/seg = 0.227 m3/hr

1 cfs = 448.8 gpm = 28.32 L/seg = 101.9 m3/hr

1 m3/hr = 0.2778 L/seg= 0.00981 cfs = 4.403 gpm

1 L/seg = 15.85 gpm = 0.0353 cfs

1 cfs = 1 pie3/seg = 1 cusec

Unidades / Conversiones - Presión

1 psi = 2.31 pies de agua = 2.04 in Hg = 0.0703 kg/cm2

1 pie de agua = 0.433 psi = 0.883 in Hg= 0.0304 kg/cm2

1 kg/cm2 = 10 m agua = 28.97 in Hg= 736 mm Hg = 14.22 psi

= 32.8 pies de agua

1 m agua = 3.28 pie agua = 0.1 kg/cm2

(densidad de agua a 39.2 ºF, aproximadamente 4 ºC)

Unidades / Conversiones -

Temperatura

Degrees F = Degrees C x 1.8 + 32

Degrees C = Degrees F - 32/1.8

Formulas - Figuras

Enlaces

http://mimosa.pntic.mec.es/clobo/geoweb/area7.htm

Ejercicio de asignación

El cilindro de la figura 1 ejerce una fuerza de 50 libras. -Calcular la presion que esta sometida la superficie del piston con un diametro de 1 metro.

Asignacion

Ejercicio de asignación

El cilindro de la figura 1 ejerce una fuerza de 50 libras. -Calcular la presion que esta sometida la superficie del piston con un diametro de 1 metro.

Ejercicio de asignación

El cilindro de la figura 1 ejerce una fuerza de 50 libras. -Calcular la presion que esta sometida la superficie del piston con un diametro de 1 metro.Respuesta-> 0.041 psi

Ejercicio de practica

1) Determine la fuerza que se ejerce en un conducto de aire comprimido de 1/2” de diámetro si la presión es de 40 psi

2) Determine la fuerza que se ejerce en un conducto de aire comprimido de 1” de diámetro si la presión es de 40 psi

Ejercicio de practica

1) Determine la fuerza que se ejerce en un conducto de aire comprimido de 1/2” de diámetro si la presión es de 40 psi.Respuesta-> 7.85 libras

2) Determine la fuerza que se ejerce en un conducto de aire comprimido de 1” de diámetro si la presión es de 40 psi.Respuesta-> 31.42 libras

Ejercicios de practica

3) Determine el flujo de aire que viaja a una velocidad de 40 pies/minutos por un conducto circular de 1” de diámetro

4) Asignacion #2• Determine el flujo de aire que viaja a

una velocidad de 40 pies/minuto por un conducto cuadrado 1”x 1”

Ejercicios de practica

3) Determine el flujo de aire que viaja a una velocidad de 40 pies/minutos por un conducto circular de 1” de diámetro.

Respuesta-> 0.22 ft.cubicos/minutosRespuesta-> 376.9 in.cubicas/minutos

Asignación #2

Ejercicios de Asignación #2

Determine el flujo de aire que viaja a una velocidad de 40 pies/minuto por un conducto cuadrado 1”x 1”.Área = 1 pulgada.cuadradaVelocidad = 40 pies/minutosFlujo de aire (Q) = VA; (Velocidad x Area)Q = ?

Cambiando el área del conducto cuadrado de pulgada

cuadrada a pie cuadrado

Flujo de aire

Q= VA

Q= (40 pie/min) x (0.0069 pie.cuadrado)=

Q= 0.28 pie.cubico/min ó ft3/min

CompresorEquipo utilizado para comprimir el aire

con el propósito de conseguir la

presión de aire convenientes para el

accionamiento de elementos

neumáticos

Producción de Aire Comprimido

Proceso de Compresión Esta basado en la disminución de

volumen especifico del aire

ManejoEl aire comprimido es conducido a

través de conductos y normalmente es

almacenado en depósitos y

acumuladores

Producción de Aire Comprimido

EmboloConsiste en uno

o mas cilindros

cuyos émbolos se

desplaza mediante

un mecanismo

biela , manivela

Tipos de Compresor

Tipos de Compresores

Etapas de compresor

Hasta 12 bar = 1 etapa

Hasta 20 bar = 2 etapas

Hasta 200 bar = 3 o mas etapas

Proceso de transformación del aire

Motor

Cabezal, Pistones

Acumulador

Pressure gauge

Relief valve

Pressure switch

Drain valve, drenaje

Regulador de presión

Componentes del Compresor

Los depositos pueden

montarse vertical u

horizontalmente, tienen

que estar provistos de :

Manómetro, pressure gage

Valvula de seguridad, relief

valve

Drenaje, drain valve

Puerta de registro

Placa de características

Deposito de Compresor

Reducen el efecto de pulsación de los compresores

Atienden las necesidades extraordinarias de aire que surgen

momentáneamente.

Proporcionan al aire la oportunidad de reducir la turbulencia para

que el agua polvo y aceite puedan separarse

Enfrían el aire antes de que pasen por las tuberias condensando

gran parte de la humedad

Permiten que los motores del compresor trabajen

intermitentemente

Ventajas de los acumuladores

Deben eliminarse todas las impurezas Solidas, Polvo atmosférico, partículas del interior

Liquidas, agua y niebla de aceite

Gaseosas, Vapor de agua, vapor de aceite

Tratamiento del aire comprimido

Acondicionamiento del aireFiltros de aire comprimido

Purga de Aire comprimido

Manual

Automáticas

Tratamiento del aire comprimido

Distribución de aire

comprimido

Lubricación

Low point drain

Filtros

Sistema de Aire Comprimido

Video

FESTO Estructura de un Sistema de Control

Neumático

Funciones De Los Componentes Neumáticos

Filtro de Aire Comprimido

Identificar las partes

Esquema del Filtro

Drenaje Manual

Drenaje Semiautomatico

Drenaje Automatico

Simbologia de filtros

Lubricador de Aire

Lubricador c Paso Estrangulado

Unidad de Mantenimiento

Quick Connectors

Simbolos en lineas de Fluidos

Ejercicios de Practica

Ejercicios de practica

5) Determine el flujo de aire que viaja a través de un conducto rectangular de 12” x 18” a una velocidad de 25 pies/minutos

Ejercicios de practica

6) Determine el flujo de aire que viaja a una velocidad de 15 pies/minuto por un conducto cuadrado 1”x 1”

Ejercicios de practica

7) Determine La presión que ejerce una fuerza de 150 lbs. sobre un bloque de madera de 6” x 6”

Ejercicios de practica

8)Determine la presión que ejerce una fuerza de 150 lbs. sobre un bloque de madera de 12”x 12”

Ejercicios de practica

9) Una bomba esta tirando un caudal de 35 gpm hacia un dron de 55 galones.Determine el tiempo que tardara en llenarse el dron.

10) Un camión de gasolina se esta derramando a razón de 1 litro por minuto, si el viaje del camión dura 2.5 horas, Cuantos galones de gasolina habrá derramado el camión?