REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIN SUPERIORINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICOSANTIAGO MARIOEXTENSIN VALENCIA

Neumtica: El poder del Aire

ELABORADO POR:MEDINA S. YENIRE E. C.I 18.180.020 PROFESOR: FAJARDO LUIS

Valencia, Junio 2015NEUMTICA HISTORIAGriegosPneuma: soplido, aliento, alma. Pneumtica: tcnica que utiliza el aire como vehculo para transmitir energa.Navegacin a vela Molinos de viento: moliendas y bombeoEl concepto de la neumtica, no es una iniciativa del siglo XX, desde hace mucho tiempo se ha venido trabajando2500 A.C. Muelles de soplado.1500 A.C Fuelle de mano y de pie (fundicin no ferrosa).Siglo I. A.C el Griego Tesibios inventa el can neumtico.Siglo XVII - Estudio de los gases: Torricelli, Pascal, Mariotte, Boyle, Gay Lussac.1688 Mquinas de mbolos (Papn).1762 Cilindro soplante (John Smeaton) 1776 Prototipo compresor (John Wilkinson).Siglo XIX Se empieza a usar la neumtica en la industria de forma sistmica.1857 Perforacin tnel Mont Celis.1869 Freno de aire para FFCC. 1880 Primer martillo neumtico. 1888 Red de distribucin de aire en Pars.Siglo XX Incorporacin de la neumtica en mecanismos y automatizacin.Actualidad - Nueva generacin tecnolgica siglo XXI: la electrnica como mando Robots, manipulacin, autmatas programables.La neumtica es la parte de la Tecnologa que emplea el aire comprimido para producir un trabajo til.El aire comprimido es una forma de almacenar energa mecnica, que puede ser utilizada posteriormente para producir trabajo. Si se ejerce fuerza sobre el aire contenido en un recipiente cerrado, dicho aire se comprime presionando las paredes del recipiente.El hecho de comprimir aire es debido a que el aire comprimido constituye en realidad una forma de transporte de energa de muy fcil manejo y por esto su utilizacin se ha ido imponiendo paulatinamente en la industria. PROPIEDADES MAS RELEVANTESLa presin puede aprovecharse para generar trabajo (grandes fuerzas, o desplazamientos de objetos).

Para comprobar este fenmeno, basta con inflar un globo y soltarlo: saldr despedido a gran velocidad, gracias al impulso que le proporciona el aire comprimido al expandirse y salir fuera del globo.

Otro ejemplo sencillo sera conectar dos jeringuillas mediante un tubo de plstico, y presionar el mbolo de una de ellas. El aire comprimido empujar el mbolo de la otra Jeringuilla, desplazndola.

Experimento Jeringuillas

Este efecto es el principio de funcionamiento de los cilindros neumticos, dispositivos clave en Tecnologa Neumtica.

El aire se concentra en la troposfera, que va desde el nivel del mar hasta unos 18 km en el ecuador y hasta unos 8 km sobre los polos.

El aire es una mezcla de gases compuesto principalmente de nitrgeno, oxgeno, helio, nen, argn, dixido de carbono, vapor de agua y algunas partculas slidas en suspensin.

Su densidad es de 1,293 kg/m3.

Un circuito neumatico, sea simple o complejo, utiliza los siguientes principios bsicos:

1. Ley de Boyle-Mariotte

A temperatura constante, el volumen de un gas encerrado en un recipiente es inversamente proporcional a la presin absoluta, o sea, el producto de la presin absoluta y el volumen es constante para una cantidad determinada de gas.

2. La ley de Gay-Lussac

El volumen de aire vara en funcin de la temperatura.

3. La ley de los Gases Ideales

El volumen de aire vara en funcin de la temperatura.

APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA NEUMTICA

Debido a sus buenas caractersticas, actualmente la neumtica es ampliamente utilizada en multitud de aplicaciones y entornos industriales.

La tecnologa neumtica se usa en sistemas industriales tales como: plataformas elevadoras, apertura y cierre de puertas o vlvulas, embalaje y envasado, mquinas de conformado, taladrado de piezas, robots industriales, etiquetado, sistemas de logstica, prensas, pulidoras, mquinas - herramientas; etc.

Aplicaciones

Aplicaciones

Aplicaciones

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA NEUMTICA.

La tecnologa neumtica ofrece importantes ventajas frente otros tipos de tecnologas, como son:

La neumtica es capaz de desarrollar grandes fuerzas, imposibles para la tecnologa elctrica.

Utiliza una fuente de energa inagotable: el aire.

Es una tecnologa muy segura: no genera chispas, incendios, riesgos elctricos, etc.

Es una tecnologa limpia, muy adecuada para la industria alimentaria, textil, qumica, etc.

Es una tecnologa muy sencilla, que permite disear sistemas neumticos con gran facilidad.

La neumtica posibilita sistemas con movimientos muy rpidos, precisos, y de gran complejidad.

Las principales desventajas de la neumtica son:

El funcionamiento de los sistemas neumticos es ruidoso, ya que el aire comprimido se expulsa al exterior una vez ha sido utilizado.

Es una tecnologa ms costosa que la tecnologa elctrica, pero el coste se compensa por su facilidad de implantacin y buen rendimiento.

EL CIRCUITO NEUMTICO

En electricidad es necesario utilizar un circuito elctrico para usar la energa de la corriente elctrica.

En neumtica es necesario emplear circuitos neumticos para aprovechar la energa del aire comprimido.

Todo circuito neumtico est compuesto por una serie de elementos bsicos:

El compresor, es el dispositivo que comprime el aire de la atmsfera hasta que alcanza la presin de funcionamiento de la instalacin.

El acumulador, es un tanque o depsito donde se almacena el aire para su posterior utilizacin.

Dispositivos de mantenimiento que se encargan de acondicionar al aire comprimido, protegiendo el circuito para que la instalacin neumtica pueda funcionar sin averas durante mucho tiempo.

Las tuberas y los conductos, a travs de los que se canaliza el aire para que llegue a los distintos elementos del circuito.

Los elementos de mando y control, son vlvulas que se encargan de controlar el funcionamiento del circuito neumtico, permitiendo, interrumpiendo o desviando el paso del aire comprimido segn las condiciones de funcionamiento del circuito.

Los actuadores, como cilindros y motores neumticos, que son los encargados de utilizar el aire comprimido, transformando la presin del aire en trabajo til.

Por tanto, se pueden distinguir 3 etapas por las que pasa el aire en un circuito neumtico:

a) Produccin, acondicionamiento y distribucin del aire comprimido: compresor, depsito, unidad de mantenimiento, y tuberas de distribucin.

b) Utilizacin del aire comprimido: actuadores neumticos (cilindros y motores neumticos).

c) Control del aire comprimido: vlvulas.

PRODUCCIN Y DISTRIBUCIN DEL AIRE COMPRIMIDO.

En la produccin y distribucin del aire comprimido intervienen el compresor, el depsito, la unidad de mantenimiento, y las canalizaciones.

1) Compresor neumtico.

Es el dispositivo encargado de generar el aire comprimido. Los compresores son motores elctricos o de combustin que aspiran el aire de la atmsfera y lo comprimen hasta alcanzar la presin de funcionamiento requerida por la instalacin.Segn el tipo de movimiento del motor, los compresores neumticos se dividen en dos categoras: alternativos o rotativos.

2) Depsito o acumulador.

La mayora de los compresores incluyen un depsito o tanque que acta como acumulador.El aire comprimido generado por el compresor se almacena en el depsito, para evitar que el compresor tenga que estar siempre trabajando. El compresor slo se vuelve a poner en marcha cuando la presin en el depsito sea baja (ahorrando as la gasolina o electricidad necesarias para mover el motor del compresor).

Los depsitos cuentan con varios dispositivos asociados: Presostato: se trata de un sensor de presin que conecta o desconecta el motor del compresor.

Si la presin del depsito desciende, el presostato activa el compresor para mantener la presin en el depsito.

Vlvula de seguridad: En caso de avera del compresor, se podra inyectar aire comprimido al depsito de forma continuada, provocando un peligroso aumento de la presin en el depsito.

Para evitar esta situacin, el depsito aade una vlvula que deja escapar aire al exterior en caso de que la presin sea muy alta.

Regulador: es una vlvula ajustable que permite controlar la presin que se enva al circuito, dejando salir ms o menos aire. Cuenta con un manmetro para conocer la presin entregada.

3) Unidad de mantenimiento.

Antes ser inyectado en el circuito, el aire es acondicionado por la unidad de mantenimiento para proteger las vlvulas y actuadores hacia los que el aire se dirige. Esta preparacin del aire la ejecutan los 3 elementos de los que consta la unidad:

a) Filtro: elimina la humedad y partculas de polvo contenidas en el aire. Incluye una llave de purga para desalojar los lquidos condensados.

b) Regulador de presin (con manmetro): mantiene la presin constante, para evitar fluctuaciones que pongan en riesgo el funcionamiento de la instalacin.

c) Lubricador: inyecta aceite lubricante en el aire comprimido para evitar oxidaciones y corrosin en los elementos neumticos, y para engrasar las partes mviles del circuito.

4) Red de distribucin del aire.

Es el conjunto de conductos que distribuyen el aire comprimido a toda la instalacin. Las conducciones principales suelen ser tuberas metlicas, mientas que para las derivaciones finales hacia los actuadores se usan tubos plsticos de polietileno o mangueras de goma.

UTILIZACIN DEL AIRE COMPRIMIDO: ACTUADORES

Los actuadores neumticos son los elementos del circuito neumtico que utilizan la energa del aire comprimido para desarrollar algn trabajo til (fuerzas o desplazamientos).Los actuadores ms comunes en neumtica son los cilindros neumticos.

Cilindros neumticos (actuadores lineales):Transforman la energa potencial del aire comprimido (presin) en energa mecnica lineal (movimientos de avance y retroceso).

Son actuadores compuestos por un tubo cilndrico hueco. La presin del aire comprimido introducido en el interior del cilindro desplaza un mbolo mvil, que est conectado a un eje (vstago).

Hay dos tipos fundamentales de cilindros neumticos:

a) Cilindros de simple efecto.b) Cilindros de doble efecto.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO.

Son cilindros que presentan una nica entrada de aire comprimido. Cuando el aire comprimido entra en la cmara del cilindro empuja al mbolo, haciendo que el vstago se desplace realizando una fuerza de empuje. Gracias a la accin de un muelle, el retorno del mbolo es inmediato cuando se deja de inyectar aire en el cilindro.

Desventajas: Slo producen trabajo (fuerza de empuje) en el movimiento de avance, ya que el retorno viene dado por la elasticidad del muelle.

Ventajas: Menor consumo de aire comprimido (nicamente en el avance del mbolo)

CILINDROS DE DOBLE EFECTO.

Estos cilindros presentan dos entradas de aire comprimido, que hacen que el mbolo pueda ser empujado por el aire en los dos sentidos (avance y retroceso).

Ventajas: Al tener dos tomas de aire puede realizar trabajo til en ambos sentidos.

Desventajas: Doble consumo de aire comprimido (en el avance y en el retroceso).

CONTROL DEL AIRE COMPRIMIDO: VLVULAS

Hasta ahora se ha visto cmo generar el aire comprimido con un compresor, y cmo utilizarlo para producir trabajo mediante cilindros.

Sin embargo, tambin se necesita saber cmo controlar el funcionamiento de un circuito neumtico (abrir o cerrar el circuito, dirigir el aire por diferentes conductos, ajustar presiones, etc.). De ello se encargan unos elementos neumticos adicionales: las vlvulas.

Las vlvulas son dispositivos que controlan el paso del aire comprimido.

VLVULAS DISTRIBUIDORAS.

Las vlvulas distribuidoras permiten activar o parar un circuito neumtico. Su funcin es dirigir adecuadamente el aire comprimido para que tenga lugar el avance y el retroceso de los cilindros. Por tanto, las vlvulas se pueden ver como los interruptores o conmutadores de los circuitos neumticos.

Controlando el flujo del aire mediante el accionamiento de una vlvula se puede controlar la activacin del cilindro.

Parmetros de una vlvula.

a) Vas y posiciones:

Las vlvulas se nombran por el nmero de vas (orificios de entrada y salida) y por el nmero de posiciones (estados que puede adoptar, o movimientos que puede realizar).Ejemplo: vlvula 3/2 vlvula con 3 vas y 2 posiciones.

b) Accionamiento de la vlvula:

Un parmetro importante de las vlvulas es cmo se accionan: la activacin puede ser manual (por pulsador, por pedal, etc.), mecnica (por leva, por final de carrera, etc.), neumtica (mediante aire comprimido), o elctrica (mediante una seal elctrica que activa un electroimn o un rel).

c) Retorno de la vlvula:

Otra caracterstica fundamental es la forma cmo una vlvula vuelve a su posicin inicial tras la activacin. El retorno suele ser por muelle, pero tambin hay retornos neumtico, elctricos, etc.

Simbologa de una vlvula.Para representar de forma sencilla una vlvula se utilizan smbolos. Los smbolos muestran el funcionamiento de la vlvula, pero no sus detalles constructivos internos. Para entender el smbolo de una vlvula, hay que seguir estas indicaciones: Cada posicin de la vlvula se representa con un cuadrado. Las vas de la vlvula se representan por pequeas lneas en la parte exterior de uno de los cuadrados.

Dentro de cada cuadrado se representan las conexiones internas entre las distintas vas o tuberas de la vlvula, y el sentido de circulacin del fluido se representa por flechas.

En los extremos de los rectngulos se representa el accionamiento y el retorno de la vlvula.

El accionamiento permite pasar de la posicin de reposo a la posicin de trabajo. El retorno permite pasar de la posicin de trabajo a la posicin de reposo

En resumen:

CONTROL DEL AIRE COMPRIMIDO: VLVULAS

Hasta ahora se han revisado las vlvulas distribuidoras, cuya misin era controlar la direccin de flujo del aire comprimido, y poder as gobernar la activacin de los cilindros neumticos.

Existen otras vlvulas que permiten incluir otras funcionalidades adicionales en los circuitos neumticos:

Vlvulas reguladoras de caudal: Las vlvulas reguladoras de caudal (o reguladoras de flujo) sirven para regular la cantidad de aire que circula por la tubera que llega a un cilindro. Se componen de un tornillo ajustable interno que estrangula el flujo de aire por el tubo. Se utilizan para regular la velocidad de salida y/o de retorno el vstago del cilindro.

Vlvulas selectoras (OR): La vlvula selectora (vlvula OR) presenta dos entradas y una salida. Funciona de forma que, cuando penetra aire por cualquiera de las entradas, el aire sale por la salida. Se utiliza para activar un cilindro desde dos lugares distintos.

Vlvulas de simultaneidad (AND): La vlvula de simultaneidad (vlvula AND) presenta dos entradas y una salida. La vlvula permite el paso del aire comprimido a la salida cuando hay aire comprimido por las dos entradas a la vez.

Vlvulas temporizadoras: Las vlvulas temporizadoras permiten incluir una temporizacin o retardo en la activacin del cilindro. Son vlvulas que incluyen un depsito de aire, cuyo tiempo de llenado es el que fija la temporizacin.

AVANCES TECNOLGICO

Avances En Maquinas De Tejer Neumticas Y Con Pinzas

El fabricante de telares Dornier est ofreciendo un mayor grado de automatizacin en sus mquinas, incluyendo una gua neumtica para las pinzas, y una servovlvula compacta y ultra rpida integrada al suministro de aire de las toberas principales. Condensado de "Dornier Insider", de Lindauer Dornier GmbH, Lindau, Alemania.

Robots inteligentes ms accesibles

Al estilo de la pelcula Yo Robot, este ao podremos ver como los robots costosos y avanzados llegan a pases menos desarrollados.

Trenes de propulsin neumtica

Un proyecto revolucionario, con tecnologa diferenciada y creada totalmente en Brasil.

Los vagones se movilizan sobre unas pequeas ruedas de acero montadas en rieles y son impulsados por potentes ventiladores industriales, cuyas aspas son movidas por unos motores elctricos de alto rendimiento y escaso gasto energtico.

Trenes de propulsin neumtica (1) Robots neumticos (2) Mquinas de coser neumticas (3)

BIBLIOGRAFA NEUMATICA (PRINCIPIOS BASICOS)http://www.portaleso.com/usuarios/Toni/web_neumatica/neumatica_indice.html

HISTORIA DE LA NEUMATICAhttp://nelsonpereira901.blogspot.com/2011/09/historia-de-la-neumatica.html

AVANCES TECNOLOGICOShttp://www.textilespanamericanos.com/Ediciones/2003/Septiembre-Octubre/Art%C3%ADculos/Avances_En_Maquinas_De_Tejer_Neumaticas_Y_Con_Pinzas

http://economia.elpais.com/economia/2013/08/10/agencias/1376151123_963915.html