Colegio Nacional de Educacin Media Superior Tcnica

Colegio Nacional de Educacin Media Superior Tcnica

Plantel Orizaba 252

Capitulo1:

Principios de la neumtica

Facilitador:

Ing. Vctor Hugo Prez Concha

Equipo 4

Candidatos:

Corona Corona Carlos Augusto

Domnguez Apale Julin

Len Fierro Erick

Morales Bez Efran

Vzquez Jimnez lvaro

Colegio Nacional de Educacin Media Superior Tcnica

Plantel Orizaba 252

Capitulo1:

Elementos de trabajo neumtico

Facilitador:

Ing. Vctor Hugo Prez Concha

Equipo ?

Candidatos:

Acevedo Santiago Luis Cristian

Bustos Alarcn Cristian

Garca Huerta Jos Juan

Hernndez Morales Jess

Ordez Flores Juan Antonio

Snchez Sosa David

Colegio Nacional de Educacin Media Superior Tcnica

Plantel Orizaba 252

Capitulo1:

Elementos de Mando y trabajo

Facilitador:

Ing. Vctor Hugo Prez Concha

Equipo 6

Candidatos:

Heredia Franco Cristian

Meza Morales Evaristo Alfredo

Nieto Tepetzin Juan Carlos

Hernndez Luna Alberto

Torres Rosales Alberto

Ramos Lpez Juan

Zamora Prez Jos Isaas

Volumen

1

Colegio de EDUCACIN media superior TCNICA

Especialidad Electromecnica

Manual de Neumtica

escuela de EDUCACIN media superior TCNICA

Manual de neumatica

Facilitador:

Ing. Vctor Hugo Prez Concha

Grupo:

3106

Especialidad:

Electromecnicandice:

Capitulo 1 Principio de la Neumtica

1.1 Introduccin

1.2 Caractersticas del aire

1.3 Preparacin

Capitulo 2 Elementos de trabajo neumtico

2.1 Cilindros neumticos

2.2 Amortiguacin

2.3 Caractersticas, tcnicas para los cilindros

Capitulo 4 Elementos de mando y trabajo

3.1 Generalidades

3.2 Representacin, esquematizacin de vlvulas

3.3 Resumen de vlvulas distribuidores

3.4 Acondicionamiento de vlvulas

3.5 Elementos neumticos de trabajo.......................................................................

INTRODUCCIN

1. HISTORIA DE LOS SISTEMAS NEUMTICOS

El aire comprimido es una de las formas de energa ms antigua que conoce el hombre y que aprovecha para reforzar sus recursos fsicos.

El descubrimiento consciente del aire como medio s remota a muchos siglos de lo ultimo que se tiene referencia es del ao 100 AC. Donde se construyo una catapulta de aire comprimido, unos de los primeros libros de aire comprimid, se escribi en el aire de nuestra era y describe mecanismos que funcionan con aire comprimido caliente.

El primer personaje del que con seguridad que se del estudio de la neumtica, es decir, de la utilizacin de aire a presin, como elemento de trabajo fue el griego Ktesibios, quien hace mas de 2000 aos construyo una ballesta de aire comprimido.

Hace aproximadamente 100 aos se inventaron varios dispositivos neumticos como el correo neumtico, el martillo de remachar, el perforador de percusin y otras herramientas neumticas.

La neumtica moderna con sus mltiples posibilidades se inicio en Alemania a partir de 1950, siendo Festo uno de los pioneros, con el perfeccionamiento de las tcnicas persistentes para ser aplicadas el proceso de la fabricacin, inventndose nuevos aparatos y sistemas.

La aplicacin la neumtica de manera eficiente se considero de manera especial en el rea de ferrocarriles debido a aplicacin de frenos de aire comprimido.

En un sistema neumtico los receptores son los llamados actuadores neumticos o elementos de trabajo, cuya funcin es la de transformar la energa neumtica del aire comprimido en trabajo mecnico.

Los actuadores neumticos se clasifican en dos grandes grupos:

- Cilindros.

- Motores.

Aunque el concepto de motor se emplea para designar a una mquina que transforma energa en trabajo mecnico, en neumtica slo se habla de un motor si es generado un movimiento de rotacin, aunque es tambin frecuente llamar a los cilindros motores lineales.

1.1 DEFINICIN DE LOS SISTEMAS NEUMTICOS

Los trminos neumticos y neumtica proviene de la griega pneuma que significa aliento, soplo o alma. En su acepcin original, la neumtica se ocupa de la dinmica del aire y de los fenmenos gaseosos, pero la tcnica ha creado de ella un concepto propio, pues en neumtica solo se habla de la aplicacin de sobre presin.

Neumtica

Trata del accionamiento de las maquinas y aparatos por medio del aire comprimido. Para producir aire comprimido se utilizan compresores estos son aparatos que toman el aire ambiente, e incrementan la presin del aire.

1.1.1 Ventajas y desventajas del sistema.

1. Se encuentra disponible compresin de manera ilimitada, gratuitamente y en cualquier lugar.

2. No es toxico y puede incluso esterilizarse.

3. Puede ser fcilmente transportado por tuberas, incluso a grandes distancias. Los conductos de retorno son necesarios, ya el aire es abundante.

4. Puede ser almacenado en depsitos, por lo que no es necesario que el compresor permanezca continuamente en servicio.

5. Es poco sensible a las variaciones de temperatura.

6. No existe riesgo de incendio o de explosin.

7. Es medio de trabajo muy limpio por lo que no existe riesgo de contaminacin.

8. La concepcin de diferentes elementos es simple y de fcil comprensin para el personal de mantenimiento.

9. Es un medio de trabajo muy rpido, que permite la obtencin de velocidades de trabajo muy elevadas.

10. No existe riesgo de sobre carga como en los equipos mecanismos y elctricos.

11. Los elementos neumticos son reutilizables, pudiendo desarmar un sistema y armar otro diferente con los mismos elementos.

1.1.2DESVENTAJAS

1. El aire comprimido debe ser preparado antes de su utilizacin con el fin de eliminar impurezas y humedad que originan desgaste prematuro de los componentes.

2. Debido a la compresibilidad del aire, no es posible tener velocidades bajas y uniformes.

3. La fuerza esta limitada a 300 Kg.

4. La potencia de trabajo es menor a la hidrulica.

5. La compresibilidad del aire provoca vibraciones y poca amortiguacin.

1.2 CARACTERSTICAS DEL AIRE

El aire que respiramos y que conforma la atmsfera no es un elemento simple. Es una mezcla conformada alrededor de:

PorcentajeElemento

78%Nitrgeno azote

21%Oxigeno

1%Gases raros

Estas proporciones son prcticamente invariables e independientemente de la temperatura y de la presin. Sin embargo el vapor de aire contenido en el aire constituye un elemento variable, el porcentaje de aire que puede adsorber varia dependiendo de la temperatura y presin, la capacidad de absorcin del aire con el aumento de la temperatura, este fenmeno se observa fcilmente durante el invierno cuando el vapor del agua se condensa con el contacto de los vidrios fros de la ventana.

1.2.1 COMPRESIBLE

Es posible reducir el volumen del comprimindolo tommoslo como ejemplo el espacio ocupado por un globo inflado con aire, la reduccin de su volumen se efecta fcilmente presionndolo entre las dos manos. Sin embargo la reduccin del volumen se acompaa de una elevacin proporcional de la presin al interior del globo.

1.2.2 EXPANCIBLE.

El aire tiene la de ocupar todo el espacio disponible. Los gases no tiene superficie determinada como los lquidos, ocupan en su totalidad el espacio disponible.

1.2.3 ELSTICO

El aire retorna exactamente a su volumen original cuando se le reemplaza en las condiciones de origen como por ejemplo el globo oprimido por las manos, encuentra su volumen inicial al ser liberado.

Esta caracterstica se exploto en el caso de la suspensin neumtica.

1.2.4 PESADO.

El aire pesa una masa. Un litro de aire representa una masa de 1293 gr. o una temperatura de cero grados centgrados bajo presin atmosfrica normal.

1.2.5 SECADOR DE AIRE

Es un sistema de filtracin en lnea del tipo secante que retira el vapor y el liquido del agua del aire de descarga del compresor antes de que este alcance los depsitos de los frenos de aire. Esto da como resultado aire seco y limpio que esta siendo suministrado al sistema de frenos de aire, ayudando as a la prevencin de que las lneas de aire se congelen.

1.3 PREPARACIN DEL AIRE COMPRIMIDO.

Justo antes de que el aire comprimido alimente los elementos neumticos, debe ser tratado de nuevo para mejorar sus condiciones. Es necesario sacar el agua que haya podido condensarse en el ltimo tramo antes de llegar al punto de utilizacin. El aire comprimido procedente de la red general, adems de las pequeas partculas que no han sido retenidas en el filtro de aspiracin del compresor, contiene otras impurezas procedentes de la red de tuberas tales como residuos de la oxidacin, polvo y cascarillas. Gran parte de estas impurezas se separan en los recipientes de condensacin con una adecuada instalacin de la red general, pero las partculas pequeas son arrastradas en forma de suspensin por la corriente de aire.

Adems se producen fluctuaciones de presin en la corriente de aire. Sin embargo, los consumidores deben poder trabajar siempre con la misma presin de aire; a lo anterior hay que aadir que las partes mviles de los elementos neumticos tambin necesitan una lubricacin.

Las impurezas y el agua en suspensin se retienen mediante un filtro. Despus de ste, el aire comprimido pasa al regulador o reductor de presin, mediante el cual se regula la presin del aire a nivel requerido. Finalmente se efecta la incorporacin de aceite al aire mediante un lubricador. El conjunto de estos tres elementos recibe el nombre de unidad de mantenimiento.

Principio de funcionamiento. Cuando el aire comprimido entra en el filtro, se dirige a travs de deflectores direccionales y origina una corriente centrfuga. Las partculas pesadas, liquidas y slidas, son impulsadas hacia la pared interior del depsito donde es eliminado por la purga automtica o normal. Luego el aire pasa a travs del elemento filtrante para eliminar las partculas slidas. Una pantalla secadora mantiene una zona de calma en la parte inferior del depsito que impide que la turbulencia del aire haga retornar hacia la corriente de aire el liquido obtenido.

Desde el filtro, el aire comprimido pasa al regulador de presin.

Cuando no hay presin sobre el muelle de regulacin, la vlvula del regulador est cerrada. Cuando se gira el tornillo de regulacin, se aplica una presin al muelle que es transmitida a la vlvula, por la membrana flexible, abrindola. El aire pasa entonces al circuito secundario y ejerce una presin

Contra la membrana. Si la maquina a alimentar est en reposo, el circuito secundario se llena y la presin se equilibra cerrndose el regulador. Si la mquina utiliza el aire la vlvula del regulador permanece abierta y admite el aire necesario para equilibrar la presin del muelle.

Cuando el aire, filtrado y regulado, entra en el lubricador, una parte fluye por una vlvula, presurizando el depsito. La mayor parte del aire de entrada pasa a travs del lubricador por un censor de flujo que permite que el lubricador mantenga automticamente una densidad constante de aceite. La combinacin del depsito de aceite presurizado y la diferencia de presin producida por el censor de flujo, hacen que el aceite suba por el tubo sifn. Todo el aceite que pasa queda convertido en una niebla de densidad constante y continua hasta el punto de aplicacin.

Funcionamiento de la purga automtica de agua. El condensado del filtro llega a travs del tubo de unin (1) a la cmara del flotador (3). A medida que aumenta el nivel del condensado, el flotador (2) sube y a una altura determinada abre, por medio de una palanca, una tobera (10). Por el taladro (9) pasa aire comprimido a la otra cmara y empuja la membrana (6) contra la vlvula de purga (4). Esta abre el paso y el condensado puede salir por el taladro (7). El flotador (2) cierra de nuevo la tobera (10) a medida que disminuye el nivel de condensado. El aire restante escapa a la atmsfera por la tobera (5). La purga puede realizarse tambin de forma manual por el perno (8).1.3.1 EL REGULADOR

Funciona en conjunto con el mecanismo de descarga del compresor y mantiene la presin del aire del deposito entre una presin predeterminada mxima y mnima. El regulador es un tipo de pistn ajustable que se consigue en varias cantidades de presin. Unas cantidades de presin no ajustables entre las presiones de conectar y desconectar estn diseadas dentro del regulador. Se ha provisto de un montaje remoto, se puede conseguir a pruebe de climas y para altas temperaturas para instalaciones especiales.

1.3.2 L DEPOSITO

Sirve al sistema de frenos de aire como un tanque de almacenamiento para un volumen de aire comprimido. El tamao del deposito y el volumen de aire comprimido es tomado por el fabricante del vehculo para proporcionar un volumen de aire adecuado para el uso adecuado de frenos dispositivos de control auxiliares. Generalmente, se usa mas de un deposito en los sistemas de frenos de aire.

1.3.3 VLVULA DE SEGURIDAD

Su funcin en el sistema de frenos de aire es de protegerlo contra una acumulacin excesiva de la presin de aire. Se deber instalar en el mismo tanque al que esta conectada la lnea de descarga del compresor. Las vlvulas de seguridad se pueden conseguir en los estilos ajustables y no ajustables y en varias marcas.

1.3.4 VLVULA DE DOBLE CHEQUEO

Se usa en el sistema de aire debe controlar una sola funcin o componente por cualquier de las dos fuentes de presin. La vlvula de doble chequeo sencillo siempre transmitir la presin ms alta de las dos la lumbrera de salida. La vlvula de chequeo se puede conseguir en los tipos de disco o de vaivn y en distintas configuraciones para distintas aplicaciones.

1.3.5 VLVULA EN LINEA DE CHEQUEO SENCILLO

Esta permite el flujo de aire en una sola direccin evitando que el aire fluya en direccin opuesta. Se pueden conseguir muchos estilos de vlvula de chequeo sencillo con asiento integrables o reemplazables, asiento de metal o caucho y con vlvula de bola de disco. Se pueden conseguir tamaos y formas para acomodarse a los arreglos diversos de las tuberas.

1.3.6 INDICADOR DE BAJA PRESION

Son interruptores electro neumticos operados estn diseados para proporcionar una seal de aviso al conductor en caso de que la presin del aire en el sistema de los frenos de servicio sea inferior al mnimo seguro para la operacin normal. El indicador de presin baja se puede obtener en distintas cantidades de presin, no es ajustable; y se usa en conjunto con una lmpara de aviso montada en el tablero de mando o con un timbre de alarma.

1.3.7 INTERRUPTOR DE LA LAMPARA DE DETENCIN Y LA VLVULA DE CHEQUEO DOBLE.

Este dispositivo realiza la funcin de un interruptor para la lmpara de detencin y como una vlvula de chequeo doble. Acepta una seal o una presin de suministro que bien de dos fuentes, y entrega dentro de un escape comn. Un uso tpico seria un sistema de circuito sencillo en el que las de entrega de las vlvulas de frenos de pie y la vlvula TC entubadas dentro de la vlvula y la presin desde cualquiera de estas fuentes operara el interruptor de la vlvula.

1.3.8 VLVULA DE FRENO DE PIE.

Es el punto de control del sistema de frenos de aire del vehculo. Proporciona al conductor una forma fcil y graduada de operacin al aplicar y soltar los frenos en un solo vehculo o en una combinacin de vehculos (tractor o remolque).

La vlvula de los frenos se pueden conseguir en distintas configuraciones de montaje y generalmente, puede ser que estn montadas en el piso o la pared. La actuacin de la vlvula puede ser mediante pedal o en algunos casos con un arreglo de palanca / articulacin.

La sensacin que produce la vlvula variara, dependiendo del mtodo de actuacin y del diseo de la vlvula. Todas las vlvulas de los frenos estn diseadas para proporcionar la aplicacin de aire gradualmente a unas cantidades de entre 5 P.S.I. y 80 P.S.I., con la capacidad de entregar una presin total del deposito.2.1 CILINDROS NEUMTICOS.

Los cilindros neumticos son, por regla general, los elementos que realizan el trabajo. Su funcin es la de transformar la energa neumtica en trabajo mecnico de movimiento rectilneo, que consta de carrera de avance y carrera de retroceso.

Generalmente, el cilindro neumtico est constituido por un tubo circular cerrado en los extremos mediante dos tapas, entre las cuales se desliza un mbolo que separa dos cmaras. Al mbolo va unido un vstago que, saliendo a travs de una o ambas tapas, permite utilizar la fuerza desarrollada por el cilindro en virtud de la presin del fluido al actuar sobre las superficie del mbolo.

Los dos volmenes de aire en que queda dividido el cilindro por el mbolo reciben el nombre de cmaras. Si la presin de aire se aplica en la cmara posterior de un cilindro, el mbolo y el vstago se desplazan hacia delante (carrera de avance). Si la presin de aire se aplica en la cmara anterior del cilindro, el desplazamiento se realiza en sentido inverso (carrera de retroceso).

Existen diferentes tipos de cilindros neumticos. Segn la forma en que se realiza el retroceso del vstago, los cilindros se dividen en dos grupos:

Cilindros de simple efecto.

Cilindros de doble efecto.

2.1.1 Cilindros de simple efecto.

El cilindro de simple efecto mostrado en la figura 2.1 slo puede realizar trabajo en un nico sentido, es decir, el desplazamiento del mbolo por la presin del aire comprimido tiene lugar en un solo sentido, pues el retorno a su posicin inicial se realiza por medio de un muelle recuperador que lleva el cilindro incorporado o bien mediante la accin de fuerzas exteriores.

En la prctica existen varios tipos. Los ms empleados son los cilindros de mbolo. El movimiento de trabajo es efectuado por el aire a presin que obliga a desplazarse al mbolo comprimiendo el muelle y, al desaparecer la presin, el muelle hace que regrese a su primitiva posicin de reposo.

Por lo anterior, los cilindros de simple efecto se utilizan cuando el trabajo debe realizarse en una sola direccin. Hay que tener presente que existe aire a la presin atmosfrica en la cmara opuesta, pero puede escaparse a la atmsfera a travs de un orificio de escape.

Segn la disposicin del muelle, los cilindros de simple efecto pueden aplicarse para trabajar a compresin (vstago recogido en reposo y muelle en cmara anterior), o para trabajar a traccin (vstago desplazado en reposo y muelle en cmara posterior).

Mediante el resorte recuperador incorporado, queda limitada la carrera de los cilindros de simple efecto; por regla general la longitud de la carrera no supera los 100 mm. Por razones prcticas son de dimetro pequeo y la nica ventaja de estos cilindros es su reducido consumo de aire, por lo que suelen aplicarse como elementos auxiliares en las automatizaciones.

Fig. 2.1 cilindro de simple efecto

2.1.2 Cilindros de doble efecto.

Al decir doble efecto se quiere significar que tanto el movimiento de salida como el de entrada son debidos al aire comprimido, es decir, el aire comprimido ejerce su accin en las dos cmaras del cilindro, de esta forma puede realizar trabajo en los dos sentidos del movimiento.

El campo de aplicacin de los cilindros de doble efecto es mucho ms extenso que el de los cilindros de simple efecto; incluso si no es necesario ejercer una fuerza en los dos sentidos, el cilindro de doble efecto es preferible al cilindro de simple efecto con muelle de retorno incorporado.

El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de mbolo y posee dos tomas para el aire comprimido situadas a ambos lados del mbolo.

Al aplicar aire a presin en la cmara posterior y comunicar la cmara anterior con la atmsfera a travs de una vlvula, el cilindro realiza la carrera de avance.

La carrera de retroceso se efecta introduciendo aire a presin en la cmara anterior y comunicando la cmara posterior con la atmsfera, igualmente a travs de una vlvula para la evacuacin del aire contenido en esa cmara de cilindro.

Para una presin determinada en el circuito, el movimiento de retroceso en un cilindro de doble efecto desarrolla menos fuerza que el movimiento de avance, ya que la superficie del mbolo se ve ahora reducida por la seccin transversal del vstago. Normalmente, en la prctica no se requieren fuerzas iguales en los dos movimientos opuestos.

Los cilindros de doble efecto pueden ser:

Sin amortiguacin.

Con amortiguacin.

En la prctica, el empleo de unos u otros depende de factores como la carga y la velocidad de desplazamiento. Por ejemplo, cuando la carga viene detenida por topes externos pueden aplicarse los cilindros sin amortiguacin.

Sin embargo, cuando la carga no viene detenida por tales topes, se debe recurrir a la utilizacin de los cilindros con amortiguacin.

Los cilindros de doble efecto presentan las siguientes ventajas sobre los cilindros de simple efecto:

Posibilidad de realizar trabajo en los dos sentidos.

1. No se pierde fuerza para comprimir el muelle.

2. No se aprovecha toda la longitud del cuerpo del cilindro como carrera til.

Por el contrario, tiene el inconveniente de que consume doble cantidad de aire

comprimido que un cilindro de doble efecto.

Amortiguacin.

Por la mecnica conocemos que la cantidad de energa cintica de un cuerpo viene determinada por su masa y velocidad.

La expresin de la energa cintica de un cuerpo es:

Ec = 1 / 2 m v2La velocidad aparece elevada al cuadrado, ya que es muy importante en la energa cintica.

La frmula anterior puede aplicarse al mbolo, al vstago y a toda la masa aplicada a l, en movimiento. Para analizar el efecto de la energa en un cilindro neumtico hay que fijarse en la carrera.

La carrera finaliza al chocar el mbolo con la capa anterior o posterior. Para el mbolo significa liberar toda la energa cintica, igual que ocurre cuando un automvil a toda velocidad se estrella contra un obstculo. Si la fuerza desarrollada por el mbolo, el vstago y la masa aplicada a l, as como su velocidad son grandes, se libera una gran energa.

La energa liberada intentar deformar la cabeza en cuestin o incluso romperla. A fin de evitarlo se debe disminuir la cantidad de energa que acta contra las tapas. Esto se consigue mediante la amortiguacin final de carrera. Esta amortiguacin puede ser externa o interna al cilindro.

2.2 amortiguamiento

La amortiguacin externa se logra mediante amortiguadores hidrulicos, muelles, sistemas de estrangulamiento de los conductos de escape que se conectan a partir de un determinado punto de la carrera, etc.

La amortiguacin interna ms extendida es la amortiguacin neumtica. Esta amortiguacin se consigue de la siguiente manera: Se aade al mbolo un pistn de amortiguacin que no cambia su rea til. Durante el movimiento del mbolo, el aire puede escaparse a la atmsfera normalmente, justo antes del fin de carrera.

En este momento, el pistn de amortiguacin cierra la salida libre y el aire escapa a la atmsfera a travs de una restriccin regulable. El aire remanente es comprimido por el mbolo an en movimiento. Este aire comprimido produce una resistencia progresiva que se opone al movimiento del mbolo. Este cojn de aire absorbe el golpe.

El tornillo de ajuste puede regularse externamente con objeto de controlar la amortiguacin. En la prctica este tornillo, se ajusta de forma que para una velocidad determinada del mbolo y para una carga dada no se escuche ningn golpe metlico.

Para conseguir, ya desde el principio de suministro de aire, un inicio del movimiento contrario fuerte y uniforme, existe una vlvula antirretorno, permitiendo que el aire a presin acte sobre toda el rea del mbolo.

Cuando las masas que traslada un cilindro son grandes, al objeto de evitar un choque brusco y daos se utiliza un sistema de amortiguacin que entra en accin momentos antes de alcanzar el final de la carrera. Antes de alcanzar la posicin final, un mbolo amortiguador corta la salida directa del aire al exterior. En cambio, se dispone de una seccin de escape muy pequea, a menudo ajustable.

El aire comprimido se comprime ms en la ltima parte de la cmara del cilindro. La sobre presin producida disminuye con el escape de aire a travs de las vlvulas antirretorno y de estrangulacin montadas (seccin de escape pequea).

Figura 2.3 cilindro con amortiguacin interna

El mbolo se desliza lentamente hasta su posicin final. En el cambio de direccin del mbolo, el aire entra sin obstculos en la cmara del cilindro por la vlvula antirretorno.

2.3 Caractersticas tcnicas para los cilindros neumticos.

Fuerza del cilindro.La transmisin de potencia mediante aire comprimido se basa en el principio de Pascal: Toda presin ejercida sobre un fluido se transmite ntegramente en todas direcciones.

Por tanto, la fuerza ejercida por un mbolo es igual al producto de la presin por la superficie.

En los cilindros de simple efecto, debe reducirse la fuerza del muelle recuperador, y en los cilindros de doble efecto debe reducirse en la carrera de retroceso el rea del vstago del rea total del mbolo. Para el rozamiento o bien para el momento de arranque se descuenta de un 3 a un 10 % de la fuerza calculada.

Consumo de aire.

Otra caracterstica importante es la cantidad de aire a presin necesario para el funcionamiento de un cilindro. La energa del aire comprimido que alimenta los cilindros se consume transformndose en trabajo y, una vez utilizado, se expulsa a la atmsfera por el escape durante la carrera de retroceso. Se entiende por consumo terico de aire de un cilindro, al volumen de aire consumido en cada ciclo de trabajo.

Un ciclo de trabajo se refiere al desplazamiento del mbolo desde su posicin inicial hasta el final de su carrera de trabajo, ms el retorno a su posicin inicial.

Velocidad del mbolo.

La velocidad media del mbolo en los cilindros estndar est comprendida entre 0.1 y 1.5 m/s. En los cilindros especiales la velocidad puede ser mayor.

Nunca deben utilizarse los cilindros sin amortiguacin para trabajar a grandes velocidades o bajo condiciones de choque.

La velocidad del mbolo es funcin de la presin de trabajo, de la fuerza antagonista, de las secciones de las tuberas y tambin del dimetro nominal de la vlvula de mando. Adems, la velocidad del mbolo puede ser afectada por vlvulas estranguladoras o por vlvulas de escape rpido.

La obtencin de una velocidad uniforme, a lo largo de toda la carrera es un problema muy complejo, ya que no debemos olvidar que estamos tratando con un fluido compresible.

Carrera del cilindro.

En comparacin con los cilindros de simple efecto con muelle de retorno, la carrera de los de doble efecto est considerablemente menos limitada. Las principales razones para la limitacin de las carreras son:

La disponibilidad comercial de los materiales para la fabricacin de piezas largas.

La proporcin entre la longitud del vstago y su dimetro. Juntas empleadas en los cilindros.

Uno de los componentes importantes en la construccin de los cilindros neumticos son las juntas, cuya funcin es impedir las fugas de aire comprimido entre las piezas mecnicas que configuran el cilindro para que este permanezca estanco.

Las juntas, segn la funcin que desarrolla, se clasifican en dos apartados: Juntas estticas y juntas dinmicas.

Las juntas estticas son las que se colocan entre piezas que no estn en movimiento. Su funcin es cerrar hermticamente un volumen o proporcionar uniones perfectas.

Las juntas dinmicas trabajan entre una superficie mvil y otra fija, debiendo, adems, conservar las condiciones adecuadas para trabajar como juntas estticas cuando el cilindro est parado.

Existen diversos tipos de juntas, las ms empleadas en neumtica son las juntas planas, las juntas tricas y las juntas de labios. Las juntas planas se usan nicamente para aplicaciones estticas.

Las juntas tricas, cuya seccin es circular, son las ms difundidas por sus ptimas caractersticas de funcionamiento. Es preferible usarlas como juntas estticas.

Una vez montadas, estas juntas resultan un poco chafadas, por lo que se adaptan a cualquier superficie irregular mejor que las planas. Tambin se utilizan como juntas dinmicas, especialmente en aquellos casos en que las ventajas de las juntas tricas se hacen evidentes y en cambio sus desventajas no son graves. En los cilindros neumticos actan como juntas estticas y en las vlvulas distribuidoras como juntas dinmicas.

Las juntas de labios pertenecen al grupo de las dinmicas, estas juntas se utilizan para conseguir la estanqueidad en los mbolos. Adems, en las mismas condiciones las juntas de labios duran ms que las tricas, y esto se debe a la forma de la junta.

En el montaje el labio de la junta ya resulta pretensado, lo que proporciona un cierto cierre. Esta tensin es aumentada por la accin del aire comprimido sobre l. Debido al hecho de que el labio esta pretensado, ste va ajustndose a medida que se desgasta.

ACCIONAMIENTO DEL CILINDRO DE DOBLE EFECTO

CUESTIONARIO

1. Qu funcin cumple la unidad de mantenimiento?

2. Qu le ocurre al aire comprimido al accionar la vlvula?

3. Qu le sucede al cilindro mientras la vlvula es accionada?

4. Puede retroceder el pistn mientras la vlvula es accionada?

5. Cul es la funcin del resorte del embolo?

6. En que posicin debe estar la vlvula para que el embolo pueda retroceder?

7. Qu le ocurre a la vlvula al dejar de accionarla?

8. Cul es la causa de ese cambio?

RESPUESTAS

1. Acondicionar el aire comprimido, liberndolo de impurezas y humedad, regulando la presin de trabajo y lubricndolo.

2. El aire comprimido fluye a travs de la vlvula e ingresa al cilindro.

3. El cilindro es accionado por la presin del aire comprimido, y desplaza al pistn.

4. El pistn no puede retroceder, pues se lo impide la presin del aire comprimido.

5. La funcin del resorte del embolo es hacer retroceder a este hacia la posicin inicial.

6. Para que el embolo pueda retroceder, la vlvula debe permitir el escape del aire comprimido que se halla en el cilindro.

7. Al dejar de accionar la vlvula, esta vuelve a su posicin inicial.

8. Debido a la accin del resorte de la vlvula.

ACCIONAMIENTO DEL CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON REGULACIN DE VELOCIDAD

CUESTIONARIO

1. Cul es la funcion de la vlvula reguladora del gasto?

2. Por qu se conecta esta vlvula en la salida?

3. Qu efecto se consigue sobre el pistn del cilindro?

4. Cmo se pueden obtener distintas velocidades de retroceso del pistn?

RESPUESTAS

1. Su funcin es restringir el orificio de circulacin del aire, variando el caudal

2. Se conecta a la salida para variar el caudal de salida, y para controlar de esta manera el tiempo que demora en escapar el aire comprimido encerrado en un recipiente.

3. El efecto que se consigue sobre el pistn es disminuir la velocidad de retroceso, pues al tardar mas tiempo en escapar el aire encerrado en el cilindro, la presin que se opone al resorte del mismo es mas prolongada y retarda su accin.

4. Se pueden obtener distintas velocidades de retroceso del pistn, variando la vlvula reguladora del gasto.

ACCIONAMIENTO DE UN CILINDRO DE DOBLE ACCION

CUESTIONARIO

1. Que ocurre en el circuito al accionar la vlvula V?

2. Cmo es accionado el cilindro A?

3. Puede invertirse el accionamiento del cilindro A?

4. Por qu es necesario dejar de accionar la vlvula V para que el cilindro se detenga?

RESPUESTAS

1. Se produce el accionamiento neumtico del cilindro A.

2. Al ser accionada neumaticamente la vlvula V, el aire circula desde la fuente hacia la cara interior del pistn desplazando el embolo, pues la cara posterior quede hacia la salida.

3. Para ello es necesario accionar la vlvula V en sentido contrario. Ahora el aire comprimido presionar la cara posterior del embolo y el cilindro comenzara a entrar nuevamente.

4. Debido a que al dejar de accionar la vlvula V esta retrocede por accin del resorte, y la conexin de aire comprimido al cilindro queda bloqueada.

ACCIONAMIENTO NEUMTICO DE UN CILINDRO DE DOBLE ACCION

CUESTIONARIO

1. Cual es la funcin de la vlvula V1?

2. Cul es la funcin de la vlvula V2?

3. Por qu una vez accionada la vlvula V1, hay que liberarla para que vuelva a su posicin?

4. Cul es la funcin de la vlvula V3?

5. Cmo se acciona la vlvula V2?

6. Cul es la funcin de las vlvulas V4 y V5?

RESPUESTAS

1. La funcin de la vlvula V1 consiste en iniciar el funcionamiento del sistema, al dejar pasar el aire comprimido para que accione la vlvula V3.

2. La funcin de la vlvula V2 es la de realizar el accionamiento neumtico de la vlvula V3, en sentido contrario al anterior.

3. Para conectar el conducto de mando a la salida, y poder de esta manera accionar la vlvula V3 por medio de la vlvula V2.

4. La funcin de la vlvula V3 consiste en ingresar aire comprimido al cilindro en una de las cmaras, mientras que la otra esta conectada a la salida, e intercambiar esas conexiones alternativamente al ser accionada la vlvula V3. de esta manera se desplaza el embolo del cilindro, haciendo salir el vstago del pistn y volviendo a hacerlo entrar al cilindro.

5. La vlvula V2 es accionada al toparse el extremo del vstago del pistn(en el final de su carrera) con el rodillo de dicha vlvula.

6. La funcin de las vlvulas V4 y V5 es la de regular la velocidad de salida y retroceso del vstago.

ACCIONAMIENTO DE DOS CILINDROS EN PARALELO

CUESTIONARIO

1. Cul es la funcin de la vlvula V?

2. Cmo son accionados los cilindros A y B?

3. Por qu se mueven los dos cilindros en la misma direccin?

4. Es posible que se muevan en direcciones opuestas?

5. Por qu se mueven los cilindros a distintas velocidades?

RESPUESTAS

1. Accionar neumticamente los dos cilindros A y B.

2. El aire comprimido pasa a travs de la vlvula B y penetra en el cilindro. Al actuar presin sobre la cara anterior o posterior del mbolo, el cilindro es accionado. Los dos cilindros son accionados de la misma manera.

3. Pues las conexiones de ambos cilindros estn conectadas en paralelo.

4. Si, pero para eso hay que intercambiar las conexiones de entrada y salida de uno de los cilindros se cambian las conexiones de ambos cilindros, otra vez se movern en el mismo sentido.

5. El rea de los mbolos es distinta (dimetros distintos), y por lo tanto, para una misma presin, las fuerzas que mueven los mbolos son distintas (practica 6), y lo mismo sucede con las velocidades.

RELACION FUERZA, PRESION Y SUPERFICIE

CUESTIONARIO

1. Cul es la razn de la diferencia de velocidades de entrada y salida del pistn para una misma presin?

2. Compare los resultados de los dos cilindros distintos. A que conclusiones se puede llegar?

RESPUESTAS

1. l embolo tiene dos caras, anterior y posterior. La cara posterior tiene un rea menor en donde se pueda aplicar la presin, pues a esta cara esta conectado en vstago del cilindro. Al ser el rea menor, y las presiones iguales, la fuerza aplicada (y por lo tanto, la velocidad), son tambin menores. Esta es la razn por la cual existe una diferencia en las velocidades de entrada y salida del pistn.

2. Por ser los dimetros de los dos cilindros distintos, las velocidades de entrada y salida tambin son diferentes, y tambin las diferencias entre ellas.

CONTROL DE VELOCIDAD DEL CILINDRO

CUESTIONARIO

1. Con que vlvula regulamos el movimiento de salida del vstago de pistn?

2. Con que vlvula regulamos el movimiento de entrada del vstago del pistn?

3. Qu aplicacin se puede dar a ese sistema?

RESPUESTAS

1. La velocidad de salida del pistn se regula con la vlvula V5 2. La velocidad de entrada del pistn se regula con la vlvula v63. Este sistema puede utilizarse en una maquina afiladora de machos de roscar

USO DE LA VLVULA DE RETENCION

CUESTIONARIO

1. Cul es la funcin de la vlvula de retencin( tambin conocida como vlvula "antirretorno" o de chequeo)?

2. A que presin estar sometida el pistn en su cara anterior?

3. Qu presin actuara en ambas caras del pistn al accionar la vlvula V2?

RESPUESTAS

1. La funcin de esta vlvula es impedir la circulacin de aire comprimido en una direccin mientras se permite la otra.

2. Esta sometido a la presin del aire comprimido de la fuente.

3. Al accionar la vlvula V2 actuara en la cara anterior la presin del aire comprimido de la unidad de acondicionamiento. Sobre la cara posterior actuara la presin del aire que queda encerrado entre el embolo del pistn y la vlvula de retencin V1. Esta presin ira aumentando a medida que l embolo se vaya desplazando, pues el volumen ira disminuyendo.

SECUENCIA DE CILINDROS NEUMTICOS

CUESTIONARIO

1. Que debemos accionar para que comience el funcionamiento del sistema?

2. Cmo se produce el desplazamiento del pistn B?

3. Cmo se consigue que retroceda el pistn A?

4. Cul es la secuencia del movimiento de los pistones?

5. Que aplicacin puede tener este sistema?

RESPUESTAS

1. Debemos accionar la vlvula V12. Al accionar la vlvula V1, permite circular aire comprimido desde la fuente, el que acciona la vlvula V3, produciendo la inversin de la entrada del aire al cilindro B, y desplazando el pistn

3. Al dejar de accionarse V4, se conecta a travs de esta al cilindro A con la salida, y el resorte hace retroceder al pistn.

4. La secuencia del movimiento de los pistones es:

B + A + B - A

5. Una de las aplicaciones posibles es la de una prensa neumtica

ACCIONADORES DE AIRE ROTATIVOS

CUESTIONARIO

1. Define el momento del motor neumtico

2. Cul es la relacin entre potencia y momento?

3. Cundo es mxima la potencia?

4. Nombre varias razones que puedan explicar la diferencia entre la potencia medida y la dada por el fabricante.

5. Mencione varios usos del motor neumtico

RESPUESTAS

1. El momento del motor neumtico es la fuerza rotativa del motor. Es definido como el producto de la fuerza generada debido a la diferencia de presin sobre la paleta en su punto medio, y multiplicada por la distancia entre el punto medio y el eje del motor.

2. Potencia es el producto del momento multiplicado por la velocidad.

3. Aproximadamente a la velocidad libre media.

4. Por lo general la diferencia entre las mediciones de la potencia y la dada por el fabricante es debida a errores en la medicin, as como al error al obtener un dato de la tabla o del grafico. Para obtener datos ms precisos es necesario medir los parmetros del motor de una manera mas adecuada, por ejemplo, utilizando un tacmetro y algn aparato adecuado para medir el momento de rotacin (torquimetro).

5. Herramientas de uso domestico, accionadores rotativos en ambiente en los cuales existe peligro de explosin, etc.

USO DE LA VLVULA DE RETENCION CON REGULACIN

CUESTIONARIO

1. Que efecto produce sobre el circuito del accionamiento de la vlvula V1?

2. Cul es la accin que produce la vlvula V2?

3. En que posicin debe encontrarse la vlvula V1 para que pueda ingresar el vstago del pistn del cilindro A?

4. Por qu al dejar de accionar la vlvula V1, deja de actuar la presin neumtica sobre la vlvula V3?

5. Qu vlvula hay que accionar opera que el vstago ingrese dentro del cilindro B?

6. Qu obtenemos al dejar de actuar sobre la vlvula V4?

7. Cul es el orden de los movimientos de ambos pistones

8. qu aplicacin se puede conseguir con este sistema?

RESPUESTAS

1. Permite circular aire comprimido desde la fuente al cilindro a, accionado el pistn. adems el aire pasa tambin a travs de V2 accionado a v32. La vlvula V2 tiene un antirretorno, lo hace por la estrangulacin, retardando la accin sobre la vlvula V3.

3. La vlvula V1 debe dejar de accionarse manual mente, y su resorte al expenderse lo devuelve a su posicin.

4. Por que conecta la vlvula V2 a la salida, y ahora el aire puede pasar en esa direccin por el antirretorno.

5. Debemos actuar sobre la vlvula V4.

6. Al dejar de actuar sobre la vlvula V4, permite que escape el aire comprimido que actuaba sobre la vlvula V3 y llegamos a la posicin inicial.

7. La secuencia de los movimientos de ambos pistones es: A + B +A- B -.

8. Cargar y sujetar piezas en el plato del torno.

USO DE LA VLVULA REGULADORA DEL GASTO

CUESTIONARIO

1. Cul es la razn por la cual el cilindro A avanza a distintas velocidades, cada vez que las vlvulas se abren un cuarto de vuelta mas?

2. A que se debe la diferencia en el tiempo de extensin y retraccin del cilindro para aperturas iguales de la vlvula reguladora del gasto?

RESPUESTAS

1. Cada cuarto de vuelta que se abre la vlvula reguladora del gasto, aumenta el caudal del aire comprimido que puede pasar por la vlvula, y esta hace aumentar la velocidad con la cual avanza el cilindro A.

2. Como hemos visto antes, la diferencia en el tiempo de extensin y retraccin del cilindro, cuando la presin y el caudal son constantes, es debida a la diferencia del rea sobre la cual acta la presin.

USO DE LA VLVULA REGULADORA DEL GASTO COMO REGULADOR DE VELOCIDAD

CUESTIONARIO

Dibuje un grafico de la velocidad del motor (rpm) en funcin del numero de vueltas de la vlvula reguladora de la presin, para las dos presiones.

A que conclusiones puedes llegar comparando las dos curvas?

RESPUESTA

1. Las dos curvas muestran que la velocidad llega a un valor mximo (o limite) que depende de la presin de entrada del aire comprimido al motor, y del caudal del aire comprimido

COJINETES DE AIRE

CUESTIONARIO

1. Cul es la principal aplicacin industrial de los cojinetes de aire?

2. Calcular el peso terico que es posible elevar mediante el cojinete de aire del sistema, conectado a una presin de 80 psig.

RESPUESTAS

1. 1.- Poder transportar grandes pesos de un lugar a otro, aplicando pequeas fuerzas.

presin = 80psig

dimetro externo = 50,8 mm = 2

dimetro interno = 34 mm = 1,34

Fuerza es igual a superficie por presin. La presin a la entrada del cojinete es de 80 psig. Cuando sale de los costados es 0. de modo que el peso ser:

(1,34)2 x 80 +80 0 x (2,02 -1,342 ) = 182,1 lb 83 kg.

4 2 4

El primer sumando es la fuerza debida a la presin interna( dentro del cojinete). El segundo sumando es la fuerza que existe debajo del cojinete, entre el dimetro interno( en el cual la presin es 80 psi) y el dimetro externo(en el cual la presin es 0). Para llegar a una aproximacin, supusimos una distribucin lineal entre los dos dimetros.

EL TUBO VENTURI

CUESTIONARIO

1. Que es el tubo venturi?

2. Que ley gobierna al tubo venturi, y como?

3. Qu es la fuerza de vaco?

4. Nombre aplicaciones del tubo venturi.

RESPUESTAS

1. Todo canal que tenga una entrada convergente, un cuello y una salida divergente.

2. La ley de bernoulli, la cual dice que la suma de la presin y la velocidad es constante, o sea que cuando la velocidad aumenta(cuello), la presin disminuye (vaci).

3. Fuerza de vaci es el nivel de la presin negativa. Por lo general se expresa las unidades de longitud(pulgadas o milmetros) de la columna de agua(H2O) o mercurio (Hg).

4. Lubricador de aerosol, carburadores, tneles de viento, generadores de vaci, espaciadores de pintura, medidores de velocidad de aviones, etc.

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Fig. 1.3 Vlvula de seguridad

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Elementos del filtro:

Recipiente.

Chapa deflectora.

Tornillo de purga.

Filtro sinterizado.

Pg.

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Elementos de la purga:

Tubo de unin.

Flotador

Cmara de flotador.

Vlvula de purga.

Tobera.

Membrana.

Taladro.

Perno

Taladro de paso

Tobera.

Fig. 1.1 Filtro de aire comprimido con regulador de presin

Fig. 1.2 Purga automtica de agua

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Conalep

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Fig. 2.3 Cilindro de simple efecto

Figura 2.2. Cilindro de doble efecto

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