Neuma Tica
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BLOQUE TEMTICO I
AUTOMATISMOS NEUMTICOSY OLEOHIDRULICOS
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BIBLIOGRAFA:
GONZLEZ, HUERTAS y otros. Tecnologa Industrial II . McGraw-Hill
FIDALGO y otros. Tecnologa Industrial 2 . Everest
SERRANO NICOLS A. Neumtica. Paraninfo
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NDICE DEL BLOQUE
TEMA 1 AUTOMATISMOS NEUMTICOS
1. Introduccin histrica. Ventajas e inconvenientes.2. Propiedades de los fluidos compresibles.3. Caractersticas del aire comprimido. 4. Leyes de los gases perfectos.5. Produccin, distribucin y tratamiento del aire comprimido.6. Elementos de trabajo.7. Elementos de mando y distribucin. 8. Elementos de regulacin, control y bloqueo.9. Detectores neumticos.10. Otros elementos.
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NDICE DEL BLOQUETEMA 2 AUTOMATISMOS
OLEOHIDRULICOS
1. Introduccin a los sistemas oleohidrulicos.2. Propiedades fsicas y principios fsicos de funcionamiento
de los fluidos de trabajo.3. Elementos impulsores o de potencia.4. Elementos de distribucin, regulacin y trabajo.5. Otros elementos.
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BLOQUE I.- AUTOMATISMOS NEUMTICOS Y OLEOHIDRULICOS
TEMA 1
AUTOMATISMOS NEUMTICOS
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
1.- Introduccin Histrica. Ventajas e Inconvenientes
Definicin:
Las instalaciones neumticas son equipos automticos de control y
actuacin muy utilizados industrialmente a da de hoy y que tienen como elemento fundamental
el aire comprimido.
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
1.- Introduccin Histrica. Ventajas e Inconvenientes
Antecedentes histricos:
Hace 2000 aos: Ktesibios. Catapulta que funcionaba mediante aire comprimido.
S. I: Libro de neumtica en el cual aparecen varios mecanismos accionados por aire a presin.
S. XIX: estudio sistemtico del aire comprimido. Leyes de los gases perfectos.
1950. Usos industriales.
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
1.- Introduccin Histrica. Ventajas e Inconvenientes
Montaje sencillo Fcil transporte Fcil
almacenamiento Control de flujo
sencillo Rapidez de sus
mecanismos
Limpieza Automatizacin /
autosuficiencia Disponibilidad Fluido
antideflagrante Amplia variedad de
componentes
Ventajas del uso de la neumtica:
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
1.- Introduccin Histrica. Ventajas e Inconvenientes
CONCLUSIN
SUSTITUCIN DE SISTEMAS MECNICOS O HIDRULICOS POR SISTEMAS NEUMTICOS
EN MBITOS INDUSTRIALES
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
1.- Introduccin Histrica. Ventajas e Inconvenientes
Preparacin del aire: eliminacin de humedad e impurezas
Fuerza limitada: 30000 N Ruido Necesidad de fuente de energa
Inconvenientes del uso de la neumtica:
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
PRESINUn fluido compresible encerrado
en un recipiente ejerce una fuerza perpendicular a las
paredes del mismo.
Se llama presin a la fuerza ejercida por unidad de
superficie. SF
P =
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
PRESINUnidades:
1 atm 1 bar1 atm = 101300 Pa760 mm Hg = 1 atm
Otras unidades
Bar = 105 PaSistema cegesimal
1MPa = 106Pa Pa = N / m2Sistema internacional
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
PRESINPresin atmosfrica: presin del aire medida en la superficie
de la tierra a la altura del nivel del mar.
PRESIN ABSOLUTA
=
PRESIN RELATIVA
+
PRESIN ATMOSFRICA
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
PRESINInstrumentos de medida:
Presin absoluta: barmetros.
Presin relativa: manmetros.
Smbolo del manmetro
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
CAUDALVolumen de fluido que atraviesa una determinada
seccin transversal de una conduccin en la unidad de tiempo
Unidades:
m3/h L/min L/seg
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
CAUDAL
v.Stl.S
tV
Q ===
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
2.- Propiedades de los FluidosCompresibles
Humedad absoluta: masa de vapor de agua por unidad de volumen
HUMEDADCantidad de vapor de agua presente en el aire.
c
v
m
mH=
.s.a
v
mm
x =Humedad especfica: cociente entre la masa de vapor y la masa de aire seco presentes en un volumen de aire.
Humedad relativa: cociente entre la masa de vapor de agua presente en el aire y la mxima que podra haber.
airemOHg
32
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
3.- Caractersticas del Aire Comprimido
Composicin:
78 % Nitrgeno
20 % Oxgeno
1,3 % Gases nobles
Resto: CO2, vapor de agua, partculas en suspensin
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
3.- Caractersticas del Aire Comprimido
Elevada fluidez
Compresibilidad
Baja densidad 1,293 kg/m3
Homogeneidad
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
3.- Caractersticas del Aire Comprimido
CONSECUENCIA
EL AIRE COMPRIMIDO SE COMPORTACOMO UN GAS PERFECTO
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
4.- Leyes de los Gases Perfectos
Ley de BOYLE-MARIOTTE
Si T = cte p1. V1 = p2. V2 = p3. V3 = cte.
Ley de CHARLES
Si p = cte 2
2
1
1
TV
TV
=
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
4.- Leyes de los Gases Perfectos
Ley de GAY LUSSAC
Si V = cte 2
2
1
1
TP
TP
=
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
4.- Leyes de los Gases Perfectos
Ley de AVOGADRO
ECUACIN DE ESTADO DE LOS G. P.
El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional al nmero de moles presentes del mismo.
2
1
2
1
nn
VV
=
p.V = n. R. T
donde R = 0,082 atm. L / (K . mol)
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
4.- Leyes de los Gases Perfectos
En un recipiente cerrado se cumple:
.cteTV.p
TV.p
==
2
22
1
11
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
Ejercicios sobre leyes de los G. P.1. Si un manmetro conectado a la tubera de una instalacin neumtica marca una presin de 3648 mmHg. Cul ser la presin absoluta en bar?
2. Si la presin absoluta en un recipiente es 0,75 bar y conectamos un manmetro a dicho recipiente, razona si la lectura del manmetro ser positiva o negativa.
3. Un recipiente hermticamente cerrado contiene aire a una presin relativa de 2 bar. El volumen de dicho recipiente es de 5 litros. Si el volumen se reduce hasta 1,5 litros. cul ser la presin absoluta y relativa del gas para la misma temperatura?
4. El volumen inicial de una masa de gas en un depsito cerrado es de 9 litros y se encuentra a una determinada presin y a una temperatura de 220 C. Si se hace descender la temperatura del gas 150C. Cul ser el volumen que ocuparsi la presin se mantiene constante?
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
Ejercicios sobre leyes de los G. P.5. En un cilindro neumtico de doble efecto, se cierran hermticamente ambas entradas de aire. En reposo, el mbolo se encuentra en la posicin de la figura (a). Si al actuar una fuerza sobre el vstago, el mbolo se desplaza hasta la posicin (b), calcular las presiones relativas finales de cada una de lascmaras, si el dimetro del pistn es 80 mm. y el del vstago 22 mm. y la temperatura se considera constante.
6. A qu temperatura debemos calentar 2 moles de nitrgeno contenidos en un recipiente de 40 litros de capacidad para que su presin sea de 0,2 MPa?
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
Ejercicios sobre leyes de los G. P.
7. En un recipiente cerrado de 2 L de capacidad hay 3,45 gramos de oxgeno a 20 C. La presin exterior es de 740 mm de Hg y la temperatura 20 C. Si abrimos el recipiente entrar aire o saldroxgeno?
8. Un compresor de mbolo de una etapa tiene una carrera de 5 cm. El dimetro del mbolo es de 10 cm y el volumen de la cmara de compresin cuando el pistn est en su punto ms alto es de 70 cm3. Cul es su relacin de compresin si consideramos que el aire es un gas perfecto y que la temperatura se mantiene constante?
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMTICAS
ELEMENTOS DE PRODUCCIN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIN DEL A.C (5)
ELEMENTOS ACTUADORES (6)
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIN Y MANDO (7)
ELEMENTOS DE REGULACIN, CONTROL Y BLOQUEO (8)
DETECTORES NEUMTICOS (9)
OTROS ELEMENTOS NEUMTICOS (10)
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.- Elementos de Produccin, Distribucin y Tratamiento del A.C.
5.1 Produccin del aire comprimido
5.2 Distribucin del aire comprimido
5.3 Tratamiento del aire comprimido
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Aire a baja presin Aire a alta presin(6-12 bar)COMPRESOR
EnergaElctrica
Compresores: Mquinas o dispositivos que captan el aire atmosfrico del entorno,
elevan su presin, y lo transmiten a la red de distribucin sirvindose para ello de una
determinada energa, generalmente elctrica Smbolos del compresor
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Parmetros que definen un compresor:
Relacin de transmisin o compresin: cociente entre la presin de salida y la de entrada. Caudal: volumen de aire que circula en la unidad de tiempo.
RUIDOSOS SE COLOCAN EN RECINTOS EXTERIORESESPECIALMENTE ACONDICIONADOS
LIMPIEZA AIRE REFRIGERACIN
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
Compresores de mbolo:
Compresores de membrana:
Compresores rotativos:
De una sola etapa
De varias etapas
De una sola etapa
De varias etapas
Compresor de paletas
Turbocompresor axial
Compresores de tornillo
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES DE MBOLO
Caractersticas:
Econmicos los ms usados
Variedad de tamaos, caudales y presiones
Refrigerante: agua o aceite
Ruidosos
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES DE MBOLO
De una etapa
Funcionamiento y estructura similar al de un MCIA
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES DE MBOLO
De una etapa
I. Cuando el pistn desciende, entra en el cilindro el aire procedente de la atmsfera a travs de la vlvula de aspiracin mientras la de escape se encuentra cerrada.
II. Al llegar el pistn a la parte ms baja, la vlvula de aspiracin se cierra y con ambas vlvulas cerradas, el pistn asciende comprimiendo el aire.
III. Una vez que el aire est comprimido, se abre la vlvula de escape y el aire es expulsado a la red a travs del conducto.
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES DE MBOLO
De varias etapas
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES DE MEMBRANA
Ventaja: el aire no entra en contacto con las piezas
mecnicas de los mecanismos en movimiento, y por tanto no se contamina con el aceite de lubricacin
de tales piezas.
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES ROTATIVOS
Ventaja: MENOS RUIDOSOS
Compresor de paletas
Turbocompresor axial
Compresores de tornillo
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES ROTATIVOS
Compresor de paletas
Bajas presiones: hasta 4 bar
Consta de un rotor excntrico que gira en el interior de un cuerpo provisto de una toma de aire y de una tobera de salida. Sobre el rotor
se colocan una serie de paletas radiales deslizantes, que por la accin de resortes,
presionan las paredes del alojamiento garantizando la estanqueidad. De esta
manera, se forma una cmara de aire entre cada dos paletas cuyo volumen se va reduciendo comprimindose as el aire
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES ROTATIVOS
Turbocompresor axial
Muy bajas presiones y grandes caudales. No usado en neumtica.
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.1.- Produccin del A.C.
Clasificacin de los compresores:
COMPRESORES ROTATIVOS
Compresores de tornillo
Bajos caudales y grandes presiones
El aire se aspira a travs del conducto de entrada e incide sobre
la entrada de dos tornillos helicoidales, cuyas roscas son de
tal forma que al girar comprimen el aire y lo impulsan hacia la salida
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.2.- Distribucin del A.C.
Red de distribucin: conjunto de tubos que conducen el aire comprimido a todos los lugares de trabajo que lo requieren.
Racores: piezas que se emplean para unir los distintos tubos
Factores a tener en cuenta en el diseo de la red:
Velocidad y la presin del A.C.
Prdidas de presin: rozamiento
Longitud
Posibles estrangulaciones
DIMETRO TIPO DE TUBO
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5.2.- Distribucin del A.C.
Cadas de presin < 5% presin de entrada
bacos o tablas de fabricantes Depsitos de aire comprimido
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5.3.- Tratamiento del A.C.PROBLEMAS
Partculas en suspensin Vapor de agua
CONSECUENCIASDesgaste rpido de elementos neumticos
Agarrotamiento de vlvulasCondensacin de aguaObstruccin de tubosPeligro de corrosin
Eliminacin de la lubricacin
SOLUCIONES
Filtros genricos Purgadores Filtros con purga automtica
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5.3.- Tratamiento del A.C.
LUBRICACIN
1 OPCINEl aire lleva en suspensin aceite
LUBRICADOR DE AIRE (Efecto Venturi)
2 OPCIN Lubricacin independiente
Smbolo del lubricador
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
5.3.- Tratamiento del A.C.
UNIDAD DE MANTENIMIENTO
FILTRO LUBRICADORREGULADOR DE PRESINCON MANMETRO
Representacin Smbolo simplificado
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMTICAS
ELEMENTOS DE PRODUCCIN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIN DEL A.C (5)
ELEMENTOS ACTUADORES (6)
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIN Y MANDO (7)
ELEMENTOS DE REGULACIN, CONTROL Y BLOQUEO (8)
DETECTORES NEUMTICOS (9)
OTROS ELEMENTOS NEUMTICOS (10)
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.- Elementos ActuadoresDefinicin: conjunto de elementos que se encargan de transformar la energa del aire comprimido en algn tipo de movimiento
CILINDROS NEUMTICOS
OTROS ELEMENTOS:
MOTORES NEUMTICOS
PINZAS
ACTUADORES ROTATIVOS ETC.
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros NeumticosDefinicin: componentes del circuito neumtico que transforman la energa del aire comprimido en movimiento lineal de avance o retroceso
ELEMENTOS
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros NeumticosCILINDRO DE SIMPLE EFECTO (S.E.)
Smbolo de uncilindro de simple efecto
Smbolo de uncilindro de simple efectocon retorno por muelle
Pequeos dimetros y carreras cortas.Operaciones sencillas de sujecin o expulsin.
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros NeumticosCILINDRO DE DOBLE EFECTO (D.E.)
Smbolo de uncilindro de doble efecto
Ms grandes que los de simple efecto.Operaciones de mayor fuerza y/o precisin.
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6.1.- Cilindros NeumticosAMORTIGUACIN
Smbolo de uncilindro de doble efectocon amortiguacin fija
Smbolo de uncilindro de doble efecto
con amortiguacin regulable
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros Neumticos
CLCULO DE LA FUERZA DESARROLLADA POR UN CILINDRO
FACTORES
Dimetro del mboloDimetro del vstago
Presin del airePrdidas por rozamientos, posibles fugas etc.
Resorte en cilindros de S.E.
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6.1.- Cilindros NeumticosCLCULO DE LA FUERZA
DESARROLLADA POR UN CILINDRO
Fuerza de avance en cilindros de D.E.
S.pFavance =
4
22 D..pR..pFavance pipi ==
PRDIDAS
4
22 D..p.R..p.Favance pipi ==
Si D < 40 mm. = 0,85Si D > 40 mm. = 0,95
p presin relativa
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros Neumticos
)dD.(.p.)rR.(.p.Fretroceso 4422
22pi=pi=
CLCULO DE LA FUERZA DESARROLLADA POR UN CILINDRO
Fuerza de retroceso en cilindros de D.E.
S.pFretroceso =
)dD.(.p)rR.(.pFretroceso 4422
22pi=pi=
PRDIDAS
Si D < 40 mm. = 0,85Si D > 40 mm. = 0,95
p presin relativa
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros Neumticos
x.kD
..p.x.KR..p.Favance == 4
22 pipi
CLCULO DE LA FUERZA DESARROLLADA POR UN CILINDRO
Fuerza de avance en cilindros de S.E.
mavance FS.pF =
x.KD
..px.KR..pFavance == 4
22 pipi
PRDIDAS
Si D < 40 mm. = 0,85Si D > 40 mm. = 0,95
p presin relativa
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros NeumticosCLCULO DEL CONSUMO DE AIRE DE UN CILINDRO
Consumo de aire en cilindros de D.E.
retrocesoavancecil VVV +=
carrera).rR..(
carrera).rR.(carrera.R.Vcil22
222
2 =
=+=
pi
pipi
aireatmciltrabajo de abs V.p V.p =
Ley de Boyle
carrera).rR..(p
pV
atm
trabajoaire
222 = pi carrera).rR..(p
p.nV
atm
trabajoaire
222 = pin ciclos
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.1.- Cilindros NeumticosCLCULO DEL CONSUMO DE AIRE DE UN CILINDRO
Condiciones normales: 20 C, 1 atm
Consumo de aire en cilindros de S.E.
avancecil VV =
carrera.R.Vcil2pi=
aireatmciltrabajo de abs V.p V.p =Ley de Boyle
carrera.R.p
pV
atm
trabajoaire
2pi= carrera.R.p
p.nV
atm
trabajoaire
2pi=n ciclos
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
PROBLEMAS DE CLCULO DE CILINDROS NEUMTICOS
1. Calcula la fuerza de un cilindro de doble efecto que tiene las siguientes caractersticas:Dimetro del cilindro: 80 mmDimetro del vstago: 25 mmPresin de trabajo: 6 kp/cm2
2. Supn el mismo cilindro del ejercicio anterior. Si tiene una carrera de 700 mm y efecta 5 ciclos por minuto Cunto aire consume dicho cilindro?
3. Se quiere disear un cilindro de simple efecto que utilice en su funcionamiento un volumen de aire de 800 cm3, cuya presin de trabajo sea 12,3 kp/cm2 y cuya carrera sea 29 cm.a) Hallar el dimetro del cilindrob) Calcular las fuerzas del mismo
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PROBLEMAS DE CLCULO DE CILINDROS NEUMTICOS
4. Un cilindro de doble efecto se mueve con aire comprimido. El dimetro de su mbolo es 63 mm y el de su vstago mide 20 mm, la presin del trabajo es 6 bar y la carrera 500 mm. Se pide: el volumen de aire en condiciones normales y temperatura constante que se necesita para ste cilindro.
5. Un cilindro de simple efecto de 1 cm de dimetro soporta un peso de 100 N y contiene en su interior 1 mol de gas ideal a la temperatura de 25 C. A qu presin est sometido ese gas? Cul es su volumen?
6. Un cilindro de doble efecto, de 10 cm de carrera, cuyos mbolo y vstago tienen 8 cm y 2 cm de dimetro, respectivamente, se conecta a una red de aire a una presin de 10 kp/cm2. Considerando nulo el rozamiento cul ser la fuerza ejercida por el vstago en la carrera de avance?y en la de retorno?Si este cilindro realiza 10 ciclos/minuto. Cul es su consumo de aire en condiciones normales?
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PROBLEMAS DE CLCULO DE CILINDROS NEUMTICOS
7. El dimetro del mbolo de un cilindro de doble efecto es 75 mm y el del vstago 25 mm. Si la presin del aire es 5 kp/cm2, hallar:a) Las valores de la fuerza actuante en las carreras de avance yretornob) El consumo de aire en condiciones normales, si la carrera delmbolo es 10 cm y efecta 30 ciclos por minuto.
8. El dimetro del mbolo de un cilindro de doble efecto es 100 mm., y el del vstago 30 mm. Si la presin absoluta del aire son 6 kp/cm2. Calcular:a) Los valores de la fuerza actuante en las carreras de avance yretorno.b) El consumo de aire en condiciones normales si la carrera son 12 cm., y efecta 30 ciclos por minuto.c) El consumo de aire en las mismas condiciones si el cilindro fuera de simple efecto.
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PROBLEMAS DE CLCULO DE CILINDROS NEUMTICOS
9. Si la presin relativa en un depsito de aire comprimido son 740 mm de Hg. A qu presin absoluta est sometido dicho aire si sta se mide en kp/cm2?
10. Un cilindro de doble efecto desarrolla una fuerza de avance de 2100 N y una fuerza de retroceso de 1830 N, siendo la presin del aire 5 kp/cm2. Si el cilindro consume 146 litros de aire en un minuto, periodo en el que realiza 30 ciclos completos, calcula la carrera de dicho cilindro si su rendimiento es 0,95.
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6.2.- Otros Actuadores
CILINDROS DE MEMBRANA
Mismos smbolos que los cilindros normales.
CILINDROS DE DOBLE FUERZA
CILINDROS DE DOBLE VSTAGO
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ACTUADORES DE GIRO
Definicin: dispositivos neumticos que aprovechan la energa del aire para producir un movimiento de rotacin no superior a 360
Smbolo de un actuadorde giro de doble efecto
Smbolo de un actuadorde giro de simple efecto
6.2.- Otros Actuadores
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ACTUADORES ROTATIVOS DE PALETAS
Definicin: dispositivos neumticos que aprovechan la energa del aire para producir un movimiento de rotacin inferior a un determinado ngulo
Mismos smbolos que los actuadores de giro
6.2.- Otros Actuadores
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
PINZAS NEUMTICASDefinicin: se emplean en la sujecin o amarre de piezas combinando la accin del aire con unas garras articuladas
Smbolos
6.2.- Otros Actuadores
Apertura angular Apertura paralela
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
6.2.- Otros ActuadoresMOTORES NEUMTICOS
Smbolo
Principio de funcionamiento opuesto al de los compresores
Bajas potencias (10-15 CV)Elevadas velocidades (20000 rpm)
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMTICAS
ELEMENTOS DE PRODUCCIN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIN DEL A.C (5)
ELEMENTOS ACTUADORES (6)
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIN Y MANDO (7)
ELEMENTOS DE REGULACIN, CONTROL Y BLOQUEO (8)
DETECTORES NEUMTICOS (9)
OTROS ELEMENTOS NEUMTICOS (10)
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
7.- Elementos de Distribucin y MandoVlvula: es un elemento concebido para controlar el arranque, parada, direccin y sentido del flujo de aire en un circuito neumtico
VLVULAS DISTRIBUIDORAS
VLVULAS DE MANDO
ACTUADORES:CILINDROS ETC.
CONTROLAN
CONTROLAN
Mismos principiosy mismos smbolos
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
7.- Elementos de Distribucin y Mando
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
VAS: orificios de entrada y salida que comunican la vlvula con el exterior
POSICIONES: formas de conectar las tuberas que confluyen en la vlvula
Se representan mediante
LNEASSe representan mediante
CUADRADOS
1 posicin
2 posiciones
3 posiciones
2 vas 4 vas
3 vas 5 vas
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
7.- Elementos de Distribucin y Mando
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
Vlvula N VAS / N POSICIONES
Vlvula 2/2 Vlvula 5/2
Vlvula 4/2 Vlvula 5/3
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
7.- Elementos de Distribucin y Mando
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
CONEXIONES EXTERNAS
CONEXIN GENERAL
ESCAPE A LA ATMSFERAESCAPE CON TUBO CONECTADO
A LA ATMSFERA
CONEXIN CON TOMA DE PRESIN
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
7.- Elementos de Distribucin y Mando
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
CONEXIONES INTERNAS
Flecha de sentido de flujo Cierre de paso Unin de conductos en un punto
EJEMPLOS
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
ELEMENTOS DE PILOTAJE
Son aquellos elementos que hacen que la vlvula pase de una posicin a otra
MANDOMANUAL
MANDOMECNICO
GENRICO
PULSADOR
PALANCA
PEDAL
PALPADORMECNICO
MUELLE
RODILLO
RODILLOABATIBLE
7.- Elementos de Distribucin y Mando
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
ELEMENTOS DE PILOTAJE
Son aquellos elementos que hacen que la vlvula pase de una posicin a otra
MANDONEUMTICO
MANDOELCTRICO
POR PRESINPOR DEPRESIN
SLO ELCTRICO(ELECTROVLVULA)
ELCTRICO YNEUMTICO
7.- Elementos de Distribucin y Mando
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
REPRESENTACIN ESQUEMTICA
NOTACIN
Z,Y,X12,14,16Elementos de pilotaje
R,S,T3,5,7Orificios de escape
A,B,C2,4,6Orificio de trabajo
P1Alimentador de presin
LETRASNMEROSFUNCIN
7.- Elementos de Distribucin y Mando
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ESTRUCTURA INTERNA DE LAS VLVULAS: EJEMPLOS
7.- Elementos de Distribucin y Mando
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ESTRUCTURA INTERNA DE LAS VLVULAS: EJEMPLOS
7.- Elementos de Distribucin y Mando VIDEO CILINDROS
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMTICAS
ELEMENTOS DE PRODUCCIN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIN DEL A.C (5)
ELEMENTOS ACTUADORES (6)
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIN Y MANDO (7)
ELEMENTOS DE REGULACIN, CONTROL Y BLOQUEO (8)
DETECTORES NEUMTICOS (9)
OTROS ELEMENTOS NEUMTICOS (10)
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
FUNCIONES
Permitir / Impedir el paso del aire en determinadas circunstancias
Modificar las caractersticas del flujo (presin, caudal)
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
VLVULAS ANTIRRETORNOPermiten la circulacin del flujo en un sentido pero
bloquean su paso en sentido contrario.
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
VLVULAS SELECTORASDos entradas de aire y una salida: selecciona
la entrada con mayor presin y bloquear la otra
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
VLVULA DE SIMULTANEIDADDos entradas y una salida. La conduccin de salida se abre si se
tiene aire a la misma presin en las dos entradas.
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
VLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL o DE ESCAPE
Regulan (reducen) el caudal mediante un estrangulamiento con el fin de conseguir que un cilindro se mueva ms lentamente.
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
UNIDIRECCIONAL BIDIRECCIONAL
Smbolo
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
VLVULAS REGULADORAS DE PRESINCuanto ms comprimido est el resorte, mayor ser la presin del aire
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
VLVULAS DE ESCAPE RPIDOSe utilizan cuando se quiere que la salida
del aire de un cilindro sea muy rpida
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
SILENCIADORES
Tratan de disminuir, mediante una serie de laberintos, el ruidoque realiza el aire a presin al salir al exterior
Smbolo
8.- Elementos de Regulacin, Control y Bloqueo
FESTO.COM
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B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMTICAS
ELEMENTOS DE PRODUCCIN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIN DEL A.C (5)
ELEMENTOS ACTUADORES (6)
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIN Y MANDO (7)
ELEMENTOS DE REGULACIN, CONTROL Y BLOQUEO (8)
DETECTORES NEUMTICOS (9)
OTROS ELEMENTOS NEUMTICOS (10)
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
Definicin: Son elementos que detectan una magnitud en un circuito, generalmente presin o posicin, y generan una determinada seal, neumtica o elctrica, a partir de ella.
Clasificacin
De presin
De posicin
Presstato
Captadores de umbral de presin
Captador de fuga
Captador de proximidad
9.- Detectores Neumticos
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
9.- Detectores Neumticos
PRESSTATO
Convierten una seal de presin en una seal elctrica
Smbolos
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
CAPTADORES DE UMBRAL DE PRESIN
Si no hay presin a la entrada, hacen que aparezca una presin a la salida igual a la presin de trabajo, que se encargar de accionar una vlvula.
Si tenemos presin la entrada, la salida permanece cerrada.
Smbolos
9.- Detectores Neumticos
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
CAPTADORES DE FUGA
Smbolo
9.- Detectores Neumticos
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
CAPTADORES DE PROXIMIDAD
Smbolo
Si no hay ningn objeto cerca, el aire sale a la atmsfera; pero si se interpone un objeto a poca distancia, parte del aire retornar por el conducto central
9.- Detectores Neumticos
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES NEUMTICAS
ELEMENTOS DE PRODUCCIN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIN DEL A.C (5)
ELEMENTOS ACTUADORES (6)
ELEMENTOS DE DISTRIBUCIN Y MANDO (7)
ELEMENTOS DE REGULACIN, CONTROL Y BLOQUEO (8)
DETECTORES NEUMTICOS (9)
OTROS ELEMENTOS NEUMTICOS (10)
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
AMPLIFICADORES DE SEAL
Smbolo
Recogen una seal de entrada dbil y la transforman en una seal de salida de mayor valor
10.- Otros Elementos Neumticos
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
TEMPORIZADORES
Smbolo
Proporcional una seal de presin a la salida despus de transcurrido un tiempo desde la recepcin de la seal de entrada
100%
2
1
12
3
10.- Otros Elementos Neumticos
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Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 2
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 3
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 4
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 5
2
1 3
2
1 3
1 A
1 S
0 S
0 Z
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 6
4 2
51
3
2
1 3
1 A
1 S
0 S
0 Z
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 7
0V
+24V
1Y
S1
4 2
51
31Y
21
3
1 A
1 S
0 S0 Z
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 8
2
1 3
2
1 3
2
1 3
12
1 A
1 V
1 S
0 S
0 Z
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 9
4 2
51
3
14
2
1 3
2
1 3
1A1
1V1
1S1 1S2
1Z1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 10
1 12
2
1 3
2
1 3
1S2
4 2
51
3
14
1V1
1A1
1V2
1S1
1Z1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 11
50%
4 2
51
3
14 12
2
1 3
2
1 3
1V1
1A1
1V3
1S1 1S2
1Z1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 12
12
3
50%
1 12
2
1 3
2
1 3
1S2
4 2
51
3
14
1A1
1V1
1V2
1V31V4
1S1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 13
1 12
4 2
51
3
14 12
2
1 3
1S3
2
1 3
2
1 3
1 A
1V2
1V1
1S1 1S2
1S3
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 14
4 2
51
3
1 12
1 12
2
1 3
2
1 3
2
1 3
2
1 3
21
3
1S1
1S2 1S31S4
1V1 1V2
1A1
1B1
0 S 0 Z
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 15
50%
1 12
1 12
1S4
4 2
51
3
14 12
2
1 3
2
1 3
2
1 3
2
1 3
1S4
1 A
1V2
1V1
0V20V1
1S1 1S2 1S3
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 16
1 12
1S3
4 2
51
3
14 12
2
1 3
2
1 3
2
1 3
2
1 3
1S3
1 A
1V2
1S1 1 S2
0 S0 Z
1V1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 17
50%
1S2
12
3
1 12
4 2
51
3
14
2
1 3
2
1 3
1S2
2
1 3
1 A
1V31V4
1V2
1V1
1S1
0 S
0 Z
2
1 3
1 S
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 18
2
12
1
4 2
51
32
1 3
2
1 3
2
1 3
21
3
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 19
1 12
50%
50%
1S2 1S3
9%
2
1
12
3
4 2
51
3
14 12
2
1 3
2
1 3
1S3
2
1 3
1S2
1 A
1V4 1V5
1V3
1V1
1S1
1V2
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 20
30%
2
1
12
390%
2
1
10
3
1S2
2
1 3
2
1 3
1S2
4 2
51
3
14 12
1 A
1V3
1V1 1V2
1S1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 21
80%
50%
9%
2
1
12
3
1S2 1S3
1 12
13%
2
1
12
3
4 2
51
3
14 12
2
1 3
2
1 3
1S2
2
1 3
1S3
1 A
1V5 1V6
1V4
1V2
1V3
1V1
1S1
-
Tecnologa Industrial II 2 de Bachillerato Tecnolgico
B. T. I Tema 1.- Automatismos Neumticos
EJEMPLO 22
Cada vez que se pulsa 1S el cilindro realiza una carrera, bien de entrada o de salida, y no realiza la siguiente hasta que no se vuelve a pulsar
4 2
51
3
14 12
4 2
51
3
14 12
2
1 3
10
2
1 3
2
1 3
10
1 A
1V4
1V3
1V2
1 S
1V1