.:. ESQUEMAS .:. I. Introducción 2 Pág. i. Definición 2 Pág.

.:. ESQUEMAS .:.
I. Introducción 2 Pág.
II. Características de los fluidos. El aire 2 Pág.
i. Definición 2 Pág.
ii. Composición del aire comprimido 2 Pág.
iii. Unidades de presión 2 Pág.
iv. Leyes fundamentales de los gases perfectos 2 Pág.
v. Caudal 3 Pág.
III. Componentes básico de un circuito neumático 3 Pág.
i. Producción y tratamiento del aire comprimido 3 Pág.
ii. Regulación y control 4 Pág.
iii. Cilindros neumáticos 5 Pág.
a) Cilindros de efecto simple 6 Pág.
b) Cilindros de doble efecto 6 Pág.
IV. Los problemas 7 Pág.
I. INTRODUCCIÓN
La neumática es la técnica que se dedica al estudio y aplicación del aire comprimido en la automatización de
los distintos campos de la fabricación. Estos circuitos constan básicamente de :
Energía
Aire
El aire comprimido puede ser empleado como:
• Accionador; El cilindro hace de motor.
• De mando o control: Mediante el aire comprimido se puede controlar el cilindro.
II. CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS: EL AIRE
• Composición
La atmósfera de La Tierra un 21 % es oxígeno, un 78 % nitrógeno y un 1 % hidrógenos y otros gases.
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• Definición del aire comprimido
Para ser utilizada industrialmente tiene que ser comprimida a 6 bares. Para facilitar su estudio estipularemos
que es un gas perfecto, es decir, que cumple:
• Sus moléculas no ofrecen ninguna resistencia para desplazarse entre sí.
• Cuando se enciarra en un recipiente a presión, esa presión es transmitida a toda la pared con la que
está e contacto, con un mismo valor.
A efectos del cálculo consideramos que 1kg/cm2 = 1 atmósfera =1 bar
• Unidades de presión
Aunque por ley de debe utilizar el S.I. también se utilizan:
Parámetro
Longitud
Masa
Fuerza
Tiempo
Temperatura
Caudal
Presión
Sistema técnico
Metro (m)
U.T.M (kp ·s2/m)
Kilopondio (kp)
Segundo (s)
Grado Celsius (ºC)
(m3/s)
Atmósfera (atm)
Sistema internacional
Metro (m)
Kilogramo (kg)
Newton (N = kp · m/s2)
Segundo (s)
Grado kelvin (k)
(m3/s)
Pascal (Pa = n/m2)
• Leyes fundamentales de los gases perfectos
Son aquellas leyes que relacionana las magnitudes; presión, volumen y temperatura.
◊ Ley de Boyle−Mariott
A temperatura constante la presión siempre es constante
◊ Ley de Gay Lussac
A presión constante, el volumen es directamente prporcional a su temperatura absoluta.
◊ Ley de Charles
A volumen constante la presión absoluta es directamente proporcional a la temperatura absoluta.
• Caudal
El caudal es la cantidad de aire comprimido que fluye a través de una sección por unidad de tiempo ( l/s;
m3/min ...)
III. ELEMENTOS BÁSICO DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO
Se van a separar según: Producción y tratamiento del aire comprimido, regulación y control y aplicación
industrial.
• Producción y tratamiento del aire comprimido.
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Antes de manejar a propósito la sustancia hay que liberarla de impurezas (aufre, óxidos, polvo...)
La producción y tratamiento puede ser:
• Compresores: su función es elevar la presión del aire que aspiran de la atmósfera. Son mecanismos
rotativos movidos por motores eléctricos o térmicos. Hay dos tipos de compresores de pistón: el
monofásico y el bifásico.
♦ Monofásico: Transforma el movimiento circular en rectilíneo alterntivo mediante un
mecanismo de biela−manivela. Consta de una válvul de admisión y otra de escape. Se pueden
alcanzar de 3 a 10 bares.
♦ Bifásico: Aquí el aire se comprime en dos fases. En la primera se comprime entre 3 y 5 bares
y en la segunda puede llegar a 25.
En ambos casos el símbolo es el mismo:
• Refrigerador: Su función es bajar la temperatura del aire comprimido hasta 25 ºC. Se llega a
condensar el 75 % del agua y el aire restante circula en sentido contrario al del agua introducido en un
tubo. Dependiendo del caudal se puede cambiar.
• Acumulador: Su objetivo es almacenar
aire comprimido para suministrarlo en los
momentos de mayor consumo, lleva incor−
porado: manómetro, termómetro, válvula de
seguridad válvula de cierre y grifo de purga.
• Secador: Tiene como objetivo reducir el contenido de vapor de agua existente en el aire.
• Filtración: La misión del filtro es detener las impurezas que arrastra el aire comprimido, estas
particulas vienes de la atmósfera y de la soldadura o alamina dela tubería.
• Regulación y reflaje de presión: El objetivo del regulador es mantener el aire de salida a una presión
constante, sean cuales fueren las fluctuaciones de la red y las variaciones de consumo del aire de la
instalación.
• Lubricación: Constituye el último tratamiento del aire. Su finalidad es mezclar el aire con aceite para
aumentar la vida y rendimiento y disminuir el rozamiento y la oxidación.
• Redes de distribución: Son las tuberías. Se fijan junto a la pared para dar más consistencia y nunca
dejarla empotrada. Pueden ser de acero o latón, y soldadas o unidas mediante racores.
• Regulación y control
La presión y caudal vana ser controladas por distintos tipos de válvulas: de dirección, antirretorno y de
regulación de presión y caudal.
• Válvulas de dirección (distribuidores): todos los distribuidores se definen por dos características
funcionales:
♦ por el número de vías u orificios, se representa tanto la entrada como la salida y
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♦ número de posiciones, generalmente son dos, una en reposo y otra en trabajo (también puede
haber una tercera que sería neutro)
♦ representación simbólica de válvulas, se representa gráficamente según la norma ISO 1219.
♦ Identificación de los orificios o vías de una válvula, la locaclización se realiza según uan
codificación normalizada.
♦ Modo normal de funcionamiento, Se dice que está normalmente cerrada cuando si presionar
ningún mecanismo su estado es cerrado, se diría lo mismo en sentido contrario.
♦ Funcionamiento de algunas válvulas de dirección;
◊ Válvula 2/2 (mahuel y retorno por muelle), en posición de reposo un muelle
comprime la bora contra su asiento y asi impide el paso del aire. Cuando se añade una
fuerza , la bola baja, y permite su paso.
◊ Válvulas 3/2 (manuel y retorno de muelle), en la posición de reposo un muelle
comprime la bola (igual caso anterior) impidiendo el paso de P a A, y abriendo la
salida de A a R. Con una fuerza externa la bola se desplaza y permite la salida de P a
A.
◊ Válvulas de 4/2 (mando neumático y retorno de muelle), ahora interviene dos
émbolos, en reposo está en su posición más alta, dejando abierto de P a B y de A a R.
Con una señal neumática los émbolos bajan y provocan la comunición de P a A y de
B a R.
◊ Válvulas de 5/2 (mando neumático y retorno neumático), esta válvula se controla
pro dos señales de manera alterna. La señal Y se abre P con B y A con S. Cuando la
es la señal Z se abre de P con A y de B con R.
◊ Válvulas antirretorno: Solo permiten un único sentido. La fuerza de la presión debe
ser mayor a la fuerza de muelle.
◊ Válvula reguladora unidireccional: Se utiliza para regular el caudal de aire
comprimido en una sola dirección. Se regula mediante el tornillo. Si el aire circula en
sentido contrario, la presión levnta la junta dejando el paso libre.
• Cilindros neumáticos
Son elementos de movimiento rectilíneo alternativo que transforman la energía contenida en el aire
comprimido en energía mecánica. Disponen de un tubo cilíndrico cerrado, dentro un émbolo que se desplaza
fijo a un vástago. Ha varios tipos:
• Cilindro de efecto simple.
Solo realiza el trabajo en un solo sentido, es decir, la presión desplaza el émbolo retrocediendo por una fuerza
externa o muelle.
• Cilindro de doble efecto.
Es aquel que pueden realizar trabajo en ambos sentidos, el avance y retroceso del pistón se produce por la
presión que ejerce el aire. Para que el pistón pueda moverse es necesario que entre aire a una de las cámaras y
por la otra salga a la atmósfera.
.:. (IV) LOS PROBLEMAS .:.
1.− Diseña una máquina de entrenamiento para comprobar los reflejos del usuario. Su funcionamiento
consiste simplemente en la salida súbita de un puño cuando se pisa un pedal oculto.
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2.− Diseña una máquina etiquetadota de manera que cuando se pulsa el botón A avanza despacio y
etiqueta la caja, cuando se suelta A el pistón se vuelve a colocar rápidamente en posición de reposo.
3.− Queremos ventilar un invernadero mediante la apertura de unos ventanales de cristal. Se quiere
abrir con un pulsador y cerrar con otro distinto. Lógicamente, los movimientos de apertura y cierre
han de efectuarse suavemente.
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COMPRESOR
DEPÓSITO
SECADOR
+
FILTRO
VALVULAS
CILINDROS
Presión absoluta= P. Atmosférica + P. relativa
P1 · V1 = P2 · V2 = P3 V3 = ...
P1 / T1 = P2 / T2
V2 / V1 = T2 / T1
Compresor
Refrigerador
Acumulador
Secador
Filtro
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