NEUMÁTICA

Guía del alumno
NEUMÁTICA
La neumática es la tecnología que utiliza el aire comprimido como fluido de
trabajo.
El compresor es el elemento que comprime el aire desde la presión atmosférica
hasta los 6-7bar; las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta
en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido
enviado por el compresor y los actuadores son los encargados de aprovechar
la energía del aire comprimido y realizar trabajo en las máquinas
(remachadoras, grapadoras, taladradoras, perforadoras, elevadores de carga,
prensas…)
1.-Características del aire
Para su estudio se va a considerar que se trata de un gas perfecto.
El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior (21% de
oxígeno, 78% de nitrógeno, 1% de hidrógeno, y otros gases). Se comprime
hasta una presión de unos 6 bares, con respecto a la presión atmosférica, y se
denomina presión relativa.
Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión relativa
Los manómetros indican el valor de la presión relativa.
- Presión: Es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie.
P=F/S
F=P.S
P=presión (Pa)
F=fuerza ejercida (N)
S=superficie de actuación (m2)
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En neumática industrial, el pascal resulta una unidad muy pequeña, por lo que
se emplean múltiplos, como el kilopascal (KPa) y el megapascal (MPa).
Otros de los múltiplos muy utilizados en cálculos técnicos son el bar y la
atmósfera (atm).
1 bar=100000 Pa=105 Pa
1 atm=1,013 bar=101300 Pa
 Expresa en bar una presión de 4,25 atm.
 Expresa en unidades del SI una presión de 2,85 atm y una de 6,75 bar.
- Caudal:
Es el volumen de fluido que circula a través de un conductor en la unidad
de tiempo.
Q=V/t
Q=Caudal (m3/s)
V=Volumen (m3 )
t=tiempo (s)
 Determina en l/min el caudal de una tubería por la que circulan 2,7m3 de
aire durante media hora.
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2.-PRODUCCIÓN Y TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO
-
COMPRESOR:
Es el encargado de coger el aire atmosférico (P=1 bar) de su entorno para
elevar la presión y alimentar al circuito neumático. La presión de salida
suele estar comprendida entre los 6 y 7 bar.
Los compresores son movidos por motores eléctricos o térmicos.
 Explica el funcionamiento de los compresores de la imagen superior.
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-
REFRIGERADOR:
A la salida del compresor, el aire puede llegar a alcanzar una temperatura
de hasta 150ºC. La misión del refrigerador es disminuir esta temperatura
hasta 25ºC y eliminar hasta el 80% del agua que contiene.
-
DEPÓSITO O ACUMULADOR:
A la salida del refrigerador se encuentra el depósito, cuya misión es
almacenar aire comprimido para suministrarlo en los momentos de mayor
consumo.
Un sensor de presión pone en marcha y para al compresor cuando la
presión baja o sube, por debajo o por encima de un intervalo determinado.
-
UNIDAD DE MANTENIMIENTO:
Para conseguir una buena calidad del aire es necesario someterlo a tres
operaciones previas: filtrado, regulación y lubricación. De estas
funciones se ocupa la unidad de mantenimiento (conjunto FRL), que está
formada por un filtro, un regulador de presión y un lubricador.
-
El filtro detiene las impurezas que posee el aire.
-
El regulador mantiene una presión constante de aire en el circuito
neumático. Esta presión queda indicada en el manómetro.
-
El lubricador añade aceite nebulizado al aire comprimido. Así, se evita
la oxidación de los componentes del circuito y asegura un buen
funcionamiento de las partes móviles.
3.-VÁLVULAS
- VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS
Las válvulas distribuidoras son las encargadas de interrumpir, dejar pasar o
desviar el aire comprimido. Pueden ser de dos o tres posiciones, y de dos
o más vías. Las posiciones se representan por un cuadrado y las vías por
las entradas o salidas que están unidas a uno de los cuadrados. Estas
vías son orificios, que se comunican con el exterior.
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 Dibuja los distintos tipos de accionamiento de las válvulas.
 Investiga el funcionamiento de la válvula 3/2 NC
 Investiga el funcionamiento de la válvula 5/2
 Representa simbólicamente las siguientes válvulas.
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Válvula 4/2 accionada por rodillo y retorno por muelle.
-
Válvula 5/2 con pilotaje neumático.
-
Válvula 5/3 con pilotaje eléctrico.
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-
VÁLVULAS DE BLOQUEO
 Analiza el funcionamiento de las siguientes válvulas:
- Antirretorno
- Válvula selectora de circuito (Función OR)
- Válvula de simultaneidad (Función AND)
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-
VÁLVULAS REGULADORAS
- Válvulas reguladoras de presión
Las válvulas reguladoras de presión se encargan de controlar la presión
del aire comprimido.
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Válvulas reguladoras de caudal
El caudal que pasa por una conducción puede regularse estrangulando
su paso, mediante la disminución de la sección del conducto.
4.-CILINDROS
Los cilindros son componentes neumáticos, que mediante el uso del aire
comprimido, generan un movimiento de avance y retroceso de un
mecanismo. Son los elementos de trabajo de más frecuente uso en
neumática, muy por encima de los accionadores rotativos, motores,
pinzas, etc.
Se dividen en cilindros de simple efecto y cilindros de doble efecto. Los
de doble efecto son los más
utilizados.
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CILINDROS DE SIMPLE EFECTO
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CILINDROS DE DOBLE EFECTO
 Calcula el trabajo que realizará un cilindro de simple efecto de 80mm de
diámetro y 200mm de carrera sabiendo que está sometido a una presión de
6 bar, que la resistencia del muelle se estima en 251 N y que el rendimiento
es del 65%.
 Calcula la fuerza efectiva en el avance y en el retroceso que desarrolla un
cilindro de doble efecto sometido a una presión de 7 bar, sabiendo que su
rendimiento es del 70% y que los diámetros del émbolo y del vástago son,
respectivamente, 30mm y 8mm.
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5.-CIRCUITOS NEUMÁTICOS
Cilindro de simple efecto con accionamiento por pulsador y retorno por muelle.
Cilindro de doble efecto con accionamiento por pulsador y retorno por muelle.
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 Cilindro de doble efecto con pulsador para el avance y para el retroceso.
 Cilindro de simple efecto accionado indistintamente por dos pulsadores
para el avance y retorno por muelle.
 Cilindro de simple efecto accionado por dos pulsadores simultáneamente
para el avance y retorno por muelle.
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 Cilindro de doble efecto accionado indistintamente por dos pulsadores
para el avance y retorno por muelle.
 Cilindro de doble efecto accionado simultáneamente por dos pulsadores
para el avance y retorno por muelle.
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 Cilindro de doble efecto con avance por pulsador y retorno automático
por rodillo.
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