Apuntes de Neumática básica1

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Pág.: 1 de 67 INTRODUCCION AL MANDO NEUMÁTICO. ELEMENTO DE TRABAJO: AIRE COMPRIMIDO. 1.1.- Introducción. Entendemos por neumática en general como la aplicación industrial del aire como fluido energético. 1.2.- Disposición de un esquema de montaje. 1.2.1.- Objeto. Los esquemas de montaje describen, mediante símbolos la diposición de las instalaciones neumáticas. Observando el esquema de montaje, el técnico puede comprender e interpretar el funcionamiento del conjunto de los distintos elementos de una instalación. 1.2.2.- Construcción. Para una mayor claridad del esquema de montaje, los elementos se dibujan de abajo hacía arriba en el plano, según sus funciones: fuente de presión (unidad de mantenimiento), emisores de señal, elementos de mando, elementos de trabajo. Elementos de trabajo Elementos de mando Emisores de señal Fuente de presión(Unidad de mantenimiento) Flujo energético de las señales

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INTRODUCCION AL MANDO NEUMÁTICO. ELEMENTO DE TRABAJ O: AIRE COMPRIMIDO. 1.1.- Introducción. Entendemos por neumática en general como la aplicación industrial del aire como fluido energético. 1.2.- Disposición de un esquema de montaje. 1.2.1.- Objeto.

Los esquemas de montaje describen, mediante símbolos la diposición de las instalaciones neumáticas. Observando el esquema de montaje, el técnico puede comprender e interpretar el funcionamiento del conjunto de los distintos elementos de una instalación.

1.2.2.- Construcción.

Para una mayor claridad del esquema de montaje, los elementos se dibujan de abajo hacía arriba en el plano, según sus funciones: fuente de presión (unidad de mantenimiento), emisores de señal, elementos de mando, elementos de trabajo.

Elementos de trabajo

Elementos de mando

Emisores de señal

Fuente de presión(Unidad de mantenimiento)

Flujo energético de las señales

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P

La alimentación es un factor importante y debe hacerse figurar también. Para

circuitos grandes puede simplificarse dibujando en cada conexión de presión el

siguiente símbolo.

La situación real de los elementos difiere con frecuencia de su posición en el

esquema de montaje. El cilindro 1.0 provoca el accionamiento del emisor de señal 1.3.

Por lo tanto en el montaje, ha de encontrarse cerca del cilindro. La posición real de los

emisores de señal, se indica en los esquemas mediante un trazo, con el número del

emisor de señal, en nuestro ejemplo, el final de carrera 1.3.

Esta forma esquemática de representar los elementos ofrece mejor visibilidad

que el trazado real de los tubos de la instalación.

1.2.3.- Denominación de los elementos.

Nombraremos los elementos de trabajo en función de la posición que ocupen en

el esquema de montaje. Así por ejemplo en un esquema que existieran tres elementos de

trabajo al primero se le nombraría 1.0, 2.0 al segundo y así sucesivamente.

Los elementos de mando y de señal se nombrarán sucesivamente comenzando

por los de mando 1.1, hasta llegar al último elemento de señal.

En los circuitos combinados (electroneumática y autómatas) se confeccionarán

dos esquemas independientes.

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1.2.4.- Representación de los aparatos.

Los diversos tipos de elementos se representarán mediante símbolos que están

marcados bajo la norma DIN 24300.

Todos los elementos se representan en el esquema en la posición inicial, sin

presión. Caso de no ser posible es necesario remarcarlo de manera muy clara y explicita.

1.3.- Características de la utilización de aire comprimido. (Comparación con la

energía eléctrica y la hidráulica)

a) Todas las aplicaciones neumáticas presentes en una industria pueden ser

alimentadas desde compresores. Esto sucede igualmente con la electricidad pero

no con la hidráulica. Cada máquina hidráulica necesita un suministro propio, una

bomba y un depósito.

b) El depósito del compresor es un acumulador de aire comprimido, por lo que la

capacidad del compresor no necesita ser igual al máximo consumo de aire, sino

que es suficiente que sea igual al promedio del consumo de aire comprimido

más una cierta capacidad de reserva. Existen también acumuladores de presión

de aceite para las máquinas hidráulicas, que obviamente sirven para una sola

máquina.

En electricidad, puede utilizarse un generador extra para poder abastecer un

caudal excesivamente grande.

c) El sistema de tuberías de una instalación neumática es simple, aunque no tan

simple como en una eléctrica. Comparado con las tuberías hidráulicas, las

neumáticas son mucho más sencillas. No existen tuberías de retorno para el aire

de escape, ya que este se va directamente a la atmósfera.

En los sistemas hidráulicos el aceite debe volver al depósito a través de tuberías

de retorno.

d) El transporte de aire comprimido a través de las tuberías es seguro y presenta

menos riesgos que la conducción de energía eléctrica. En recintos donde existe

riesgo de explosión o incendio se prefiere el aire comprimido a la electricidad,

pues con aquel no existe la posibilidad de que se produzcan chispas. Incluso en

el caso de deterioro de la tubería, el aire comprimido es más seguro que la

corriente eléctrica (cortocircuitos).

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e) Las fugas en las tuberías neumáticas causan un gasto importante de aire, pero la

máquina sigue trabajando y aunque debe resolverse, no tiene por qué pararse el

proceso productivo. En hidráulica, la mayoría de las fugas en las tuberías causan

una pérdida importante de presión de forma que la producción debe pararse.

Aparte de ello, se producirá un charco de aceite

TRATAMIENTO DEL AIRE: UNIDAD DE MANTENIMIENTO

2.1.- Unidad de mantenimiento.

2.1.1.- Función.

Una unidad de mantenimiento debe preparar el aire antes de su utilización en un dispositivo neumático. El aire debe ser depurado y de él debe de extraerse el agua. La presión del aire puede ajustarse a un valor determinado y constante, por medio de la válvula reguladora de presión. Finalmente, el aire debe enriquecerse con una fina niebla de aceite, para lubricar las guías de los elementos de mando y de trabajo. El lubricador cumple este cometido Por lo general la lubricación de aire a presión ya no es necesaria en las instalaciones modernas. Solo debería aplicarse puntualmente, sobre todo en la sección de potencia de una instalación. El aire comprimido en la sección de mando no debería lubricarse.

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2.1.2- Funcionamiento. Los tres elementos, se conectan uno a continuación del otro. Algunos constructores disponen la válvula reguladora de presión encima del filtro, formando con él una sola unidad. El aire es depurado en el filtro y atraviesa la válvula reguladora de presión donde la presión es reducida a un valor constante.

El valor ajustado puede leerse en un manómetro. Para permitir un funcionamiento uniforme, la presión ajustada debe ser ligeramente inferior a la presión mínima de la red. El lubricador colocado a continuación, proporciona al aire en circulación una fina niebla de aceite. No obstante, no debe exagerarse la lubricación, ya que podrían obstruirse los conductos más pequeños de los elementos. Debemos recordar, además, que algunos elementos y algunas industrias (por ejemplo la de productos alimenticios) exigen que el aire esté exento de aceite.

2.1.3.- Aplicación.

La unidad de mantenimiento se encuentra a la entrada de toda instalación neumática.

A continuación de toda unidad de mantenimiento, hay que prever una válvula distribuidora para conectar y desconectar rápidamente la tubería de alimentación.

2.2.- Filtro de aire con separador de agua.

El condensado, las impurezas y demasiada cantidad de aceite pueden ser motivo de desgaste de piezas móviles y de juntas de elementos neumáticos. Dichas sustancias pueden contaminar el medio ambiente a través de fugas en el sistema. Si no se utilizan filtros, es posible que los productos que se produzcan en la fábrica queden inutilizados por efecto de la suciedad (por ejemplo, en el caso de alimentos o productos farmacéuticos o químicos). El abastecimiento de aire a presión de buena calidad en un sistema neumático depende en gran medida del filtro que se elija. El parámetro característico de los filtros es la amplitud de los poros. Dicho parámetro determina el tamaño mínimo de las partículas que pueden ser retenidas en el filtro. El agua condensada deberá ser purgada antes de que su volumen llegue al nivel máximo, ya que de lo contrario volvería a mezclarse con el aire. Si el condensado es cuantioso, es recomendable instalar un sistema de purga automático en vez de recurrir a un grifo manual. No obstante, en este caso debería buscarse también la causa de este elevado nivel de condensado, por ejemplo un guiado inapropiado de las conducciones podría ser una.

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Funcionamiento del filtro: el aire a presión que entra en el filtro choca con un disco en espiral, por lo que se produce un movimiento rotativo. La fuerza centrífuga tiene como consecuencia la separación de partículas de agua y de sustancias sólidas, que se depositan en la pared interior del filtro, desde donde son evacuadas hacia un depósito. El aire acondicionado de esta manera atraviesa el filtro, en el que son separadas las partículas de suciedad restantes que tengan dimensiones superiores a los tamaños de los poros. Los filtros normales tienen poros con dimensiones que oscilan entre 5 µm y 40 µm. Los filtros tienen que ser sustituidos después de cierto tiempo, ya que las partículas de suciedad pueden obturarlos. Si bien es cierto que el efecto de filtración se mantiene incluso si el filtro está sucio, cabe tener en cuenta que un filtro sucio significa una resistencia mayor al flujo del aire. En consecuencia se produce una mayor caída de presión en el filtro.

2.3.- Válvula reguladora de presión o manorreductor.

El nivel de la presión del aire comprimido generado por el compresor no es constante. Las oscilaciones de la presión en las tuberías pueden incidir negativamente en las características de conmutación de las válvulas, en la velocidad de los cilindros y en la regulación del tiempo de válvulas de estrangulación y de retardo.

VRP con escape VRP sin escape

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En consecuencia, es importante que la presión del aire sea constante para que el equipo neumático no ocasione problemas. Para obtener un nivel constante de la presión del aire se instalan reguladores de presión en la red de aire a presión con el fin de procurar la uniformidad de la presión en el sistema de alimentación de aire comprimido (presión secundaria), independientemente de las oscilaciones que surjan en el circuito principal (presión primaria). El reductor o regulador de presión es instalado detrás del filtro de aire, con el fin de mantener un nivel constante de la presión de servicio. El nivel de la presión siempre debería regirse por las exigencias que plantee la parte correspondiente del sistema. En la práctica una presión de servicio de

• 600 kPa (6 bar) en la sección de operación • 300 o 400 kPa (3 o 4 bar) en la sección de mando

han demostrado ser la mejor solución para satisfacer los criterios de generación de aire a presión y los del rendimiento de los elementos neumáticos. Si la presión de trabajo es más elevada, no se aprovecharía debidamente la energía y además el desgaste sería mayor; si la presión es menor, disminuiría el rendimiento, especialmente en la sección operativa del sistema. Funcionamiento del regulador de presión: la presión de entrada (presión primaria) siempre tiene que ser mayor que la presión de salida (presión secundaria) en la válvula reguladora de presión. La presión es regulada mediante una membrana. La presión de salida actúa sobre uno de los lados de la membrana, mientras que por el otro lado actúa un muelle. La fuerza del muelle puede ajustarse mediante un tornillo. Si la presión aumenta en el circuito secundario, por ejemplo al producirse un cambio de cargas en un cilindro, la membrana es presionada contra el muelle, con lo que disminuye o se cierra el diámetro del escape en el asiento de la válvula. El asiento de la válvula abre y el aire a presión puede salir a través de los taladros de evacuación. Si disminuye la presión en el circuito secundario, el muelle se encarga de abrir la válvula. En consecuencia, la regulación de la presión de aire en función de una presión de trabajo ajustada con antelación significa que el asiento de la válvula abre y cierra constantemente por efecto del volumen de aire que pasa a través de ella. La presión de trabajo es indicada en un instrumento de medición.

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2.4.- Lubricador En términos generales, no debería lubricarse el aire a presión. No obstante, si las partes móviles de válvulas y cilindros requiriesen de lubricación, deberá enriquecerse el aire a presión constantemente con una cantidad suficiente de aceite. La lubricación del aire a presión debería siempre limitarse tan solo a los segmentos del sistema que necesiten lubricación. El aceite que pasa del compresor al aire a presión no es apropiado para la lubricación de elementos neumáticos. Los cilindros provistos de juntas resistentes al calor no deberían recibir aire a presión lubricado, ya que el aceite contenido en el aire podría producir un lavado de la grasa especial que llevan los cilindros. Si se opta por usar aire a presión no lubricado en sistemas que antes sí lo usaban, será necesario renovar la lubricación original de fábrica de las válvulas y de los cilindros, ya que es posible que dicha lubricación original entretanto haya desaparecido. El aire a presión debería contener aceite de lubricación en los siguientes casos:

• Necesidad de operar con movimientos extremadamente veloces • Uso de cilindros de grandes diámetros (En este caso, es recomendable instalar

la unidad de lubricación inmediatamente antes del cilindro) Si la lubricación es demasiado copiosa, pueden surgir los siguientes problemas:

o Funcionamiento deficiente de elementos o Mayor contaminación del medio ambiente o Agarrotamiento de elementos después de períodos de inactivación

prolongados Funcionamiento del lubricador: El aire a presión pasa a través de la unidad de lubricación. Al atravesar una zona de estrangulación en dicha unidad, se produce un vacío. Este vacío provoca la succión del aceite a través de una tubería conectada a un depósito. El aceite pasa a una cámara de goteo donde es pulverizado y mezclado con el aire.

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La lubricación del aire a presión debería siempre limitarse tan solo a las partes del sistema que deben ser abastecidas sin falta. Para el abastecimiento de aceite lo mejor es instalar la unidad de lubricación del aire a presión directamente delante de los elementos desgastados. Para la sección de mando de una instalación neumática deberán escogerse elementos autolubricantes. Por consiguiente, la regla básica es: Acondicionar el aire a presión sin aceite. 2.5.- Manómetro 2.5.1.- Función.

Los manómetros se utilizan para medir la presión de las instalaciones neumáticas. 2.5.2.- Construcción.

El manómetro consta esencialmente de los siguientes componentes: 1.- Cuerpo. 2.- Muelle tubular. 3.- Palanca. 4.- Aguja. 5.- Escala.

2.5.3.- Funcionamiento. Por efecto de la presión, el muelle tubular es sometido a un esfuerzo que tiende a

enderezarlo. Esta deformación, que varía en función de la presión, abre ligeramente el muelle tubular . El proceso, es similar al que se obtiene al soplar un popular juguete conocido con el simpático nombre de "espantasuegras".

El recorrido producido por la deformación elástica del muelle, es transmitido a través de una palanca, al segmento de cremallera y al piñón. Dado que el piñón y la aguja están unidos rígidamente, ésta se desvía pudiendo leerse así la presión en la escala.

El orificio de estrangulación sirve para amortiguar los impulsos de presión. 2.5.4.- Aplicación.

Se utiliza en todas las instalaciones y conductos en los que haya que determinar y controlar la presión.

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CILINDROS

3.1.- Cilindro de simple efecto. 3.1.1.- Función.

El cilindro de simple efecto, debe producir una fuerza y un movimiento en sentido rectilíneo. 3.1.2.- Construcción.

El cilindro de simple efecto consta de los siguientes elementos para su funcionamiento:

1.- Camisa del cilindro 2.- Culata anterior y posterior. 3.- Embolo con vástago. 4.- Juntas de estanqueidad. 5.- Muelle de recuperación. 6.- Cojinete.

Debido a la elasticidad necesaria del muelle incorporado, la carrera de los cilindros de simple efecto está limitada a 100-200 mm según el diámetro del émbolo. 3.1.3.- Funcionamiento.

El aire entra en el cilindro por el conducto del lado del émbolo (alimentación por un solo lado). La presión que se va formando produce una fuerza F sobre la superficie del émbolo, originando así el movimiento de avance del émbolo junto con el vástago. Una vez que el vástago ha salido

totalmente, la presión sigue aumentando hasta alcanzar la presión de trabajo disponible en la alimentación.

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Después de que se ha liberado la presión en el cilindro, el muelle incorporado hace que el émbolo vuelva a su posición de partida (retroceso). La fuerza del muelle ha sido calculada exclusivamente para hacer retroceder el émbolo a su posición de partida. Por ello, no se pueden hacer retroceder piezas pesadas. Los cilindros de simple efecto, son alimentados con aire comprimido por un solo lado, por lo que únicamente pueden trabajar en una dirección. Debido al muelle incorporado, la carrera debe ser relativamente corta, ya que al aumentar ésta, disminuye la fuerza efectiva del émbolo. El orificio de escape no debe cerrarse, para que no se formen sobre presiones en la cámara del vástago, durante la salida. 3.1.4.- Aplicación. Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar piezas con poco esfuerzo y para empujar. 3.2. – Cilindro de doble efecto. 3.2.1.- Función. Según la presión que actué sobre la superficie del émbolo, el cilindro de doble efecto debe producir una fuerza y un movimiento rectilíneos. 3.2.2.- Construcción. El cilindro de doble efecto consta básicamente de los siguientes componentes: 1.- Camisa del cilindro 2.- Culata anterior con cojinete. 3.- Culata posterior. 4.- Vástago y émbolo. 5.- Juntas de estanqueidad.

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3.2.3.- Funcionamiento. 3.2.3.- Funcionamiento.

El aire comprimido entra en el cuerpo del cilindro por la conexión A, en el lado del émbolo. La presión sobre la superficie del émbolo empuja a éste junto con el vástago (avance). El aire desplazado en la cámara del lado del vástago escapa por la conexión B. Después de la inversión, el aire entra por la conexión B y actúa sobre la superficie del émbolo, disminuida por la superficie del vástago, siendo empujados émbolo y vástago hacía la posición de partida (retroceso). El aire de escape es expulsado ahora por el émbolo a través de la conexión A. Así pues, el avance y el retroceso pueden utilizarse como carreras de trabajo. Sin embargo, en comparación con los cilindros de simple efecto, el consumo de aire es casi el doble. Como las superficies útiles son de distinto tamaño, las fuerzas son distintas en el avance y en el retroceso, a pesar de mantener una misma presión de red. 3.2.4.- Aplicación.

Cuando se necesitan fuerzas en el avance y en el retroceso. Cuando se precisan carreras mayores de las que se pueden obtener con cilindros de simple efecto. Por ejemplo: elevar, sujetar empujar, introducir, expulsar herramientas y piezas en cualquier posición.

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3.3.- Actuadores especiales. 3.3.1.- Cilindro con unidad de bloqueo. Un cilindro puede estar provisto de una cabeza de bloqueo al final de la culata delantera estándar. Se podrá sujetar así el vástago del cilindro en cualquier posición. La acción de bloqueo es mecánica. Eso asegura que el vástago del émbolo esté sujeto correctamente, aún cuando esté bajo carga completa. 3.3.2.- Cilindro de vástagos paralelos. Esta unidad, está formada por dos cilindros de igual dimensión, por lo que su fuerza total es la suma de los dos. 3.3.3.- Cilindro con vástago antigiro. El vástago de un cilindro estándar puede girar fácilmente si no existen guías que lo eviten. Esto nos puede condicionar en algunas ocasiones, en el montaje directo de determinadas herramientas. Este tipo de aplicaciones, en las que la herramienta no ejerce un elevado par de giro, pueden ser solucionados utilizando un cilindro con vástago antigiro.

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La rotación se evita mediante dos caras planas en el vástago y en el casquillo guía, o bien utilizando un vástago de sección hexagonal. La figura muestra también cómo un par crea las fuerzas de reacción en el vástago y en su casquillo guía, y como si éste es elevado, puede dañar ambos, especialmente en carreras largas. 3.3.4.- Cilindro plano. Un cilindro normal tiene un perfil exterior más o menos circular, como es obvio, para cilindros de vástago circular. Si realizamos un émbolo con la misma área efectiva, esto es, con la misma, fuerza teórica pero con forma ovalada, obtendremos un actuador con cubierta exterior rectangular, más plana y que además lleva ya incorporada la condición antigiro.

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3.3.5.- Cilindro de doble vástago. Se utiliza este tipo de cilindro para accionar una mesa de carrera larga. La guía y la rigidez extra se obtienen al ser fijos los extremos del vástago del émbolo, mientras que el cuerpo se mueve con la mesa. 3.3.6.- Cilindro tándem. Un cilindro tándem está formado por dos cilindros de doble efecto unidos por un vástago común, para formar una sola unidad. Presurizando simultáneamente las cámaras de ambos cilindros, la fuerza de salida es casi el doble que la de un cilindro estándar del mismo diámetro. Ofrece una fuerza más elevada para un diámetro de cilindro determinado, que puede ser utilizado cuando el espacio para instalación sea reducido.

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3.3.7.- Cilindro multiposicional. Las dos posiciones finales de un cilindro estándar proporcionan dos posiciones fijas. Si se necesitan más de dos posiciones, se puede utilizar una combinación de cilindros de doble efecto. Existen dos principios: Para tres posiciones, es idóneo el sistema de la anterior figura, que permite fijar el cuerpo del cilindro. Es muy adecuado para movimientos verticales, por ejemplo para dispositivos de manipulación. El segundo tipo consta de dos cilindros independientes unidos por sus culatas posteriores, lo que permite obtener cuatro posiciones distintas, pero el cuerpo del cilindro no se puede fijar. Combinando tres cilindros se, obtienen ocho posiciones. Con cuatro, dieciséis posiciones. Siempre que estos cilindros tengas sus carreras diferentes.

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3.3.8.- Unidades deslizantes. La unidad deslizante es un actuador lineal de precisión, de dimensiones compactas, que se puede utilizar en robots para fabricación y ensamblaje. La alta precisión de mecanizado de las superficies de montaje y de los vástagos guía paralelos, aseguran un movimiento lineal perfectamente recto cuando están integrados como partes constructivas de máquina de transferencia y de posicionamiento. En una posición, el cuerpo se puede fijar y son los vástagos los que se pueden mover. Dándole la vuelta, los extremos de los vástagos se apoyan sobre la superficie de montaje y el cuerpo se puede mover. En ambos casos, la válvula puede estar conectada a la parte que permanece fija. 3.3.9.- Mesa lineal de traslación. Las aplicaciones modernas en manipulación o sistemas robotizados exigen cada vez con más frecuencia que los componentes neumáticos sean muy compactos, de gran precisión, suaves, uniformes y con peso y tamaño reducido. La siguiente figura, nos presenta una mesa adecuada para la traslación de masas, bien centradas o descentradas con respecto a su eje simétrico. A pesar de su tamaño reducido, presenta una construcción de doble cilindro lo que supone, por consiguiente, doble esfuerzo lineal. El guiado del carro, se realiza mediante una guía de rodillos cruzados con lo cual el desplazamiento es preciso y silencioso. También es destacable, la detección magnética

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de fin de carrera y la regulación mecánica con tope de amortiguación elástica de la misma. La siguiente figura muestra otra ejecución de mesa lineal de traslación para aplicaciones similares a las mencionadas pero con carrera de mayor longitud y con posibilidad de amortiguar los finales de carrera con amortiguadores hidráulicos incorporados.

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3.3.10.- Cilindro de tope En las líneas de producción continua, es necesario en un elevado número de aplicaciones, detener la marcha de productos para dar lugar y tiempo a que se realicen determinadas operaciones. Muy a menudo, se recurre a pequeños dispositivos que son gobernados por actuadores neumáticos. Esto requiere, además del lugar adecuado para su ubicación, el proyecto de los mismos y su construcción. El cilindro de tope de la siguiente figura, es un equipo diseñado para evitar los inconvenientes mencionados. Se trata de un actuador con vástago y sistema de guiado muy reforzado capaz de resistir severas cargas flectoras. En su extremo, puede ser incorporado, como en el caso de la figura 7.39, un elemento de amortiguación hidráulica o elástica, para absorber el golpe originado por el contacto de la pieza frenada.

3.3.11.- Cilindro compacto

La figura 7.40 permite apreciar una interesante ejecución, un actuador compacto de carrera corta con amortiguación elástica fija y con la posibilidad de detectar a lo largo de su carrera mediante detectores magnéticos de posición. Las dimensiones externas del cilindro, en comparación con otras ejecuciones estándar, son entre 2,5 y 4 veces inferiores en longitud. En este tipo de actuadores, uno de los problemas más difíciles de resolver, debido a su pequeña carrera, es la detección de posición para generar señales. Con la aplicación de los sensores magnéticos de posición, se ha dado un gran paso en este sentido.

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3.3.12.- Unidades hidroneumáticas. Uno de los problemas o inconvenientes con los que tropieza la neumática es su incapacidad para realizar movimientos lentos. Esta incapacidad surge de la característica que tiene el aire de ser compresible (es decir, de ser un medio elástico). La solución la proporciona una legítima asociación con la hidráulica, técnica que como medio de transmisión de presión utiliza el aceite. Existen en ese sentido dos caminos: uno el que proporciona un cambio del medio de presión y otro el de vinculación mecánica. La siguiente figura nos muestra el primero de ellos. Se aprecia un recipiente al que llega presión neumática, el émbolo flotante que la recibe tiene como única función cambiarla a presión hidráulica, presión ésta que es transmitida a un actuador a través de un conducto que presenta un dispositivo que permite controlar el caudal. Debido a que el aceite es prácticamente incompresible, la velocidad del actuador puede regularse, incluso, a velocidades muy lentas (25 mm /min.). Existen equipos que reúnen el recipiente y la válvula en un solo cuerpo, de manera que si quisiéramos regular velocidades en uno y otro sentido, deberíamos instalar dos.

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La siguiente figura sugiere una variante muy interesante: con el mismo principio permite lograr un aumento de presión en el aceite. Efectivamente, la posibilidad la brinda el hecho de transmitir, por un medio mecánico, la fuerza a un émbolo de menor diámetro. El resto, funciona igual que en el caso anterior. Una variación sobre esta aplicación, consistiría en utilizar una unión en tándem del cilindro neumático y el hidráulico. En este caso deberá verificarse la resistencia a la presión de trabajo así como también la compatibilidad de los componentes con el aceite a emplear. Debido a su compleja construcción, no se aconseja su utilización. 3.3.13.- Cilindros sin vástago. En ciertas aplicaciones representa un inconveniente el hecho de que un cilindro casi duplique su longitud durante la carrera. En otras palabras, está ubicado cerca de la carrera de trabajo, ocupando espacio adicional fuera del área de trabajo propiamente dicha. Un impulsor cuyo largo total sea invariable que puede ser colocado sobre el área de trabajo con una pieza de accionamiento comprendida dentro de su longitud total es una solución preferible para puertas corredizas a, para corte b, para alimentación c, para manipulación d, y, en general para todo tipo de manipulación o selección de producto en el proceso.

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Existen varias clases de cilindros sin vástago, pero fijaremos nuestra atención en dos modelos cuya ejecución es diferente y pueden damos una idea clara de estos componentes:

• Cilindro sin vástago de transmisión magnética. • Cilindro sin vástago de transmisión mecánica.

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3.3.14.- Actuadores de giro.

a) Actuador de giro mediante piñón-cremallera. El eje de salida tiene tallado un piñón que engrana con una cremallera que está unida a un émbolo doble. Los ángulos de rotación varían entre 90º y 180º.

b) Actuador de giro por paletas. La presión del aire actúa sobre una paleta que está unida al eje de salida. La paleta hace un cierre hermético mediante una junta de goma o por un revestimiento elastomérico.

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REGULADORES DE CAUDAL

4.1.- Reguladores de caudal unidireccionales 4.1.1..- Función. La válvula de estrangulación con antirretorno limita el caudal en un solo sentido. En sentido contrario, el aire debe poder circular libremente. 4.1.2.- Construcción. La válvula de estrangulación con antirretorno consta básicamente de los siguientes componentes: 1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Tornillo regulador. 3.- Contratuerca. 4.- Junta tórica. 5.- Cono del tornillo regulador. 6.- Muelle. 7.- Válvula de retención.

1

2 3

4

5

6 7

P1 P2

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4.1.3.- Funcionamiento. Girando el tornillo regulador, se aumenta o se reduce la sección anular de paso en el asiento cónico, limitándose el caudal en el sentido P1 → P2. Si el aire fluye en sentido contrario, la válvula de retención (7) se separa del asiento y deja pasar el aire oponiendo una débil resistencia (función antirretorno). 4.1.4.- Aplicación. Las válvulas de estrangulación con antirretorno se utilizan cuando es necesario regular un caudal determinado en un solo sentido, debiendo mantener libre el paso en sentido contrario.

Hay que tener en cuenta que al circular el aire por el punto de estrangulación, se produce siempre una pérdida de presión. Además en las instalaciones neumáticas tenemos los siguientes reguladores de caudal: Válvulas reguladoras de caudal, de estrangulación constante: Válvula de estrangulación En esta válvula, la longitud del tramo de estrangulación es de tamaño superior al diámetro. Válvula de restricción de turbulencia En esta válvula la longitud del tramo de estrangulación es de tamaño inferior al diámetro. Válvulas reguladoras de caudal, de estrangulación variable:

Válvula de estrangulación regulable

Válvula de estrangulación de accionamiento mecánico, actuando contra la fuerza de un muelle. Resulta más conveniente incorporar las válvulas de estrangulación al cilindro.

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VALVULAS DE CONTROL DIRECCIONAL • Estas válvulas gobiernan los conductos del aire comprimido hacía los

elementos neumáticos. • Los símbolos con los que vamos a representar las válvulas muestran

solamente la función de la válvula, pero no los distintos tipos de construcción.

• Cada posición de conmutación se representa por un cuadrado. 2 posiciones de 3 posiciones de conmutación conmutación

• Las posiciones de conmutación se señalan por letras. La posición que adoptan las piezas móviles de la válvula, no estando esta accionada, se indica como posición de reposo ( número 0 ). El orden de conmutación se señala de izquierda a derechas ( letras a, b, c, ... ).

• Dentro de los cuadrados, las direcciones de flujo se representan mediante flechas.

• Las conexiones bloqueadas, se señalan mediante líneas transversales dentro de los cuadrados.

• Las conexiones se señalan con letras mayúsculas: - Conductos de trabajo y de alimentación hacía cilindros (A, B ,C,...) - Alimentación de aire comprimido (P) - Líneas de pilotaje (Z, Y ,X) - La conexión de escape se representa por un triángulo(R, S, T) No tiene rosca Si tiene rosca

a b a 0 b

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A

P R

• Las conexiones se designan con el nombre de vías:

- 2 conexiones (P,A) 2 vías - 3 conexiones (P,A,R) 3 vías - 4 conexiones (P,A,B,R) 4 vías - 5 conexiones ( P,A,B,R,S) 5 vías

• Las válvulas distribuidoras se designan según el número de vías y según el número de posiciones de conmutación (a,b,c). A modo de ejemplo la siguiente válvula:

Tiene 3 vías y 2 conmutaciones, luego se designará como válvula 3/2 vías. Para precisar más hay que indicar si se halla abierta ó cerrada en posición de reposo.

• Al producirse la conmutación a la posición “a”, las conexiones no se desplazan en el dibujo del símbolo. Se desplaza solamente el bloque con los cuadrados.

• Los accionamientos se dibujan a la izquierda y el muelle a la derecha, en caso de llevarlo. • Tipos de accionamiento:

1.- Accionamiento por pulsador normal.

2.- Accionamiento por palanca.

3.- Fijación por enclavamiento. ( para válvulas con posición de reposo ).

a b

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4.- Accionamiento por rodillo.

5.- Accionamiento por pilotaje. · Conductos y conexiones.

- Línea o conducto de trabajo. - Línea de pilotaje. - - - - - - - - - - - Conexión de tuberías. � •

5.1.- Válvula distribuidora 3/2, cerrada en posición de reposo. Accionamiento manual.

5.1.1.- Función.

Esta válvula distribuidora 3/2 debe cortar el paso del aire comprimido en posición de reposo y al mismo tiempo permitir el escape del aire del cilindro de trabajo. (A→R libre)

5.1.2.- Construcción.

Las válvulas distribuidoras se fabrican según los más diversos modos de construcción. Existen dos tipos principales: la válvula de asiento plano y la válvula corredera.

Los principales componentes que forman la válvula de corredera son:

1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Corredera. 3.- Muelle y elementos de estanqueidad.

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5.1.3.- Funcionamiento. En posición de reposo ocurre lo mismo que en la válvula de asiento plano, cierra

la conexión de aire comprimido P y establece la conexión para el escape A→R. Al presionar la corredera, se cierra primero el paso de A→R y a continuación, al

seguir presionando, se abre el paso para el aire de alimentación P→A. Esta es la posición de trabajo.

Dado que la apertura y el cierre de esta válvula se realizan de forma separada, se dice también que trabaja sin interferencia. Por lo tanto, durante la conmutación, no existe comunicación entre P y R. A fin de permitir el movimiento de la corredera, las dos cámaras del émbolo han de comunicarse con la atmósfera. A menudo están comunicadas con R. 5.1.4.- Aplicación.

En su utilización, las válvulas 3/2 cerradas en reposo, se utilizan para el control de cilindros de simple efecto cuando el vástago debe salir durante breve tiempo, por ejemplo para la expulsión de piezas. También se pueden utilizar para el control de otras válvulas. Permutando las conexiones P y R, la válvula de corredera normalmente cerrada, se convierte en una válvula normalmente abierta.

1

2 3

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5.2.- Válvula distribuidora 3/2, abierta en posición de reposo. Accionamiento manual.

5.2.1.- Función. En posición de reposos es decir sin accionar la válvula, esta debe de dejar paso al aire comprimido hacía el cilindro o sea que debe permitir que el émbolo esté continuamente alimentado con aire comprimido.

5.2.2.- Construcción.

Las válvulas distribuidora 3/2 abierta en reposo consta básicamente de los siguientes componentes:

1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Vástago. 3.- Disco de la válvula. 4.- Muelle de compresión. 5.- Casquillo de asiento de la válvula.

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5.2.3.- Funcionamiento.

En posición de reposo, esta válvula distribuidora 3/2 permite el paso entre las conexiones P→A. El vástago es empujado continuamente hacía arriba por efecto de la presión. El escape R esta cerrado por el disco superior de la válvula.

Al presionar sobre el vástago, se cierra primero el paso P→A. A continuación, el casquillo de asiento de la válvula es empujado hacía abajo, venciendo la fuerza del resorte inferior. Al seguir presionando, el disco superior de la válvula es arrastrado hacía abajo por el vástago, venciendo la acción del muelle. El paso desde la conexión de trabajo A, hacía el escape R, se abre.

Al dejar de presionar sobre el vástago, este retorna a su posición de reposo por la acción de los muelles.

5.2.4.- Aplicación.

Las válvulas distribuidoras 3/2 abiertas en reposo, se emplean principalmente para controlar cilindros de simple efecto, cuando el vástago ha de permanecer en posición extendido durante un tiempo prolongado, por ejemplo para sujeción de piezas. 5.3.- Válvula distribuidora 4/2, pilotada por ambos lados. 5.3.1.- Función. Estas válvulas distribuidoras 4/2 deben mandar cilindros de doble efecto mediante dos señales que se producen sucesivamente en lugares distintos.

5.3.2.- Construcción.

Las válvulas distribuidora 4/2 esta formada básicamente de los siguientes componentes:

1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Corredera cilíndrica. 3.- Corredera plana. 4.- Muelle de compresión y juntas.

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5.3.3.- Funcionamiento. La primera de las figuras muestra la posición de la válvula, después de que la

línea de pilotaje Y se ha llenado de aire comprimido. El aire ha actuado sobre la corredera cilíndrica que ha arrastrado a la corredera plana. El aire se comunica de P→B y de A→R. Si la corredera cilíndrica recibe presión por la línea de pilotaje Z, ambas correderas se desplazan y se establece la conexión P→A y B→R. La corredera cilíndrica mantiene la posición final por su propio rozamiento.

Si la corredera cilíndrica no llega completamente a su posición final por un causa de un impulso de pilotaje demasiado corto, la válvula queda en posición intermedia lo que se manifiesta por un ruido continuo del aire de escape.

Si existe presión simultáneamente en Z e Y, la señal que ha llegado primero es la dominante. Por esta razón, la válvula pilotada no tiene una posición de reposo propiamente dicha. 5.3.4.- Aplicación.

Para el mando de cilindros de doble efecto en ciclos de mando automáticos.

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5.4.- Válvula distribuidora 5/2, pilotada por ambos lados.

5.4.1.- Función Estas válvulas distribuidoras 5/2 deben mandar cilindros de doble efecto

mediante dos señales que se producen sucesivamente en lugares distintos.

5.4.2.- Construcción. Las válvulas distribuidora 5/2 representada aquí esta formada básicamente de los

siguientes componentes: 1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Corredera cilíndrica y juntas.

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5.4.3.- Funcionamiento. La válvula no tiene ninguna posición de reposo como le sucedía a la válvula

anterior 4/2. Para invertir la válvula de una posición de conmutación a la otra, solo es necesario un corto impulso en la correspondiente conexión de pilotaje. La nueva posición se mantiene aún después de cesar el impulso de mando. La corredera cilíndrica mantiene su posición por el propio rozamiento. 5.4.4.- Aplicación.

Para el mando de cilindros de doble efecto en ciclos de mando automáticos.

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VALVULAS AUXILIARES 6.1.- Válvula selectora de circuito. 6.1.1.- Función

La válvula selectora de circuito debe permitir el accionamiento de un elemento desde dos puntos independientes.

6.1.2.- Construcción. La válvula selectora de circuito consta de los siguientes componentes:

1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Bola u otro elemento de retención.

6.1.3.- Funcionamiento. La válvula selectora de circuito deja pasar el aire de la conexión X o Y hacía A.

La bola es empujada por el aire que entra en una conexión, cerrando la conexión opuesta.

Si se aplican dos presiones distintas a las conexiones X e Y, A estará siempre sometida a la presión más alta.

El aire escapa por la misma conexión por la que ha entrado.

6.1.4.- Aplicación. Para el accionamiento indistinto de elementos neumáticos, desde dos puntos.

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6.2.- Válvula de simultaneidad. 6.2.1.-Función.

La válvula de simultaneidad (también llamada válvula de presión doble) ha de permitir la salida del aire, únicamente si se la acciona por ambas entradas simultáneamente.

6.2.2.- Construcción.

Se compone de los siguientes elementos: 1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Embolo doble con juntas.

6.2.3.- Funcionamiento. La válvula de simultaneidad recibe, simultánea o sucesivamente, aire

comprimido en las conexiones X e Y. En general el émbolo ocupa una de las dos posiciones finales, pues el aire que

entra por la conexión X o Y tiene mayor velocidad y bloquea su propia entrada. La conexión A, se alimenta entonces de la conexión por la que fluye el aire con

menor velocidad. En la figura de la izquierda ha conmutado primero Y. El aire pasa entonces de X hacía A. En la figura de la derecha, X ha conmutado primero. El aire pasa por Y hacía A.

La válvula de simultaneidad deja pasar el aire comprimido por A, solamente si las dos conexiones X e Y están sometidas a presión.

6.2.4.-Aplicación.

Se utiliza principalmente en mandos de bloqueo, funciones de control y combinaciones lógicas.

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6.3.- Válvula de escape rápido.

6.3.1.- Función Escape rápido del aire acumulado en los cilindros y en los conductos de presión.

6.3.2.- Construcción.

La válvula de escape rápido esta constituida básicamente por los siguientes componentes:

1.- Cuerpo de la válvula. 2.- Junta de labio.

6.3.3.- Funcionamiento. El aire comprimido circula de P→A hacía el cilindro. La junta cierra el orificio

R. El labio de obturación, por acción de la presión y del flujo de aire, reduce el diámetro exterior de la junta.

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Al purgar, el aire, éste empuja a la junta contra el orificio P, cerrándolo y escapando al exterior por la conexión A→R.

6.3.4.- Aplicación.

Para purgar rápidamente el aire de los cilindros neumáticos y los conductos flexibles de unión. Al no tener que atravesar nuevamente la válvula distribuidora, la velocidad del émbolo aumenta considerablemente ya que el aire escapa por un camino más corto.

Las válvula de escape rápido son muy adecuadas cuando poseen una conexión de escape R de mayor tamaño que P y A. Con una conexión R del mismo tamaño que P y A, al montar un silenciador puede haber una cierta estrangulación como consecuencia de una acumulación de aceite o suciedad, con lo que disminuye o llega a anularse el efecto de escape rápido.

6.4.- Válvula antirretorno Las válvulas antirretorno impiden el paso absolutamente en un sentido; en el sentido contrario, el aire circula con una pérdida de presión mínima. La obturación en un sentido puede obtenerse mediante un cono, una bola, un disco o una membrana.

• Símbolo: Válvula antirretorno, que cierra por el efecto de una fuerza que actúa sobre la parte a bloquear.

Válvula antirretorno con cierre por contrapresión, p.ej., por muelle. Cierra cuando la presión de salida es mayor o igual que la de entrada.

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6.5.- Regulador unidireccional con estrangulador regulable mecánicamente (con rodillo) Estas válvulas se emplean para variar, durante el movimiento, la velocidad de los émbolos de cilindros de simple o doble efecto. Para los cilindros de doble efecto, esta válvula puede servir de amortiguación final de carrera. Antes de alcanzar el cilindro su extremo, la masa M émbolo es frenada por obturación o aminoración oportuna de la sección de escape del aire. Este sistema se utiliza cuando el amortiguador interno del cilindro es insuficiente. Por medio de un tornillo puede ajustarse la velocidad inicial del émbolo. La forma de la leva que acciona el rodillo, en su descenso, aminora correspondientemente la sección de paso. Al purgar de aire el elemento de trabajo, un disco estanqueizante se levanta de su asiento, y el aire puede pasar libremente. Esta válvula puede emplearse como válvula normalmente abierta o normalmente cerrada.

6.6.- Expulsor neumático En la industria hace tiempo que el aire comprimido se utiliza para soplar y expulsar las piezas elaboradas. Entonces se produce un gran consumo de aire. En contraposición al método empleado hasta ahora, en el que se tomaba aire continuamente de la red de aire comprimido, se puede trabajar económicamente con un expulsor, puesto que se compone de un depósito y una válvula de escape rápido incorporado. El volumen del depósito se adapta a la cantidad de aire precisada. Una válvula distribuidora 3/2, abierta en posición inicial, se emplea como elemento de señalización. El aire atraviesa dicha válvula y la válvula de escape rápido en el depósito, rellenando éste. Al accionar la válvula distribuidora 3/2 se cierra el paso hacia el depósito, y la tubería se pone a escape hacia la válvula de escape rápido. El aire del depósito escapa entonces rápidamente por la válvula de escape rápido al exterior. El chorro concentrado de aire permite expulsar piezas de dispositivos y herramientas de

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troquelado, de cintas de transporte, de dispositivos clasificadores y de equipos envasadores. La señal de expulsión puede darse de forma manual o mediante medios mecánicos, neumáticos o eléctricos. 6.7.- Reguladores de presión Estas válvulas influyen principalmente sobre la presión, o están acondicionadas al valor que tome la presión. Se distinguen: - Válvulas reguladoras de presión - Válvulas limitadoras de presión - Válvulas de secuencia

� Válvulas reguladoras de presión. (ya explicadas en el tema de unidad de mantenimiento)

� Válvulas limitadoras de presión

Estas válvulas son utilizadas principalmente como válvulas de seguridad (válvulas de sobrepresión), ya que evitan que la presión en el sistema sea mayor que la presión máxima admisible. Una vez que la presión aplicada a la entrada de la válvula de seguridad llega a la presión máxima que se ha ajustado en dicha válvula, se abre la salida, con lo que el aire es descargado hacia la atmósfera. La válvula se mantiene abierta hasta que el muelle la vuelve a cerrar una vez que la presión alcanza nuevamente el nivel de presión que se haya ajustado en función de la curva característica del muelle.

� Válvula de secuencia

Su funcionamiento es muy similar al de la válvula limitadora de presión. Abre el paso cuando se alcanza una presión superior a la ajustada mediante el muelle. El aire circula de P hacia la salida A. Esta no se abre, hasta que en el conducto de mando Z no se ha formado una presión ajustada. Un émbolo de mando abre el paso de P hacia A. Estas válvulas se montan en mandos neumáticos que actúan cuando se precisa una presión fija para un fenómeno de conmutación (mandos en función de la presión). La señal sólo se transmite después de alcanzar la presión de sujeción.

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6.8.- Silenciador. 6.8.1.- Función.

El silenciador debe reducir la velocidad de escape del aire y, con ello amortiguar el ruido que produce.

6.8.2.- Construcción.

Este silenciador consta de las siguientes partes: 1.- Material amortiguador. 2.- Pieza roscada. 3.- Chapa perforada. El material amortiguador puede ser de plástico sinterizado. Existen también

silenciadores de metal sinterizado, sin chapa perforada.

6.8.3.- Funcionamiento.

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El aire procedente de un escape, que llega al silenciador, se reparte sobre una gran superficie. Dado que el aire circula a través del material sinterizado, su velocidad disminuye. Esta expansión más lenta del aire produce menos ruido.

Los silenciadores no deben reducir el caudal, es decir, no deben estrangular el aire que escapa.

6.8.4.- Aplicación.

Para reducir el ruido, generalmente molesto, del aire de escape de las instalaciones de aire comprimido.

VALVULAS TEMPORIZADAS 7.1.- Válvula temporizada cerrada en posición de reposo. 7.1.1.- Función. Transcurrido un tiempo previamente ajustado, la válvula temporizada debe emitir una señal de mando. 7.1.2.-Construcción. La válvula temporizada es una combinación de tres elementos neumáticos. El rectángulo trazado con una línea fina de trazos y puntos indica que se trata de un elemento compacto. Los elementos indicados son: una válvula 3/2 vías pilotada por un lado retorno por muelle, una válvula de estrangulación con antirretorno y un acumulador. Ya debemos conocer los dos primeros elementos (explicados en apartados anteriores), el tercero es el símbolo ovalado, el acumulador es un depósito en el que se puede almacenar aire comprimido. El símbolo no indica la capacidad del depósito. El acumulador siempre va colocado entre la válvula de estrangulación con antirretorno y la línea de pilotaje de la válvula 3/2 vías. En posición de reposo, hay presión en P. A y Z están sin presión. Si se aplica presión a la línea de pilotaje Z, el aire comprimido atraviesa el punto de estrangulación (la válvula antirretorno esta cerrada), llega al acumulador y, por la línea de pilotaje, se dirige a la válvula 3/2. No obstante, la fuerza del muelle resiste la presión de la línea de pilotaje y mantiene cerrado el paso P → A. La posición de reposo se mantiene. Mientras tanto, sigue alimentándose aire comprimido y la presión detrás del punto de estrangulación va aumentando. Si la fuerza producida por la presión sobrepasa la fuerza del muelle, la válvula 3/2 se invierte, conectando P con A.

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Desde que se aplicó la presión en Z, hasta la inversión de la válvula, ha transcurrido un cierto tiempo. Este depende de la resistencia que ofrezca la válvula de estrangulación. Si la presión deja de aplicarse en Z, el aire comprimido escapa del acumulador a través de la válvula antirretorno. La válvula distribuidora 3/2 vuelve a su posición de reposo y el aire del conducto A escapa por R.

Esta válvula esta formada básicamente por los siguientes componentes:

1.- Cuerpo con volumen acumulador. 2.- Válvula de estrangulación con tornillo. 3.- Membrana de retención. 4.- Embolo de mando. 5.- Disco de la válvula. 6.- Muelle de compresión. 7.1.3.- Funcionamiento. El aire comprimido fluye por Z, pasa por la estrangulación anular que se controla mediante el tornillo y entra en el acumulador. El tiempo que tarda en cargarse este y, por lo tanto, en invertirse la válvula dependen de la estrangulación ajustada. Si la abertura anular es grande, la presión aumenta rápidamente y el tiempo de retardo es corto. Por el contrario, si la abertura en la estrangulación es pequeña (girando el tornillo para cerrar), la presión aumenta más lentamente, con lo que el tiempo de retraso se prolonga. 7.1.4.- Aplicación. Se utiliza como temporizador neumático, por ejemplo para invertir cilindros o para transmitir señales de retardo.

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7.2.- Válvula temporizada abierta en posición de reposo. 7.2.1.- Función. Transcurrido un tiempo previamente ajustado, la válvula temporizada debe emitir una señal de mando. 7.2.2.- Construcción. Esta válvula esta formada básicamente por los siguientes componentes:

1.- Cuerpo con volumen acumulador. 2.- Válvula de estrangulación con tornillo. 3.- Membrana de retención. 4.- Embolo de mando. 5.- Disco de la válvula. 6.- Muelle de compresión. 7.2.3.- Funcionamiento. Aquí también tenemos una combinación de elementos. Una válvula 3/2, un regulador de caudal y un depósito. La válvula de paso 3/2 está en posición de reposo normalmente abierta.

El aire de mando entra también aquí por la conexión Z. Cuando se ha acumulado la presión de mando necesaria en el depósito, se pilota la válvula 3/2. La válvula cierra el paso de P a A. La línea de trabajo A se pone en escape a través de R. El tiempo de retraso corresponde a la acumulación de presión en el depósito. Cuando se evacua el aire de la conexión Z, la válvula de 3/2 adopta su posición inicial.

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En ambos tipos de temporizadores el tiempo de retardo normal es de 0-30 seg. Este tiempo puede ser prolongado añadiendo una capacidad mayor. Con aire limpio y una presión constante se obtiene una temporización exacta. 7.2.4.- Aplicación. Se utiliza como temporizador neumático, por ejemplo para invertir cilindros o para transmitir señales de retardo. METODO CASCADA

El método cascada ofrece una buena solución al problema de la anulación de señales permanentes. Es un método de automatización de procesos neumáticos, en el cual en cada momento sólo existirá presión en una zona determinada del circuito. Para llevar a cabo la programación en dicho método seguiremos los siguientes pasos:

• Dividimos la secuencia en bloques, de modo que no haya fases opuestas en un mismo bloque.

• Disponemos tantos grupos de presión como bloques, y los interconectamos por medio de válvulas auxiliares. El número de estas es igual al número de grupos menos 1.

• Colocamos en serie el pulsador de marcha con el último final de carrera que resulta pulsado, los alimentamos desde el último grupo y dirigimos su señal a dar presión al grupo 1 (señal 1)

• Cualquier final de carrera que al ser pulsado: - Origina una fase que está en el mismo bloque que la fase anterior,

tomará presión de su grupo y dirigirá su señal a la válvula de gobierno correspondiente.

- Origina una fase que está en el bloque siguiente, tomará presión del grupo anterior y destinará su señal a dar presión al grupo siguiente y dejar a escape el grupo del que tomó. Este nuevo grupo pilotará directamente la válvula de gobierno.

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Como de ejemplo de la aplicación del método cascada, realizamos la siguiente secuencia de funcionamiento. Secuencia : 1+1-2+2-

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PRACTICAS DE NEUMÁTICA BASICA 1.- Mandar un C.S.E. regulando la entrada y la salida. 2.- Mandar un C.S.E. desde tres puntos indistintamente. 3.- Mandar un C.S.E. accionando dos pulsadores a la vez. 4.- Realizar una autoalimentación en un C.S.E. con la orden de paro predominando a la de marcha. 5.- Mandar un C.D.E. mediante dos válvulas 3/2 NC (accionada por pulsador retorno por muelle) y una válvula 5/2 (accionada por palanca). 6.- Regular la velocidad de salida y entrada de un C.D.E. Mandar el C.D.E. mediante una válvula 5/2 (accionada por palanca). 7.- Mandar indirectamente un C.D.E. mediante una válvula 5/2 pilotada por un lado y por dos lados. 8.- Mandar un C.D.E., con opción de dos pulsadores para el avance y el retroceso. 9.- Mandar un C.D.E., obligando a accionar dos pulsadores a la vez en el avance y en el retroceso. 10.- Mandar un C.D.E. con avance manual y retroceso automático. El avance debe ser lento y el retroceso rápido. 11.- Realizar un ciclo automático en un C.D.E. con un pulsador de marcha y uno de paro 12.- Instalar un bloqueo de emergencia en un ciclo automático. 13.- Instalar un RESET en un ciclo automático. 14.- Realizar una temporización en el retroceso de un ciclo automático. 15.- Realizar la secuencia 1+2+1-2-(t). 16.- Realizar la secuencia 1+1-(t)2+2-3+3-(t). 17.- Realizar la secuencia 1+1-2+2-3+3-. Con marcha y paro. 18.- Realizar la secuencia 1+2+3+1-2-3-. Mediante el método de cascada. 19.- Realizar la secuencia 1+1-2+2-3+3-. Con marcha y paro. Mediante el método de cascada.

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SALIDA

ENTRADA

1.0

1.1

1.2

1.3

R

A

a b

1.0

1.3

R

A

P

a b

1.4

R

A

P

a b

1.5

R

A

P

a b

X Y

A1.2

1.1X Y

A

SOLUCION DE LAS PRACTICAS DE NEUMATICA BASICA P1) P2)

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Pág.: 57 de 67

1.2

R

A

P

a b

1.3

R

A

P

a

1.0

1.1

X Y

A

1.4

R

A

P

a b

1.2

R

A

P

a b

1.0

1.1

R

A

P

a b

PARO

X Y

A1.3

P3) P4)

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Pág.: 58 de 67

1.1

R

A

a b

1.2

R

A

a b

PRACTICA 5.1

A

RP

a b

PRACTICA 5.2

AVANCERETROCESO

1.01.0

A B

RS

P

a b

AVANCERETROCESO

1.0

1.1 1.2

1.3

P5) P6)

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Pág.: 59 de 67

AB

R SP

a b

1.2

R

A

a b

R

A

a b

A B

R SP

a b

1.2

R

A

a b

Z YZ

PRACTICA 7.1 PRACTICA 7.2

1.0

1.1

1.3

1.0

1.1

1.4

R

A

P

a b

1.5

R

A

P

a b

X Y

A1.2

AB

R S

a b

1.6

R

A

P

a b

1.7

R

A

P

a b

X Y

A1.3

1.0

1.1Z

Y

P7)

P8)

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Pág.: 60 de 67

1.4

R

A

P

a b

1.5

R

A

P

a b

X Y

A1.2

AB

R S

a b

1.6

R

A

P

a b

1.7

R

A

P

a b

X Y

A1.3

ZY

1.1

1.0

P

AB

R SP

a b

1.5

R

A

a b

P

1.0

1.4

1.6A

a b

P R

Z Y

1.6

P

A

R

1.2 1.3

P9) P10)

Page 61: Apuntes de Neumática básica1

Pág.: 61 de 67

AB

R SP

a b

1.3

R

A

a b

A

a

Aa

1.4

R

A

a bPAROMARCHA

1.5 1.6

1.51.6

1.0

1.1

1.2

ZY

Z

Y

P R

bb

P R

a b

A

P R

PP

AB

R SP

a b

1.5

R

A

a b

A

a

Aa

1.6

R

A

a bPARO

MARCHA

1.8 1.9

1.8

1.9

PP P R

A

BLOQUEOa b

Z Y

A

P R

a b

b

bP R

RP

P P

A A

ZY

Z Z

1.0

1.1 1.2

1.3

1.4

1.7

P11) P12)

Page 62: Apuntes de Neumática básica1

Pág.: 62 de 67

A B

R SP

a b

1.7

R

A

a b

a

Aa

1.8

R

A

b

PAROMARCHA

1.10 1.11

1.3

a

P

A

P

1.9

R

b

BLOQUEO

a

A

P

X Y

AX Y

b

P R

A

P R

b

Z Y

ZY

1.0

1.1Z

Z

PP

AA

P R

A

1.2

1.4

1.5

1.6

1.10

1.11

P13)

Page 63: Apuntes de Neumática básica1

Pág.: 63 de 67

A B

R SP

a b

1.3

R

A

a b

A

a

Aa

1.4

R

A

a bPARO

MARCHA

1.6 1.7

1.61.7

PP

1.0

1.1

Z Y

R

A1.2

P

P

a b

bb

Z Y

R RP

AZ

A

P R

A B

R SP

a b

R

A

a ba

A

MARCHA

AB

R SP

a b

1.0

1o11

2o

21

2.0

1.11.2

PR

A

ZY

Z Y

Z

A

PR

P

b

P R

a

A

b

P R

a

A

b

P R

Z Ya b

2o

a

A

b

P R

1o 1121

1.3

1.4

P14)

P15)

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AB

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Page 65: Apuntes de Neumática básica1

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