7_actuadores_neumaticos

8/13/2019 7_actuadores_neumaticos

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7.- ACTUADORES NEUMTICO

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ACTUADORES: GENERALIDADESEl trabajo realizado por un actuador neumtico puede ser lineal o rotativo

El movimiento lineal se obtienen por cilindros de mbolos (stoproporcionan movimientos rotativos con un ngulo de hasta 270 por

actuadores de tipo pin-cremallera)Para el movimiento de giro continuo se emplean motores neumticos d

continua.

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ACTUADORES: ACTUADORES LINEALES.Los cilindros son los componentes ms comunes en neumtica. Existen dfundamentales:

Cilindros de simple efecto con una entrada de aire para producir la cartrabajo en un sentido.

Cilindros de doble efecto con dos entradas de aire para producir carrertrabajo de salida y retroceso

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Consumo de aire algo ms bajo

que el cilindro de doble efecto deigual tamao.

Reduccin de impulso debida a lafuerza contraria del resorte

Longitud global ms larga y una

longitud de carrera limitadaJ.Garrigs


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ACTUADORES: ACTUADORES LINEALES.CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

El trabajo se desarrolla en las dos carreras de salida y retroceso

El impulso disponible en la carrera de retroceso es menor debido a que el rea e

del mbolo es ms pequea.Mayor longitud de carrera para un mismo tamao constructivo que el de simple

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ACTUADORES: CARACT. PRINCIPALES.Las caractersticas principales de un buen actuador neumtico

Que su rozamiento interno sea lo ms bajo posible.Que su montaje o instalacin sea lo ms simple y rpida.

Que su vida til sea lo ms larga posible.Que existan gran variedad de diseos para adaptarlos a divenecesidades.

Que pueda utilizarse con o sin lubricacin.Que pueda resistir la temperatura, y esfuerzos de compresi

traccin a las que ser sometido.Que tenga gran capacidad de amortiguacin.Que tenga posibilidad de detectar su posicin de carrera

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ACTUADORES: SELECCIN DE ACTUADORES LINEALESCuando se trata de seleccionar un actuador, se realizsiguientes operaciones bsicas de clculo:

Clculo de la fuerzaVerificacin del pandeo.Capacidad de amortiguacinConsumos de aire comprimidoFuerza radiales

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ACTUADORES: FUERZA DESARROLADA POR UN CILINDRO 1La fuerza desarrollada por un cilindro es funcin del dimetro del mbpresin del aire de alimentacin y de la resistencia producida por el rozamLa fuerza terica se calcula por la expresin:

Fteor = Fuerza terica del mbolo en N. A = rea en m2.. P = Presin relativa en Pa (N/m2)

Para determinar la fuerza real hay que tener en cuenta los rozamientos. En condnormales de servicio (presiones entre 4 y 8 bar) las fuerzas de rozamiento represena un 20 % de la fuerza calculada.

Si el cilindro es de simple efecto, a la fuerza terica calculada, hay que reducirle adresorte. La fuerza de un muelle depende de la elongacin del mismo y se calcexpresin

P A F teor *

X k F F *F = Fuerza del muelle en Nk = Constante del muelle en N/mm

X = Elongacin en mmJ.Garrigs


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ACTUADORES: FUERZA DESARROLADA POR UN CILINDRO 2Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, la fuerzareal del cilindro de simple efecto, quedara como sigue:

)(* F R n F F P A F

El rea efectiva de un cilindro depende de si se considera en

avance o en retroceso, puesto que en retroceso hemos deconsiderar el dimetro del mbolo.

4*

:

4*

2*;*:

2

222

D A

avance En

D D A R A cilindroun de rea

=

==

Para cilindros de doble efecto, hemos de considerar adems de las expresiones antconsideracin de una menor rea efectiva en el retroceso debido al dimetro del m

4

*

:22 d D

A

retroceso En

=

D = Dimetro del cilindro en md = Dimetro del mbolo en m

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ACTUADORES: ELECCIN DE UN CILINDRO POR TABLASValores vlidos para cilindros de doble efecto

COEFICIENTE DE CARGA

100*% terica Fuerza

necesaria FuerzaCo =

Co 85% y si requiere controlde velocidad preciso Co 70%

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ACTUADORES: VERIFICACIN DEL PANDEOPandeo es la deformacin que sobrevienea una barra esbelta cuando se le somete aun esfuerzo de compresin

En la prctica, en vez de calcular el pandeo, secomprueba si para las condiciones particularesdel cilindro y del montaje el pandeo producido esadmisible o no. Existen dos formas: la analtica yla grfica.

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ACTUADORES: VERIFICACIN DEL PANDEOEl diagrama de la figura siguiente est construido considerando el caso ms d(empotramiento trasero y carga libre). Con ello, cuando se utilice este diagramconocer la instalacin del cilindro) no corremos riesgo de equivocarnos en la elecc

Ejemplo:Cul es la longitud de carreramxima para un cilindro con lsiguientes datos?:

Dimetro del cilindro= 63 mmDimetro del vstago = 20 mmPresin = 6 barFuerza = 1700 N

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ACTUADORES: AMOTIGUACINLos cilindros neumticos pueden tener una velocidad muy elevada y se pueden desafuerzas de choque considerables al final de la carreraLos.

Los cilindros sin amortiguacin estn diseados para aplicaciones cargascon y baja velocidad.

La amortiguacin fija est destinada a cilindros de pequeo dimetro y patrabajar con cargas ligeras.

En los cilindros ms grandes, el efecto del impacto puede ser una amortigneumtica regulable

1. Casquillo de amortiguacin2. Junta de amortiguacin3. Orificio de restriccin regulable

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ACTUADORES: CAUDAL DE AIRE Y CONSUMO 1El consumo de aire de un cilindro es:

Q = Superficie del embolo * Longitud carrera * Pabs [Para una sola ca

Pabs L DQ **4

* 2 =

El consumo para un ciclo ser doble (carreras de ida y vuelta) ya que aprcticos resulta despreciable el volumen del vstago en la carrera de re

y, en todo caso, dicho volumen compensa el de la tubera del circualimentacin del cilindro

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ACTUADORES: CAUDAL DE AIRE Y CONSUMO 1El caudal mximo de un cilindro en litros/minuto viene dado por la expre

min] / [10*4

)013,1(****41,1 6

2

l P Nc L D

Q trabajo n

=

Qn= Caudal mximo en l/min

D = Dimetro del cilindro en mmL = Longitud de la carrera delcilindro en mmNc= Nmero de carrerasP = presin de trabajo en barNOTA: En esta expresin, parano dejar de lado las prdidas deenerga debidas a fenmenostrmicos, se ha tenido presentelo referente a los cambiosadiabticos, que vienen definidospor la frmula: P*VK=cte, donde Kes 1,41 en el caso del aire.

Consumo real de aire en cilindros de doble efecto (l/100 mm de

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ACTUADORES: CAUDAL DE AIRE Y CONSUMO 1Ejemplo de clculo

En un cilindro A de 63 mm de dimetro, 500 mm de carrera, trabaja a 6 bar. Cuconsumo real de aire a 15 ciclos por minuto?. Considrese que consume aire en lasA+ y A-

De forma analtica:min / 85,458

10*4

)013,16(*2*15*500*63*14,3*4,1

6

2

l Q ==

Consumo real de aire en cilindros de doble efecto (l/100 mm de carr

Segn la tabla, para 63 mmde dimetro y una presinde 6 bar, el consumo es de3,021 litros/ 100 mm, que

multiplicaremos por 5 (500mm de carrera) y por 30(15 ciclos completos):

Q=3,021*5*30=453,15l/min

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ACTUADORES: MONTAJE Y APLICACIONES DE UN CILINDRO

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Cilindros y Aplicaciones

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Cilindros y Aplicaciones CILINDRO MULTIPOSICIONAL DE 3 POSICIONES

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Cilindros y Aplicaciones CILINDROS DE TOPE

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Actuadores especiales

CILINDROS DE VSTAGOSPARALELOS

CILINDROS DE DOBLEVSTAGO

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Actuadores especiales CILINDRO SIN VSTAGO DE TRANSMISIN MAGNTICA

CILINDRO DE TRANSMISIN MECNICA POR FLEJE

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CILINDRO SIN VSTAGO Y APLICACIONES

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Actuadores especiales ACTUADORES DE GIRO PIN-CREMALLERA

Aplicacin mesa giratoria Pion-cremalleraJ.Garrigs


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Actuadores especiales ACTUADORES DE GIRO DOBLE CREMALLERA Y PIN

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Actuadores especiales PINZAS CON APERTURA ANGULAR

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Actuadores especiales PINZAS CON APERTURA PARALELA

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