NEUMATICA Y OLEOHIDRAULICA (IM-07-E04)

Universidad Técnica de Ambato
Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica
Carrera de Ingeniería Mecánica
GUIA DE MÓDULO
NEUMATICA Y
OLEOHIDRAULICA
(IM-07-E04)
CIRCUITOS DE APLICACION
Preparado por: Ing. Santiago Cabrera Anda
Area Académica: Energía
Periodo Académico: Marzo – Agosto 2010
CAPÍTULO 1
FLUIDOS NEUMÁTICOS Y OLEOHIDRÁULICOS. APLICACIONES
1.1 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
Analizar procesos en sistemas abiertos, con diversos fluidos: aire atmosférico, aire tratado,
y aceite hidráulico, con la finalidad de determinar sus diversas propiedades y aplicaciones
mecánicas, cumpliendo las leyes y principios de la Termodinámica e Hidrodinámica.
1.2 MARCO TEORICO:
1.2.1 FLUIDOS NEUMÁTICOS: AIRE ATMOSFÉRICO
Es el gas que conforma la atmósfera terrestre y está constituido por una serie de gases,
algunos muy predominantes sobre el resto
1.2.1.1 Composición:
Nitrógeno
Oxígeno
Argón
Gases nobles y otros
78,03% de su volumen; 75,46% de su peso
20,99% de su volumen; 23,20% de su peso
0,94% de su volumen; 1,28% de su peso
0,04%
Gases nobles y otros:
Neón(Ne)
Helio (He)
Kriptón (Kr)
Xenón(Xe)
Agua(H2O)
Dióxido de carbono
1 en 65.000
1 en 200.000
1 en 1.000.000
1 en 11.000.000
Variable
Variable
1.2.1.2 Características. Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Es indispensable para la
vida sobre la tierra. Necesario para la combustión. Los gases que contiene el aire pueden
separarse por medios físicos, como es la destilación fraccionada. Un litro de aire en
condiciones normales pesa 1,293 gramos.
1.2.2 AIRE NEUMÁTICO
El aire neumático debe ser eminentemente seco y sin agentes agresivos y contaminantes.
En el proceso de compresión, el aire genera condensados de agua y más cuando las
temperaturas son bajas.
El aire debe ser limpio, lo que se consigue filtrándolo con filtros de unas 40 micras.
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
El aire comprimido no sobrepasa en su utilización los 10 bar (145 psi) y en su uso
generalizado está entre 6 y 8 bar (87 y 116 psi).
El aire debe ser seco, sin humedad, lo que se consigue con separadores de agua o secadores
de aire instalados en la red de distribución.
El aire puede ser utilizado seco o engrasado. Existen aparatos de instrumentación que
requieren aire seco, mientras que a otros, como cilindros, distribuidores y reguladores se
les alimenta con aire engrasado, que cumple dos objetivos: evitar la oxidación por efecto
de la humedad contenida en el aire y engrasar los elementos móviles de los aparatos
neumáticos.
Los aceites utilizados para engrases son de base mineral y con grados de viscosidad entre
22 y 37 centistokes.
Los aceites contenidos en el aire neumático no deben atacar a las juntas y otros elementos
con los que están construidos los aparatos neumáticos.
El aire neumático, una vez que ha realizado su función, debe ser evacuado al ambiente
donde la instalación esté ubicada. Si hay gran cantidad de aparatos neumáticos, el aire
evacuado puede tener un gran volumen, o que unido a que va acompañado de aceite de
engrase puede contaminar el medio, donde trabajan personas.
Debe cuidarse mucho el control de la contaminación y sus riesgos, para que no suponga un
riesgo para las personas, y evacuando el aire al exterior de los ambientes cerrados.
1.2.3 FLUIDOS OLEOHIDRÁULICOS
1.2.3.1 Objetivos
•
•
•
•
Transmitir potencia: El fluido debe presentar baja resistencia al flujo y debe ser lo
más incompresible posible.
Lubricar partes móviles: El fluido debe presentar buena demulsibilidad y
protección contra la oxidación.
Minimizar fugas: Muchas veces, el fluido es el único cierre contra la presión dentro
de un componente hidráulico. El ajuste mecánico y viscosidad del fluido evitan las
fugas. Su viscosidad varía entre 15 a 120 cSt (2,5 a 16°E). Los valores normales
están entre 35 y 70 cSt.
Enfriar o disipar el calor: La circulación del fluido alrededor de las paredes, permite
enfriar el sistema.
1.2.3.2 Tipos de fluidos oleohidráulicos
a) Líquidos de base acuosa
•
•
Aceite mineral en agua. Mezcla: hasta 15% de aceite, el resto agua. Temperatura de
trabajo: entre 10 y 70 °C
Agua en aceite mineral. Mezcla: entre 50 y 60% de aceite, el resto agua.
Temperatura de trabajo: entre 10 y 70 °C
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
•
•
Agua con glicerina. Mezcla: hasta 50% de glicerina, el resto agua. Temperatura de
trabajo: entre -45 y 65 °C
Glicol-agua. Mezcla: entre 35 y 60% de agua, el resto alcohol. Temperatura de
trabajo: entre -15 y 60 °C
b) Líquidos sintéticos:
•
•
Esteres fosfatados. Temperatura de trabajo: entre -55 y 150 °C
Siliconas. Temperatura de trabajo: entre -70 y 300 °C
c) Aceites minerales y vegetales
•
Se degradan fácilmente a alta temperatura. Temperatura de trabajo: 10 a 100 °C
d) Aditivos. Conservan y mejoran las propiedades de los líquidos oleohidráulicos:
•
•
•
•
•
Viscosos: Aumentan la viscosidad del fluido oleohidraúlico
Anticongelantes: Mejoran la fluidez a bajas temperaturas
Adherentes: Mejoran adherencia a las paredes de elementos metálicos del circuito
Antiespumantes (siliconas): Reducen la formación de espumas
Antioxidantes (Amina fenoles para trabajo entre 100 y 130 °C, Productos con
azufre y fósforo para trabajo entre 150 y 200 °C.
Cuadro 1.1: Clasificación por viscosidad para aceites industriales
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Santiago Cabrera Anda
1.2.4 APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA Y OLEOHIDRÁULICA
1.2.4.1 Aplicaciones Móviles:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tractores y Retroexcavadoras
Grúas
Montacargas
Volquetes y cargadores
Camiones recolectores de basura
Frenos, suspensión y dirección de automotores
Vehículos pesados para construcción y mantenimiento de carreteras
Timones, alerones, trenes de aterrizaje y frenos para aeronáutica
Timones, mecanismos de transmisión y sistemas de mando para embarcaciones o
buques militares
1.2.4.2 Aplicaciones Industriales y Tecnológicas:
•
•
•
•
•
•
Máquinas herramientas
Maquinas para la industria: plástica, alimentos, petrolera, textil, bebidas, agrícola,
minera, siderúrgica, etc.
Equipamiento para robótica y manipulación automatizada
Accionamiento de válvulas y control de compuertas
Equipo para montaje industrial
Equipos para Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de
hospital, sillas e instrumental odontológico
1.2.4.3 Principales diferencias entre Sistemas Neumáticos y Oleohidráulicos
•
•
•
•
•
•
Los accionamientos neumáticos son más sencillos, rápidos, limpios y de menor
costo.
En neumática las fuerzas obtenidas se limitan a unas 3 Ton, mientras que en
oleohidráulica no existe límite apreciable.
Los sistemas oleohidráulicos permiten la transmisión de mayores potencias y
facilidad de regulación de caudal.
La energía neumática puede almacenarse.
El aire luego de utilizado es evacuado hacia el ambiente sin ser reutilizado.
La energía neumática tiene aproximadamente el doble de costo que la
oleohidráulica.
Las siguientes figuras 1.1 y 1.2, muestran algunas características específicas de los
sistemas neumáticos y oleohidráulicos.
Neumática y Oleohidráulica
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Fig. 1.1: Diagrama de bloques transformación de energía
SISTEMAS
SISTEMAS
NEUMÁTICOS
OLEOHIDRÁULICOS
ENERGIA ELÉCTRICA
ENERGIA ELÉCTRICA
COMPRESOR
MOTOR ELÉCTRICO
TRATAMIENTO
ENERGIA MECÁNICA
BOMBA HIDRÁULICA
FLUIDO NEUMÁTICO
FLUIDO HIDRÁULICO
ENERGIA NEUMÁTICA
ENERGIA HIDRÁULICA
Fig. 1.2: Componentes de circuitos neumáticos1
1
Festo Didactics. Principios de Neumática
Neumática y Oleohidráulica
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1.2.5 SISTEMAS OLEONEUMÁTICOS
•
Generalmente, muchas instalaciones se adaptan en forma adecuada a la neumática,
pero pueden existir operaciones particulares que pueden ser resueltas en mejor forma
con la oleohidráulica (regulación de velocidad, obtención de fuerzas importantes con
secciones pequeñas o detección de cilindros en posiciones intermedias).
•
En situaciones como la anterior no se justifica la instalación de un sistema
oleohidráulico, sino que resulta más conveniente la conversión de la energía neumática
en oleohidráulica, esto se logra con los sistemas oleoneumáticos (convertidores de
presión).
•
Al combinar de forma simultánea ambos fluidos, el aire actúa como elemento motriz
(origina la fuerza), mientras que el aceite permite mejorar el control de velocidad.
1.2.6 LEYES FÍSICAS APLICADAS A LA NEUMÁTICA
1.2.6.1 Ley de Boyle-Mariotte. En procesos a temperatura constante, el volumen que
ocupa una masa de gas será inversamente proporcional a la presión a la cual se lo somete.
P1 * V 1 = P 2 * V 2 = P * V = cte
1.2.6.2 Leyes de Gay-Lussac
a) En procesos a presión constante, el volumen que ocupa una masa de gas será
directamente proporcional a su temperatura absoluta.
V 1 / T 1 = V 2 / T 2 = V / T = cte
b) En procesos a volumen constante, la presión a la cual está sometida una masa de gas
será directamente proporcional a su temperatura absoluta.
P1 / T 1 = P 2 / T 2 = P / T = cte
1.2.6.3 Ecuación de estado de gas ideal
P *V = m * R * T
P * v = R *T
___
P *V = N * R * T
1.2.6.4 Humedad específica y Humedad relativa
Neumática y Oleohidráulica
w=
mV
P
= 0,622 V
mA
PA
φ=
mV
P
= V
mG PG
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1.2.7 LEYES FÍSICAS APLICADAS A LA HIDRÁULICA
1.2.7.1 Ecuación de la continuidad. Es la expresión matemática del hecho de que el ritmo
neto de flujo de masa hacia el interior, a través de cualquier superficie cerrada, es igual al
ritmo al que aumenta la masa dentro de la superficie.
Para un fluido incompresible en flujo estacionario:
A! . * Vel! = A2 * Vel 2 = cte
1.2.7.2 Ecuación de Bernoulli. En un sistema con caudal constante, la energía se
transforma de una forma a otra cada vez que se modifica el área de la sección transversal
de la tubería. Es decir, la suma de las energías cinética, potencial y de presión, en distintos
puntos de un sistema debe ser constante.
Wneto = ( P1 − P2 ) * ∆V
P1
γ
+ y1 +
Vel12 P2
Vel 22
=
+ y2 +
2g
γ
2g
( P1 − P2 ) =
ρ
2
* (Vel 22 − Vel12 ) + ρ * g * ( y 2 − y1 )
1.2.7.3 Número de Reynolds. Cuando la velocidad de un fluido que circula por una
tubería excede cierto valor crítico, la naturaleza del fluido se vuelve muy complicada.
Existe una combinación de 4 factores (densidad, velocidad, diámetro y viscosidad), que
determina si el flujo de un fluido a través de una tubería es laminar o turbulento,
denominado número de Reynolds.
Re =
ρ * Vel * D
u
=
Vel * D
ν
1.2.7.4 Ley de Poiseuille. La velocidad de un fluido viscoso que circula por un tubo no es
la misma en todos los puntos de una sección transversal. La capa externa se adhiere a las
paredes del tubo, y su velocidad es nula. Siempre que el movimiento no sea tan rápido y el
flujo sea laminar, la velocidad será máxima en el centro del tubo y disminuirá hasta
anularse en las paredes del tubo.
Fneta = ( P1 − P2 ) * π * r 2
( P1 − P2 )
* (R 2 − r 2 )
4*u * L
( P − P2 ) * R 2
Vel MAX = 1
4*u * L
Vel =
1.2.7.5 Pérdidas primarias en tuberías. Son pérdidas de superficie en el contacto del
fluido con la tubería (capa límite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (régimen
laminar) o de las partículas de fluido entre sí (régimen turbulento).
Neumática y Oleohidráulica
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Para tuberías horizontales, con variación de velocidad despreciable (sección transversal
constante):
P1 − P2
= Hr1− 2 : Suma de pérdidas primarias tramo 1 − 2
γ
1.2.7.6 Pérdidas secundarias en tuberías. Son pérdidas de forma, que ocurren en las
transiciones (estrechamientos o expansiones), codos, válvulas y en toda clase de accesorios
de tubería.
1.2.7.7 Ecuación general de las pérdidas primarias: Ecuación de Darci-Weisbach
Para tuberías de diámetro constante:
Hrp = f *
L V2
*
D 2g
El coeficiente de pérdida de carga f depende de: la velocidad, diámetro de tubería,
densidad, viscosidad y de la rugosidad k.
1.2.7.8 Coeficiente f en régimen laminar. Fórmula de Poiseuille
La teoría predice y la experiencia confirma que para Re<2.300 siempre es válida, mientras
que si Re>2.300 sólo es válida si el flujo sigue siendo laminar.
f =
64
Re
1.2.7.9 Coeficiente f en régimen turbulento y tuberías lisas, 2.300<Re<100.000.
Fórmula de Blasius
Para tuberías lisas f no es función de la rugosidad relativa k/D, ya que esta es nula (k=0).
f =
0,316
Re1 / 4
1.2.7.10 Coeficiente f en régimen turbulento y tuberías lisas, Re>100.000. Fórmula
primera de Karman-Prandtl
1
= 2 log(Re f ) − 0,8
f
1.2.7.11 Coeficiente f en régimen turbulento y tuberías comerciales o de rugosidad
natural. Fórmula segunda de Karman-Prandtl o de Colebrook
Para Re>4000, es la fórmula universal de pérdidas en conductos industriales.
⎛k /r
2.51
= −2 log⎜
+
⎜ 7,4 Re* f
f
⎝
donde: r = D/2
1
Neumática y Oleohidráulica
-8-
⎞
⎟
⎟
⎠
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1.2.8 FACTORES DE CONVERSIÓN - SOFTWARE UCONEER
1.2.8.1 Equivalencias para unidades de presión:
1 atm = 101,325 kPa = 1,01325 bar = 1,03323 kgf/cm² = 14,6959 PSI (=lbf/in²)
= 760,002 mm Hg (=torr)
1.2.8.2 Equivalencias para unidades de temperatura:
25 °C = 77 Fahrenheit = 298,150 Kelvin = 536,670 Rankine = 20 Réaumur
1.2.8.3 Equivalencias para unidades de diferencias de temperatura:
1 Celsius = 1 Kelvin = 1,80 Fahrenheit = 1,80 Rankine = 0,80 Réaumur
1.2.8.4 Equivalencias para unidades de densidad:
1 kg/m3 = 1e-3 g/cm³ (=kg/L) = 1 g/liter = 62,428e-3 lb/ft³ = 36,1273e-6 lb/in³
= 141,233e+3 °API
1.2.8.5 Equivalencias para unidades de viscosidad dinámica:
1 Pa. s = 1e+3 centipoise = 1 kg/m.s = 2,41909e+3 lb/ft.h = 55,9974e-3 lb/in.s
= 10e+6 micropoise = 1 N.s/m² = 10 poise (=g/cm.s) = 145,038e-6 reyn
1.2.8.6 Equivalencias para unidades de viscosidad cinemática:
1 m2/s = 1e+6 centistokes = 10e+3 cm²/s (=stokes) = 38,7501e+3 ft²/h = 10,7639 ft²/s
= 5,58001e+6 in²/h = 1,55000e+3 in²/s = 3,6e+3 m²/h = 1e+6 mm²/s
1.2.8.7 Equivalencias para unidades de caudal:
1 m³/s = 22,6433e+3 barrel (oil)/h = 543,440e+3 barrel(oil)/day = 2,11888e+3 ft³/min
= 35,3147 ft³/s = 791,889e+3 gallon (UK)/h = 951,019e+3 gallon (US)/h
= 3,6e+6 liter/h = 1,00000e+3 liter/s = 86,4 Megaliter/day = 3,6e+3 m³/h
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1.2.8.8 Equivalencias para unidades de volumen:
1 m3
= 6,28981 barrel (oil) = 1e+6 cm³ (=ml) = 1e+3 dm³ (=liter) = 35,3147 ft³
= 219,969 gal (UK) = 264,172 gal (US) = 61,0237e+3 in³ = 2,11338e+3 pint (US)
1.2.8.9 Equivalencias para unidades de área:
1 m2
= 10e+3 centimeter² = 10,7639 foot² = 1,55e+3 inch² = 1e+6 millimeter²
1.2.8.10 Equivalencias para factor de fricción en tuberías:
1 Darcy-Weisbach = 125e-3 Stanton = 1 Moody = 250e-3 Fanning
1.2.8.11 Equivalencias para unidades de fuerza:
1 newton = 100e+3 dyne = 101,972 gram force = 101,972e-3 kg force = 1e-3 kilonewton
= 101,972e-3 kilopond = 224,809e-6 kip = 7,23301 poundal = 101,972e-6 ton force
1.2.8.12 Equivalencias para unidades de energía (calor, trabajo, entalpía, energía interna):
1 KJ = 0,947 Btu = 238,846 cal = 737,562 ft.lbf = 372,506e-6 hp.h = 9,47817e-6 therm
1.2.8.13 Equivalencias para unidades de potencia:
1 KW = 3,41214e+3 Btu/h = 737,562 ft.lbf/s = 1,34102 hp (British) = 1,35962 hp (metric)
= 859,845 kcal/h = 284,345e-3 ton refrigeration
1.2.8.14 Equivalencias para unidades de torque:
1 N.m = 1e+7 dyne.cm = 10 kgf.cm = 0,74 lbf.ft = 8,9 lbf.in = 1e+2 N.cm = 24 poundal.ft
1.2.8.15 Equivalencias para coeficiente de dimensionamiento de válvulas:
1 Kv (m³/h bar) = 1,2 Cv (USgpm PSI) = 0,96 Cv (UKgpm PSI)
1.2.8.16 Equivalencias para unidades de velocidad angular:
1 degree/s = 0,017 radian/s = 0,0028 rev/s = 0,17 rev/min (=rpm) = 10 rev/hour
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1.2.9 PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE GASES - SOFTWARE EES
Cuadro 1.2: PROPIEDADES PARA AIRE SECO A PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Cuadro 1.3: CALOR ESPECÍFICO PARA DIVERSOS GASES A P. ATMOSFÉRICA
Cuadro 1.4 CONDUCTIVIDAD PARA DIVERSOS GASES A P. ATMOSFÉRICA
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1.2.10 DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS AIRE SECO - SOFTWARE EES
Fig. 1.3: DIAGRAMA TEMPERATURA VS. VOLUMEN PARA AIRE
Fig. 1.4: DIAGRAMA PRESIÓN VS. VOLUMEN PARA AIRE
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1.2.11 CARTA PSICROMÉTRICA AIRE ATMOSFÉRICO - SOFTWARE EES
Fig. 1.5: MEZCLA A PRESIÓN ATMOSFÉRICA, NIVEL DEL MAR
Fig. 1.6: MEZCLA A PRESIÓN ATMOSFÉRICA, ALTURA 3000 msnm
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1.3 TERMINOS Y CONCEPTOS CLAVE
Aire estándar. Aire a 68°F, 14,7 psi y 36% humedad relativa.
Caudal y caída de presión. Cantidad de líquido que pasa por un punto, por unidad de
tiempo. Cuando un líquido fluye por una tubería de diámetro constante, la presión será
siempre inferior en un punto más abajo de la corriente, ésta caída de presión se requiere
para vencer el rozamiento en la línea.
Gases reales e ideales. Los gases ideales son sustancias imaginarias que en teoría
cumplen la ecuación de estado de gas ideal (Pv = RT), es decir su presión es
inversamente proporcional a su volumen.
Los gases reales tienden a comportarse como ideales a bajas densidades (bajas
presiones y temperaturas altas).
Hidráulico. Sistema, dispositivo o equipo que funciona con el uso de fluidos
hidráulicos.
Neumático. Sistema, dispositivo o equipo que funciona con el uso de aire comprimido
atmosférico o tratado.
Oleohidráulico. Sistema, dispositivo o equipo que funciona con el uso de aceites
hidráulicos.
Oleoneumático. Sistema, dispositivo o equipo, de tipo híbrido que funciona en ciertos
tramos con el uso de aire comprimido atmosférico o tratado, mientras que en otros
utiliza un aceite hidráulico.
Presión atmosférica. Para un sitio dado, es simplemente el peso del aire que se halla
arriba de ese lugar por área superficial unitaria.
Presión manométrica. Aquella medida en dispositivos llamados manómetros, y se
calcula como la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica local. Son
presiones mayores que la atmosférica.
Presión vacuométrica o de vacío. Aquella medida en dispositivos llamados
vacuómetros o medidores de vacío, y se calcula como la diferencia entre la presión
atmosférica local y la absoluta. También se la conoce como presión manométrica
negativa. Son presiones menores que la atmosférica.
Presión absoluta. Es la presión real en una determinada posición, y se calcula como la
fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de área.
Régimen laminar. Idealmente cuando las partículas de un fluido circulan por una
tubería se mueven según trayectorias rectas y paralelas, esto se llama régimen laminar,
éste se produce a baja velocidad en tuberías rectas y el rozamiento es menor.
Neumática y Oleohidráulica
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Régimen turbulento. Cuando las trayectorias de las partículas no son paralelas y se
cruzan, se llama régimen turbulento, se origina por cambios bruscos en dirección o
sección, o altas velocidades. Esto provoca alto rozamiento que produce calentamiento.
Temperatura de Punto de rocío. Temperatura a la que se inicia la condensación si el
aire se enfría a presión constante. Se lee en tablas como la temperatura de saturación
del agua correspondiente a la presión de vapor.
1.4 PREGUNTAS Y PROBLEMAS
1.4.1 PROBLEMAS RESUELTOS
1) Un cilindro-pistón de laboratorio a nivel del mar, contiene aire a una presión relativa de
2 bar y ocupa un volumen de 5 litros. Si el volumen se reduce hasta 1,5 litros, cuál será
la presión absoluta y relativa del gas para la misma temperatura?
Según Boyle-Mariotte, para procesos a temperatura constante:
P1 * V 1 = P 2 * V 2 = P * V = cte
A nivel del mar, Patm = 1,013 bar
P1 = P1g + Patm = 2 + 1,013 =3,013 bar
⎛ 5 ⎞
⎛ V1 ⎞
P2 = ⎜
⎟ * P1 = ⎜ ⎟ * 3,013 = 10,04bar
⎝V 2 ⎠
⎝ 1,5 ⎠
P2 g=10,04-1,013 =9,03 bar
2) Por una tubería vertical diámetro interior 50 mm y longitud 2 m, desciende 1 lt/seg de
aceite cuya viscosidad cinemática es 20 cst (0,2x10e-4 m²/seg) y su densidad relativa es
0,92. Determinar las pérdidas primarias en dicha tubería.
Vel =
Re =
4*Q
4 * 0,001
=
= 0,50 m / seg
2
π *D
π * 0,05 2
Vel * D
ν
=
0,50 * 0,05
= 1250 < 2000
0,2 x10 − 4
Por tanto el flujo es laminar: λ =
Hrp1− 2 = λ *
Neumática y Oleohidráulica
64
= 0,051
1250
L Vel 2
0,5 2
2
= 0,051 *
= 0,026m
*
*
D 2g
0,05 2 * 9,8
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3) Calcular la presión que debe desarrollar una bomba para combustible (980 kg/m3 y 4
cm²/seg), por un conducto cuyo diámetro interno es 305 mm, con un caudal de 60
lt/seg. El conducto tiene una longitud de 1800 m, la cota al inicio del conducto es 85 m
y al final 105 m.
4*Q
4 * 0,06
Vel =
=
= 0,82 m / seg
2
π *D
π * 0,305 2
Re =
Vel * D
ν
=
0,82 * 0,305
= 625 < 2000
4 x10 − 4
Por tanto el flujo es laminar: λ =
Hrp1− 2 = λ *
64
= 0,102
625
L Vel 2
1800 0,82 2
= 0,102 *
= 20,7 m
*
*
D 2g
0,305 2 * 9,8
P1 − P2 = γ * ( Hrp1− 2 + z 2 − z1 ) = 980 * (20,7 + 105 − 85) = 4kgf / cm²
4) Se transporta aire caliente a 1 atm y 35 °C en un ducto plástico circular de 150m de
longitud con un caudal de 0,35 m3/seg, Si la pérdida de carga en la tubería no debe
superar 20m, determine el diámetro mínimo del ducto.
Nota: Una alternativa de solución sería plantear un sistema de 4 ecuaciones con 4
incógnitas, el cual puede resolverse utilizando el software EES, para tuberías plásticas
la rugosidad es casi cero, y considerando flujo turbulento se tiene:
"DATOS"
caudal=0,35 [m3/s]
T1=35 [°C]
P1 = 101,3 [KPa]
L = 150 [m]
H = 20 [m]
"PROPIEDADES DE AIRE"
dens = DENSITY(Air;T=T1;P=P1)
visc_din = VISCOSITY(Air;T=T1)
visc_cin = visc_din/dens
"CALCULOS"
Vel = 4*caudal/(pi*(D^2))
Re = Vel*D/visc_cin
1/sqrt(f)=(-2)*log10(2,51/(Re*sqrt(f)))
H=f*L/D*(Vel^2)/(2*g#)
“RESULTADOS”
D=0,2673 [m]
dens=1,145 [kg/m^3]
f=0,01796
Re=100761
Vel=6,238 [m/s]
visc_cin=0,00001655 [m2/s]
visc_din=0,00001895 [kg/m-s]
Se confirma que Re > 4000, por tanto se tiene flujo turbulento
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
1.4.2 PREGUNTAS
1) Que diferencia básica existe entre aire atmosférico y aire neumático
2) Prepare diagramas termodinámicos T vs. s, para aire y argón considerándolos como
gases ideales
3) Escriba tres características que debe poseer un fluido oleohidráulico
4) Que ventajas presentan los aditivos adherentes y anticongelantes?
5) Cite los nombres de tres fluidos oleohidráulicos
6) Escriba tres diferencias clave entre las aplicaciones neumáticas y oleohidráulicas
7) Que ventaja principal presentan los convertidores oleoneumáticos?
8) Que diferencia básica existe entre elementos de entrada y elementos de control final,
para cierto sistema neumático?
9) Investigue 5 aplicaciones neumáticas para el campo de la medicina.
10) Investigue 5 aplicaciones óleo hidráulicas para el campo de la industria automotríz.
11) Investigue en que consiste la aplicación pneumatic mail.
1.4.3 PROBLEMAS PROPUESTOS
1) Prepare diagramas termodinámicos T vs. s, para aire y argón considerándolos como
gases ideales.
2) Prepare diagramas termodinámicos T vs. v, para aire y argón considerándolos como
gases ideales
3) Explique que representa cada término de la ecuación de estado de gas ideal, y sus
unidades
4) Escriba 3 modelos experimentales de Ecuaciones de estado. Represente en diagramas P
vs. v y T vs. v
5) Que líneas de proceso tipo pueden representarse en una carta psicrométrica?
6) Escriba un procedimiento resumido para el cálculo de las pérdidas primarias
7) Investigue el Diagrama de Moody y escriba un procedimiento de aplicación
8) Por una tubería horizontal de fundición de 250 mm circulan 4 kg/seg de aire a una
presión absoluta de 20 atm y a una temperatura de 40°C. Suponiendo el aire
incompresible, determine la pérdida de presión por cada 100 m de tubería.
9) Calcule el diámetro necesario de una conducción de aceite si las pérdidas de presión no
deben exceder 1 m de columna de aceite en una longitud de 4,5 m, con un caudal de 1
lt/seg. La viscosidad del aceite a 50°C es de 1,6 cm²/seg.
Neumática y Oleohidráulica
- 17 -
Santiago Cabrera Anda
1.5 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
•
ROLDAN, J., (2001). PRONTUARIO DE NEUMATICA INDUSTRIAL,
Paraninfo S.A.
•
ROLDAN, J. PRONTUARIO DE HIDRAULICA INDUSTRIAL, Paraninfo S.A.
•
ROCA, F., (1999). OLEOHIDRAULICA BASICA DISEÑO DE CIRCUITOS,
AlfaOmega.
•
SERRANO, A., (1996). NEUMATICA, Paraninfo S.A.
•
SPERRY-VICKERS,
MANUAL
DE
OLEOHIDRAULICA
INDUSTIRAL,
935100-A, Editorial Blume.
•
DANFOSS
HYDRAULICS,
FACTS
WORTH
KNOWING
ABOUT
HYDRAULICS
•
CENGEL,Y., y BOLES, M., (2006). TERMODINAMICA, Quinta Edición,
McGraw Hill Interamericana.
•
CENGEL,Y., y CIMBALA, J., (2006). MECANICA DE FLUIDOS. Fundamentos
y Aplicaciones, McGraw Hill Interamericana.
Software de evaluación y demos:
•
Katmar Software, UCONEER: Conversión de unidades en Ingeniería
•
Cengel, Yunus. EES: Engineering Equation Solver
Neumática y Oleohidráulica
- 18 -
Santiago Cabrera Anda
CAPÍTULO II
GENERACIÓN, TRATAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO Y
ACEITE OLEOHIDRAULICO
2.1 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
Manejar procesos de compresión, tratamiento y conducción en sistemas abiertos
(compresores y bombas, filtros y tuberías), con diversos fluidos: aire atmosférico, aire
tratado, y aceite hidráulico con la finalidad de definir su aplicación industrial.
2.2 MARCO TEÓRICO:
2.2.1 GENERACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO Y ALIMENTACIÓN DE FLUIDOS
OLEOHIDRÁULICOS
2.2.1.1. Generalidades de compresores. Son máquinas que aspiran el aire ambiente a
presión atmosférica para entregarlo a mayor presión, pueden clasificarse como se muestra:
Cuadro 2.1: Clasificación de compresores
Clase de compresor
Embolo
Características
De una etapa: pequeños con regular
rendimiento
De dos etapas: grandes con mejor
rendimiento, requieren refrigeración
Paletas
Tornillo
Membrana
Centrífugo
a) Compresor alternativo a pistón. Se comprime mediante el movimiento alternativo de un
pistón accionado por un mecanismo biela-manivela. Las válvulas de admisión y escape se
abren respectivamente en las carreras de descenso y ascenso del pistón, permitiendo el
ingreso y salida del aire. Pueden aplicarse varias etapas de compresión para mejorar el
rendimiento.
b) Compresor rotativo a tornillo. La compresión se efectúa por dos rotores helicoidales
engranados contenidos en una carcaza. Durante la rotación, los lóbulos del rotor se
engranan en los del otro, desplazando el aire axialmente y disminuyendo su volumen. El
aire ingresa por un extremo y es evacuado por el otro en sentido axial.
c) Compresor rotativo a paletas. Consta de una carcaza cilíndrica en cuyo interior se monta
un rotor excéntrico, formando una cámara de trabajo en forma de media luna. Esta cámara
se divide en secciones por paletas deslizantes en ranuras radiales del rotor. Cada división
disminuye su volumen durante el giro, desde un máximo en la sección de aspiración hasta
un mínimo en el escape.
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Fig. 2.1: Tipos de compresores
2.2.1.2 Compresores centrífugos exentos de aceite
a) Características:
Seguro:
Simple:
Eficiente:
Proceso, productos y medioambiente libres de contaminación
Aire 100% exento de aceite = no se necesitan filtros
Sin caída de presión en los filtros = menos energía
Fig. 2.2: Circuito de aire/aceite/refrigerante de 2 etapas
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Fig. 2.3: Circuito de aire/aceite/refrigerante de 3 etapas
Fig.2.4: Circuito de aire/aceite/refrigerante de 3 etapas
Cuadro 2.2: Datos técnicos2
2
Catálogo Atlas Copco
Neumática y Oleohidráulica
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2.2.1.3 Compresores de tornillo rotativos con inyección de aceite
Fig. 2.5: Compresor de tornillo rotativo
a) Características incluidas en modelos de serie
Filtro de aspiración de aire
Arrancadores eléctricos integrados
Válvula de aspiración de aire
Amortiguadores flexibles de vibraciones
Refrigerador posterior de aceite
Separador de aire/aceite
Sistema de control
Sistema de regulación
Separadores de agua
Carrocería insonorizada
Filtros de aceite
Conexiones de entrada y salida en único punto
Circuito completo de aire/aceite/agua
Patín de acero estructural – sin fundaciones
Motor de accionamiento IP 55, clase F
Ventiladores (tanto para unidades refrigeradas por aire como por agua)
Cuadro 2.3: Datos técnicos3
3
Catálogo Atlas Copco
Neumática y Oleohidráulica
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2.2.1.4 Sistemas para alimentación de fluido oleohidráulico
a) Hidrodinámicas o de desplazamiento no positivo. Como las centrífugas o de turbina,
permiten transferir fluidos donde la única resistencia a vencer es la debida al peso del
fluido y rozamiento. Aunque suministran un caudal uniforme y continuo, su
desplazamiento disminuye cuando aumenta la resistencia, incluso hasta bloquear su salida
en pleno funcionamiento, por esto tienen un uso reducido en sistemas hidráulicos
modernos.
b) Hidrostáticas o de desplazamiento positivo. Suministran una cantidad determinada de
fluido en cada carrera, revolución o ciclo. Su desplazamiento exceptuando las pérdidas por
fugas, no depende de la presión de salida, lo que las hace muy adecuadas para la
transmisión de potencia.
2.2.1.5 Bomba de engranajes. Suministra un caudal, transportando el fluido entre los
dientes de dos engranajes acoplados. Pueden manejar presiones de hasta 250 bar, las fugas
internas aceleran su desgaste, no obstante tienen una duración razonable y poseen mayor
tolerancia a la suciedad que otros tipos.
Fig. 2.6: Bomba de engranajes
2.2.1.6 Bomba de paletas. Contiene un rotor ranurado (que aloja las paletas) acoplado al
eje de accionamiento, el cual gira dentro de un anillo ovalado. Las cámaras de bombeo se
forman entre las paletas, rotor y anillo. Puede ser de caudal fijo o variable, con capacidades
entre 2,5 y 300 lt/min. Trabaja a presiones bajas menores a 140 bar, y velocidades entre
500 y 3000 rpm.
Fig. 2.7: Bomba de paletas
Neumática y Oleohidráulica
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2.2.1.7 Bomba de pistones. Funcionan según el principio de que un pistón en movimiento
alternativo dentro de un cilindro, aspirará fluido al retraerse y lo expulsará en su carrera
hacia adelante. Sus diseños básicos son: radial y axial; ambos disponibles con
desplazamiento fijo o variable. Se utilizan para presiones altas, entre 150 y 700 bar, con
caudales entre 0,3 y 250 lt/min, y velocidades de hasta 7000 rpm.
Fig. 2.8: Bomba de pistones
2.2.1.8 Conparación entre diversos tipos de bombas oleohidráulicas
Cuadro 2.4: Eficiencia y trabajo de diversos tipos de bombas
Parámetro
Bomba de
engranajes
Bomba de
paletas
Bomba de
pistones
Eficiencia
89 a 91%
95 a 97%
Mayor a 98%
Condición de
trabajo
Fluidos alta
suciedad
Fluidos calidad
media
Fluidos muy
limpios
Presión máxima
275 bar
175 bar
700 bar
Nivel de ruido
Muy ruidosa
Mediano
Silenciosa
Cuadro 2.5: Viscosidades máximas admisibles para funcionamiento de bombas
Neumática y Oleohidráulica
Tipo de bomba
Viscosidad máxima
(cSt)
Paletas
860
Pistones radiales
860
Pistones axiales
1300
Engranajes
6000
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2.2.1.9 Dimensionamiento de bombas oleohidráulicas
N ( Hp) =
P( psi ) * Q( gal / min)
400
Pnec( Hp) =
P( psi) * Q( gal / min)
400 *ηtot
P: Presión máxima de operación
Q: Caudal simultáneo necesario de fluido
h: Eficiencia total de la bomba
N: Potencia del motor de la bomba
Pnec: Potencia de salida necesaria de la bomba
2.2.1.10 Tanque reservorio para recirculación del fluido oleohidráulico4
a) Objetivos:
Reservorio del sistema oleohidráulico
Enfriador del aceite que retorna antes de su recirculación
Filtro para sedimentos e impurezas
Separador de aire y agua
Basamento para bombas
b) Capacidad:
El dimensionamiento del tanque se limita a aproximadamente 3 a 4 veces la capacidad de
la bomba por minuto.
A continuación se muestran dos arreglos recomendados, la alternativa 1 se prefiere para
incrementar en lo posible la tasa de enfriamiento.
Fig. 2.9: Esquemas tanques reservorios de aceite hidráulico5
4
5
DANFOSS Hydraulics
Catálogo Micro Air
Neumática y Oleohidráulica
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c) Características Técnicas:6
Incorporan una tubería de aceite alrededor del filtro de retorno y una placa deflectora de
probado diseño que reducen considerablemente la mezcla de aire en el aceite hidráulico.
Llevan un filtro de aspiración externo montado en una zona protegida para reducir el riesgo
de obstrucción
Materiales: aluminio y acero inoxidable
Fig. 2.10: Modelos de tanques reservorio de aceite hidráulico
6
Catálogo Sunfab ST 250
Neumática y Oleohidráulica
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2.2.2 TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO
2.2.2.1 Problemas provocados al no tratar el aire
a) La fuente principal de deterioro de los componentes neumáticos es la utilización de aire
comprimido no acondicionado adecuadamente.
b) Las impurezas más comunes son: condensados producto de la humedad ambiente,
condensados de aceites degradados del compresor, partículas y óxidos metálicos
desprendidos de tuberías y polvo atmosférico. Dichas impurezas serán arrastradas por el
flujo de aire hacia los puntos de aplicación provocando: errores de medición y control,
destrucción de materiales transportados, obturación de orificios, oxidación de partes
internas, atascamientos o desgaste prematuro en elementos móviles, en definitiva,
disminución de eficiencia y vida útil de la instalación.
c) Es decir, no se aconseja utilizar en equipos neumáticos el aire comprimido tal como sale
del compresor, siendo necesario un tratamiento previo.
2.2.2.2 Tipos de tratamiento
a) A la salida del compresor:
a.1) Depósito de acumulación. Almacena aire, compensa las oscilaciones de presión en la
red de tuberías a medida que se consume aire, y regula carga y descarga del compresor. Por
su gran superficie exterior, el aire se refrigera adicionalmente.
a.2) Refrigeradores. Consisten en general de un serpentín por el cual circula el aire
comprimido, mientras que por el exterior circula el fluido refrigerante (aire o agua) en
contraflujo. Al final se ubica un colector donde se recogen los condensados (entre un 70 y
80%).
a.3) Separador. Libera el agua que ha condensado al enfriar el aire.
b) A la salida del depósito:
b.1) Secadores. Se requieren cuando la necesidad de extraer agua y aceite en una red de
aire comprimido llega a ser entre 90 y 98%. Los de mayor rendimiento incluyen un circuito
de frío (por medio de refrigerante) que en contracorriente con el aire que sale del
refrigerador, baja el punto de rocío del mismo, con lo cual es prácticamente nula la
condensación del agua.
b.1.1) Secado por absorción. Procedimiento químico, en el cual el aire comprimido pasa a
través de un lecho de sustancias secantes. En cuanto el agua o vapor de agua entra en
contacto con dicha sustancia, se combina químicamente con ésta y se desprende como
mezcla de agua y sustancia secante.
Esta mezcla debe eliminarse regularmente del absorbedor, de forma manual o automática.
Con el tiempo se consume la sustancia secante, y debe suplirse en intervalos regulares (2 a
4 veces al año). Así, se separan vapores y partículas de aceite. No obstante, grandes
cantidades de aceite si influyen en el funcionamiento, por tanto conviene montar un filtro
Neumática y Oleohidráulica
- 27 -
Santiago Cabrera Anda
fino delante de éste. Es decir, la absorción se produce al extraer aceite empapándolo como
un líquido (de igual manera que una esponja absorbe agua liquida en sus poros interiores).
Cuadro 2.6: Datos técnicos7
Aplicaciones típicas de un secador por absorción:
•
•
•
•
Aire para laboratorios, sector agro-alimentario, robótica, telecomunicaciones, láser.
Instrumentación y regulación electrónica
Instalaciones de aire comprimido sometidas a temperaturas inferiores a + 3° C
Centrales de hormigón, canteras, empresas químicas y farmacéuticas
Fig. 2.11: Secador por absorción
b.1.2.) Secado por adsorción. Ocurre en la parte externa de elementos sólidos (fenómeno
molecular). Se atraen átomos gaseosos y líquidos móviles o moléculas hacia la superficie
del mismo debido a fuerzas desequilibradas.
7
Catálogo Prevost
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
c) En los puntos de aplicación: Filtros, Reguladores de presión, Lubricadores, Unidades de
mantenimiento (FRL)
c.1) Filtros. Son necesarios, aún si existe tratamiento del aire a la salida del compresor o
depósito, para evitar la presencia en los puntos de aplicación de partículas y condensados.
Combinan un elemento filtrante y un separador centrífugo, un deflector imprime al aire un
movimiento ciclónico que hace adherir a las paredes, las gotas y partículas, que se recogen
en la parte interior para luego ser purgadas.
Cuadro 2.7: Clasificación de la calidad del aire según ISO 75738
El elemento filtrante puede construirse en bronce sinterizado, malla metálica o cerámicos.
La capacidad de filtrado se expresa en micrones, e indica el tamaño de la mínima partícula
capaz de retener y su elección dependerá de la calidad de aire requerido (5, 30, 50 µm,
etc.). El drenaje de condensados podrá realizarse en forma manual o automática (flotador,
descenso de presión, servocomando por piloto).
Fig. 2.12: Filtro con purga
8
NORGREN. Guía para el tratamiento del aire
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Cuadro 2.8: Tamaños de algunas partículas de la naturaleza9
Cuadro 2.9: Niveles de filtración recomendados para diversas aplicaciones industriales
9
NORGREN. Guía para el tratamiento del aire
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Cuadro 2.9: Niveles de filtración recomendados para diversas aplicaciones industriales
(continuación)
c.2) Reguladores. Mantienen una presión de trabajo constante en los equipos,
independientemente del consumo y de la presión de la línea. Evitan consumos inútiles por
exceso de presión en los equipos.
Neumática y Oleohidráulica
- 31 -
Santiago Cabrera Anda
Fig. 2.13: Regulador de presión y Lubricador
c.3) Lubricadores. Permiten engrasar o lubricar los elementos neumáticos móviles (para
garantizar su rendimiento y vida útil), mezclando el aire comprimido con una tenue neblina
de aceite que es arrastrada por todo el circuito neumático.
c.4) Unidades de mantenimiento (Grupos de accionamiento de aire). Combinan elementos
para filtrado, regulación de presión y lubricación.
Fig. 2.14: Unidad de mantenimiento FRL, c/manómetro y descarga manual de condensados
Neumática y Oleohidráulica
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Fig. 2.15: Instalación típica tratamiento de aire10
10
Catálogo Micro Air
Neumática y Oleohidráulica
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2.2.3 TRATAMIENTO DEL FLUIDO OLEOHIDRAULICO
2.2.3.1 Filtrado
En sistemas oleohidráulicoas, el filtro puede situarse en: línea de aspiración, en la de
presión o en retorno. Con frecuencia se instalan en la de aspiración, fuera del depósito
cerca de la entrada de la bomba.
Los filtros en la línea de presión pueden captar partículas más pequeñas que los de
aspiración, pueden instalarse en las válvulas.
Los de retorno, también retienen partículas muy finas antes de que el fluido regrese al
depósito. Son obligatorios en sistemas con bombas de alto rendimiento con holguras finas.
Cuadro 2.10: Tamaños de algunas partículas11
Partículas
Límite de la visibilidad para la vista humana
Células blancas de la sangre
Células rojas de la sangre
Bacterias
Tamaño
(micras)
40
25
8
2
Una malla filtrante tiene un valor nominal según su finura, establecida por su número de
malla. Un valor alto de número de malla o su equivalente ASTM se referirá siempre a una
malla fina.
Cuadro 2.11: Tamaños de malla para filtrado oleohidráulico
Mallas por cm
20,61
28,52
39,76
56,24
78,74
106,4
127,16
11
Abertura
#
ASTM (micras)
50
297
70
210
100
149
140
105
200
74
270
53
325
44
10
SPERRY-VICKERS, Manual de de Oleohidráulica industrial
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
2.2.4 DISTRIBUCION DEL AIRE COMPRIMIDO
El trazado de redes de distribución debe corresponder a la ubicación de los puntos de
aplicación, y puede realizarse según dos disposiciones: en circuito cerrado y en circuito
abierto. En toda red de distribución se pueden diferenciar tres tipos de tubería:
a) Principal: Aquella que parte del compresor y/o depósito y conduce la totalidad del
caudal de aire comprimido.
b) Secundarias: Aquellas que se derivan de la principal y se distribuyen sobre las áreas de
trabajo.
c) De servicio: Se desprenden de las secundarias y son las que alimentan a los equipos
neumáticos.
Cuadro 2.12: Velocidad recomendada para aire en tuberías12
Tramo/tipo de tubería
Principales y secundarias (pequeña y mediana extensión)
Principales para larga distancia
Alimentación a máquina
Tuberías que unen diversos aparatos (pequeña distancia)
Mangueras de toma de aire
Mangueras largas utilizadas en obra
CIRCUITO ABIERTO
Velocidad permisible (m/s)
2,3 a 10
5a6
25
50
15 a 20
5a6
CIRCUITO CERRADO
Fig. 2.16: Trazado de redes de distribución
12
Roldán J., Prontuario de Neumática Industrial
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Cuadro 2.13: Pérdida de carga admisibles en tuberías para una presión inicial de 7 bar13
Porcentaje admitido
(%)
1 a 1,5
1,5 a 2.5
2,5 a 4
4a6
6 a 10
10 a 13
13 a 14
14 a 15
Longitud distribución
(m)
Hasta 50
50 a 100
100 a 250
250 a 500
500 a 1.000
1.000 a 2.000
2.000 a 3.000
3.000 a 4.000
DP máx por cada m de
tubería (mbar)
2,4 a 2
2 a 1,75
1,75 a 1,12
1,12 a 0,84
0,84 a 0,70
0,70 a 0,45
0,45 a 0,33
0,33 a 0,26
2.2.4.1 Fórmulas para cálculo de diámetros de tubería
Para aplicaciones neumáticas típicas:
Q (lt / min) = 2,2 * S (mm 2 ) * (∆P(bar ) * ( P 2 + Patm)(bar ) ) * (273 /(273 + Θ))
Para aplicaciones de gran caudal:
Q (lt / min) = 11,1 * S (mm 2 ) * ( P1 + Patm)(bar ) * (273 /(273 + Θ))
Q: Caudal (lt/min)
S: Sección equivalente (mm²)
P1: Presión de alimentación (bar)
P2: Presión de salida (bar)
DP: (P1-P2) (bar)
Q: Temperatura del fluido (°C)
Cuadro 2.14: Velocidades recomendadas para conducción de diversos fluidos en tuberías14
Fluido a conducir
13
14
Vel. máx. (m/s)
Vel. máx. (pie/s)
Líquidos
4
12
Aire y otros gases de una sola
fase
5
15
Vapor húmedo a baja presión
50
150
Vapor a presión mayor de 2 bar
(25 psi)
65
200
Vapor sobrecalentado por
arriba de los 15° C (25 °F)
100
300
Roldán J., Prontuario de Neumática Industrial
Rosaler, R., Manual del Ingeniero de Planta. Tomo III.
Neumática y Oleohidráulica
- 36 -
Santiago Cabrera Anda
2.2.4.2 Algunas recomendaciones para el montaje de tuberías de aire comprimido
•
Elegir los recorridos más cortos, evitando en lo posible cambios bruscos de dirección y
reducciones de sección, para tener mínimas pérdidas de carga.
•
Tratar que la tubería circule en forma aérea; para facilitar tareas de inspección y
mantenimiento. Evitar tuberías subterráneas, pues la dificultad de evacuar
condensados, podría facilitar la corrosión.
•
Considerar que puedan ocurrir posibles variaciones de longitud producidas por
dilatación térmica, sin tensiones ni deformaciones.
Evitar que las tuberías estén en contacto con conducciones eléctricas.
•
•
Dimensionar las tuberías para que puedan soportar futuras ampliaciones sin excesivas
pérdidas de carga. El costo adicional de tubería algo sobredimensionada puede resultar
insignificante frente a un gasto de renovación de tubería.
•
Inclinar las tuberías con una pendiente de 3%, en el sentido del flujo de aire y colocar
en su extremo más bajo una purga, para evitar la acumulación de condensado.
•
Colocar válvulas de corte en los ramales principales y secundarlos, así como en los
puntos de aplicación, para facilitar reparaciones y mantenimiento, sin paralizar toda la
instalación.
•
Las tomas de aire de servicio o deben realizarse siempre por la parte superior de la
tubería de la red, para evitar que los condensados puedan fluir hacia los equipos
neumáticos.
•
Instalar tomas y conexiones en las bajantes lateralmente, colocando purgas en la parte
inferior.
•
Instalar filtros, reguladores y lubricadores (FRL) en los puntos de aplicación.
1.4. PREGUNTAS Y PROBLEMAS
Fig. 2.17: Purgas y tomas de servicio
Neumática y Oleohidráulica
- 37 -
Santiago Cabrera Anda
2.2.5 DISTRIBUCION DE FLUIDOS OLEOHIDRAULICOS
2.2.5.1. Fórmulas para cálculo de diámetros de tubería para fluidos oleohidraúlicos
El trazado de redes de distribución debe corresponder a la ubicación de los puntos de
aplicación, y puede realizarse según dos disposiciones: en circuito cerrado y en circuito
abierto. Se recomienda velocidad muy baja para la línea de succión o aspiración porque allí
la caída de presión admisible es muy pequeña, así:
•
•
•
Línea de succión:
Línea de presión:
Línea de retorno:
Velocidad máxima admisible: 0,5 a 1,6 m/seg.
Velocidad máxima admisible: 3 a 11 m/seg.
Velocidad máxima admisible: 2 a 5 m/seg.
S (cm 2 ) =
Q(lt / min)
6 * Vel (m / s)
Q: Caudal (lt/min)
S: Sección equivalente (cm²)
V: Velocidad de flujo (m/s)
2.2.5.2 Clasificación de tuberías por su número de cédula15
Cuadro 2.15: Dimensiones de tuberías comerciales
Tamaño Diámetro
Diámetro interno (plg)
nominal externo
SCH 40
SCH 80
SCH 20
SCH 60
SCH 120 SCH 160
(plg)
(plg)
Estándar
Extragrueso
1/8
0,405
0,269
0,215
1/4
0,540
0,364
0,302
3/8
0,675
0,493
0,423
1/2
0,840
0,622
0,546
0,466
3/4
1,050
0,824
0,742
0,614
1
1,315
1,049
0,957
0,815
1 1/4
1,660
1,38
1,278
1,16
1 1/2
1,900
1,61
1,500
1,338
2
2,375
2,067
1,939
1,689
3
3,500
3,068
2,900
2,624
4
4,500
4,026
3,826
3,624
3,438
5
5,563
5,047
4,813
4,563
4,313
6
6,625
6,065
5,761
5,501
5,189
8
8,625
8,125
7,981
7,813
7,625
7,189
6,813
10
10,750
10,250
10,020
9,750
9,564
9,064
8,500
12
12,750
12,250
11,934 11,626
11,376 10,750 10,126
15
SPERRY-VICKERS, Manual de de Oleohidráulica industrial
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
2.2.5.3 Selección de mangueras flexibles16
Estas se utilizan cuando las líneas hidráulicas están sometidas a movimiento o vibraciones.
Se fabrican con capas de caucho sintético y trenzado de tejido o alambre, lo cual permite
soportar presiones más altas. Su capa interna debe ser compatible con el fluido utilizado.
Las normas industriales recomiendan factores de seguridad de entre 4 y 8, en función de la
presión a soportar.
Factor de seguridad =
Pr esión de ruptura
Pr esión de funcionamiento
Cuadro 2.16: Factores de seguridad
Factor de seguridad
Presión de funcionamiento
(Kgf/cm²)
Menos de 70
70 a 175
Más de 175
8
6
4
Cuadro 2.17: Dimensionamiento de mangueras para presión de trabajo 80 a 70 Kgf/cm²)
Caudal
(lt/min)
4
5,5
12
24
49
80
136
232
Tamaño
nominal (plg)
1/8
1/8
¼
3/8
½
¾
1
1¼
SCH
80
80
80
80
80
80
80
80
Diámetro
externo (plg)
¼
5/16
3/8
½
5/8
7/8
1¼
1½
Espesor de la
pared (mm)
0,9
0,9
0,9
1,0
1,25
1,8
2,75
3,0
Cuadro 2.18: Dimensionamiento de mangueras para presión de trabajo 80 a 70 Kgf/cm²)
Caudal
(lt/min)
10
24
40
72
120
168
16
Tamaño
nominal (plg)
¼
3/8
½
¾
1
1¼
SCH
80
80
80
80
80
160
Diámetro
externo (plg)
3/8
5/8
¾
1
1¼
1½
Espesor de la
pared (mm)
1,5
2,4
3,0
3,75
4,6
5,6
SPERRY-VICKERS, Manual de de Oleohidráulica industrial
Neumática y Oleohidráulica
- 39 -
Santiago Cabrera Anda
2.2.6 REGLAMENTOS PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS
DE TUBERÍA
Los sistemas de tubería deben diseñarse y construirse de acuerdo con una sección del Code
for Pressure Piping B31 de la American Society of Mechanical Engineers (ASME). Este
reglamento especifica: materiales cuyo servicio se ha probado durante mucho tiempo;
niveles permisibles de esfuerzo para todos los materiales, incluyendo factores de
seguridad; métodos de fabricación e instalación, así como requisitos de inspección, examen
y prueba.
El reglamento puede servir como base para llegar a un acuerdo entre diseñador e
instalador, en relación con los detalles técnicos del trabajo de instalación.
El reglamento se reconoce como una norma industrial que proporciona una base de
protección contra la responsabilidad legal en relación con diseño e instalación.
Cuadro 2.19: Secciones del Código ASME para diseño e instalación de tuberías para
diversas aplicaciones
Sección
Tuberías para diversas aplicaciones
ASME B31.1
ASME B31.3
ASME B31.4
Tubería para líneas de energía
Tubería para procesos químicos y refinerías de petróleo
Sistemas de transportación de líquidos para hidrocarburos,
gas líquido derivado del petróleo, amoniaco anhidro y
alcoholes
Tubería para refrigeración
Sistemas de tuberías para transmisión y distribución de gas
Tubería para servicios en edificios
Sistemas de tubería para transportación de pastas aguadas
ASME B31.5
ASME B31.8
ASME B31.9
ASME B31.11
La mayoría de tuberías para procesos deben construirse de acuerdo con B31.3. Líneas de
aire de hasta 10 bar (150 psi) y 93"C (200°F), de vapor de hasta 8.5 bar (125 psi) y líquidos
de hasta 20 bar (300 psi) y a temperaturas desde -18°C (0°F) hasta 177°C (350°F) deben
construirse de acuerdo con B31.9 para tamaños de tubo de hasta DN600 y de hasta 12.5 cm
(0.5 in) de espesor de pared cuando se empleen como tubería para servicios en edificios.
Cuando la tubería opera dentro de estos parámetros y se encuentra ubicada en una refinería
o planta química, podrá diseñarse e instalarse como una tubería B31.3 categoría D. Las
tuberías de vapor y agua que operen arriba de estas temperaturas deben construirse de
acuerdo con la norma B31.1 cuando su vida de diseño sea mayor a 25 años; de otra forma,
tales tuberías en plantas de proceso deben construirse de acuerdo con la norma B31.3. Las
tuberías para otros líquidos no inflamables y no tóxicos, así como para gases con presiones
de hasta 20 bar (300 psig) y 121°C (250°F) deben construirse según B31.3 categoría D.
Neumática y Oleohidráulica
- 40 -
Santiago Cabrera Anda
2.2.7 COLORES DE SEÑALIZACIÓN DE CONDUCCIONES DE FLUIDOS
SEGÚN DIN 2403 17
Cuadro 2.20: Colores de seguridad para tuberías con diversos fluidos
Fluido conducido
Agua
Vapor
Aire
Gas combustible
Gas no combustible
Acidos
Sosas
Líquidos combustibles
Líquidos no combustibles
Vacío
Grupo
Color
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Verde
Rojo
Azul
Amarillo
Amarillo
Naranja
Violeta
Marrón
Marrón
Gris
2.2.8 COLORES DE SEÑALIZACIÓN PARA RECIPIENTES CON DIVERSOS
GASES 18
Cuadro 2.21: Colores de seguridad para recipientes de gases a presión
Gas almacenado
Oxígeno industrial
Acetileno
Argón
Dióxido de carbono
Helio
Nitrógeno
17
18
Símbolo
Color
O2
C2H2
Ar
CO2
He
N2
Verde
Rojo
Negro
Gris
Marrón
Amarillo
Roldán J., Prontuario de Neumática Industrial
AGA, Catálogo de electrodos y gases
Neumática y Oleohidráulica
- 41 -
Santiago Cabrera Anda
2.3 TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE
Bomba hidráulica. Equipo que convierte el movimiento mecánico en energía hidráulica y
se la entrega al fluido de trabajo.
Cartucho. Válvula o filtro que puede ser instalada al interior de un bloque.
Circuito. Recorrido completo que realiza un fluido en un sistema neumático o hidráulico.
Compresor de varias etapas. Equipo con dos o más fases de compresión en el cual la
descarga de cada una alimenta a la siguiente etapa.
Filtro. Dispositivo que permite retener en un medio poroso los contaminantes insolubles
de un fluido.
Línea de aspiración. Línea hidráulica que conecta el depósito o reservorio con la entrada
de la bomba.
Línea de presión. Línea hidráulica que conecta la salida de la bomba con las entradas de
presión de los actuadores.
Línea de retorno. Línea hidráulica que conecta la salida del actuador con el depósito.
Manifold. Dispositivo conductor que presenta muchos orificios internos para conexión.
Purga. Dispositivo para extraer el fluido presurizado, y así eliminar impurezas retenidas.
Restricción. Reducción de la sección transversal de una línea que produce caída de presión
o reducción de caudal.
SCFM. Unidad de medición para caudales de aire (Standard cubic feet per minute).
Vacío. Presión inferior a la atmosférica.
Válvula. Aparato que sirve para controlar dirección, presión o caudal para cierto fluido.
Válvula de cierre. Válvula que funciona completamente abierta o cerrada. Sirve para
interrumpir la circulación de fluido.
Válvula de cuatro vías. Válvula direccional de control que permite conectar
alternativamente con la entrada de presión o hacia la salida del depósito, las conexiones de
cierto componente.
Válvula de regulación. Válvula accionada por presión que sirve para controlar y limitar la
presión del sistema, independientemente de la presión de entrada.
Válvula de seguridad. Válvula accionada por presión que sirve para eliminar excesos de
presión hacia la atmósfera.
Neumática y Oleohidráulica
- 42 -
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2.4 PREGUNTAS Y PROBLEMAS
2.4.1 PROBLEMAS RESUELTOS
1) Determine la potencia de salida en una bomba que debe impulsar aceite a una presión
máxima de 400 psi, con un caudal total de 50 GPM, y eficiencia de 0,8. Cuál será la
potencia requerida en el motor?.
Pnec( Hp) =
N ( Hp) =
P( psi ) * Q( gal / min) 400 * 50
=
= 62,5 Hp
400 *ηtot
400 * 0.8
P( psi ) * Q( gal / min) 400 * 50
=
= 50 Hp
400
400
2) Usando el software EES, investigue si es posible conducir aire neumático a presión de
100 psig, y temperatura de 18°C, con un caudal de 1045 GPM, al interior de una tubería de
acero negro sin costura, ASTM A53, cédula 40, diámetro 2 plg, con rugosidad de fábrica,
con un recorrido de 1100 m de longitud sin elevaciones considerables.
Datos de entrada:
En este caso, no se especifica velocidades permisibles, y se intenta analizar si es posible
conducir a 100 psig, 1045 GPM de aire.
Neumática y Oleohidráulica
- 43 -
Santiago Cabrera Anda
Resultados:
Usando el método Darcy Weisbach, se observa que para un flujo de 1045 GPM, la caída de
presión es muy alta 228 psi, mucho mayor que la presión de suministro, por tanto es
imposible, esto se confirma al comparar la velocidad de conducción que en este caso es de
30 m/seg, que es mucho mayor que la permisible.
Si el flujo a conducir fuese de 188 GPM, la caída de presión sería de 8 psi (alrededor de un
8% de caída de presión), lo cual es aceptable, y se puede comprobar al comparar la
velocidad de conducción que para estas condiciones es de 5,5 m/seg, que está en el rango
de las permisibles.
Neumática y Oleohidráulica
- 44 -
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2.4.2 PREGUNTAS
1) En que consiste la configuración interna de un compresor de tornillo?
2) Que bombas se recomiendan para usarse en oleohidráulica, las hidrostáticas o las
hidrodinámicas. Porque?
3) Que bombas se recomiendan para usarse en oleohidráulica, las hidrostáticas o las
hidrodinámicas. Porque?
4) Porqué a las bombas hidrostáticas, se las conoce como de desplazamiento positivo?
5) Que ventajas presenta la bomba de pistones sobre una de engranajes ?.
6) Con que parámetros se especifica un filtro de aire comprimido?. Cite un ejemplo.
7) Que problemas podrían ocurrir si no se hace un adecuado tratamiento al aire
comprimido?.
8) Que es una unidad FRL?. Realice un diagrama real y otro con símbolos normalizados.
9) Mencione 3 recomendaciones para el montaje de tuberías de aire comprimido
10) Porqué las velocidades máximas permisibles son mayores en vapores sobrecalentados
que en líquidos.
11) Porqué las velocidades permisibles para aceites hidráulicos son mayores en línea de
presión que en línea de succión?.
2.4.3 PROBLEMAS PROPUESTOS
1) Investigue usando catálogos de Internet, acerca de los rangos de capacidad que tienen
los diversos tipos de compresores de aire.
2) Investigue usando internet acerca del uso de aletas en tanques para aceite hidráulico.
3) Con ayuda de un gráfico, explique el funcionamiento de un regulador de presión,
pilotado por aire.
4) Escriba 3 diferencias entre circuitos de tubería cerrados y abiertos.
5) Determine el diámetro mínimo requerido para una línea de presión para aceite
hidráulico, considerando una velocidad máxima admisible de 6 m/seg y un caudal de 75
GPM. Verifique su respuesta usando nomogramas.
6) Usando software Pipeflo, determine Reynolds, pérdidas de presión y diámetro, para una
línea de tubería de presión de gran longitud, que conduce aceite hidráulico, a partir del dato
de caudal y de cierta velocidad permisible.
Neumática y Oleohidráulica
- 45 -
Santiago Cabrera Anda
2.5 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
•
ROLDAN, J., (2001). PRONTUARIO DE NEUMATICA INDUSTRIAL,
Paraninfo S.A.
•
ROLDAN, J. PRONTUARIO DE HIDRAULICA INDUSTRIAL, Paraninfo S.A.
•
SERRANO, A., (1996). NEUMATICA, Paraninfo S.A.
•
DANFOSS
HYDRAULICS,
FACTS
WORTH
KNOWING
ABOUT
HYDRAULICS
•
ATLAS COPCO, Compresores de aire: Serie GA 11 a 37 – 60 Hz. Compresores
rotativos de tornillo 21 – 107 l/s.
•
ATLAS COPCO, Compresores de aire: Serie GA 200 – 50 Hz. Compresores
rotativos de tornillo 53 – 97 l/s.
•
ATLAS COPCO, Compresores de aire: Serie GA–Pack. Compresores de tornillo
con inyección de aceite, silenciados, totalmente automáticos
•
ATLAS COPCO, Libro de instrucciones para compresores estacionarios: GA 30 y
GA 37 Pack.
•
ATLAS COPCO, Catálogo: Refrigeradores posteriores por aire y agua. Modelos
TD y HD
•
FESTO. Programa básico, Edición 01-03
•
FESTO PNEUMATIC. Programa de Fabricación, 050377E
•
AUTOMACIÓN MICROMECÁNICA S.A.I.C., Catálogo general: MICRO
•
FPC: Fluid Power Components S.r.l., Pneumatic Automation Product Range
•
HSC: Hydraulic Supply Company. Stock Products. Catalog SPC-09-2006
•
PREVOST, Secadores por absorción Alaska
•
SPERRY-VICKERS,
MANUAL
DE
OLEOHIDRAULICA
INDUSTRIAL,
935100-A, Editorial Blume
Software de evaluación y demos:
•
Katmar Software, UCONEER: Conversión de unidades en Ingeniería
•
Cengel, Yunus. EES: Engineering Equation Solver
Neumática y Oleohidráulica
- 46 -
Santiago Cabrera Anda
CAPITULO III
DISPOSITIVOS ACTUADORES NEUMÁTICOS Y OLEOHIDRÁULICOS
3.1 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
Reconocer y seleccionar técnicamente diversos tipos de actuadores tanto lineales como
rotantes con diversos fluidos: aire y aceite hidráulico, con la finalidad de evaluar fuerzas
ejercidas, para aprovecharlas en aplicaciones industriales.
3.2 MARCO TEÓRICO:
3.2.1 ACTUADORES NEUMATICOS LINEALES
3.2.1.1 Cilindros de simple efecto. Permiten realizar trabajo mecánico en un sólo sentido
de movimiento, su retorno lo alcanza por una fuerza externa o por la reacción de un resorte
opuesto a la dirección del movimiento instalado al interior del cilindro. Posee una sola
entrada de aire comprimido.
Fig. 3.1. Cilindros de simple efecto
a) Fuerza ( F ) desarrollada por un cilindro simple efecto con retorno por muelle:
F ( Kg ) =
π * D 2 (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 )
4
D: Diámetro del émbolo
d: Diámetro del vástago
S: Sección del émbolo
s: Sección del vástago
P: Presión de funcionamiento
L: Longitud de carrera efectiva
R: Rendimiento del cilindro,
* R − Fm = S (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 ) * R − Fm
para cilindros con D < 40 mm , R = 0,85
para cilindros con D > 40 mm , R = 0,95
n: Número de ciclos por minuto
Fm: Fuerza de resorte en (Kgf)
t: Tiempo que tarda el cilindro en efectuar su carrera
Neumática y Oleohidráulica
- 47 -
Santiago Cabrera Anda
b) Consumo de aire ( C ) en un cilindro simple efecto:
C (lt / min) =
C (lt / min) =
0,0471* D 2 (cm 2 ) * L (cm) * ( P + Patm) ( Kg / cm 2 )
t ( seg )
π * D 2 (cm 2 ) * L (cm) * ( P + Patm) (bar ) * n
4000
3.2.1.2 Cilindros de doble efecto. Permiten realizar trabajo mecánico en sus dos sentidos
de movimiento, para lo cual poseen dos entradas para aire comprimido ubicadas en los dos
extremos del cilindro, por tanto se obtiene fuerza útil en sus dos recorridos. Estas fuerzas
no son iguales, puesto que sus áreas efectivas a ambos costados del pistón, tampoco lo son.
Fig. 3.2. Cilindros de doble efecto
a) Fuerza ( F ) desarrollada por un cilindro doble efecto:
Fuerza de avance. Cuando el aire actúa sobre la cara del émbolo opuesta al vástago::
F ( Kg ) =
π * D 2 (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 )
4
* R = S (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 ) * R
Fuerza de retroceso. Cuando el aire actúa sobre la cara del émbolo que contiene el vástago:
F ( Kg ) =
π * [D 2 − d ² ] (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 )
4
* R = [S − s ] (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 ) * R
b) Consumo de aire ( C ) en un cilindro doble efecto:
C (lt / min) =
C (lt / min) =
[
]
0,0471 * D 2 − d 2 (cm 2 ) * L (cm) * ( P + Patm) ( Kg / cm 2 )
t ( seg )
π * [2 D 2 − d 2 ] (cm 2 ) * L (cm) * ( P + Patm) ( Kg / cm 2 ) * n
4000
Permiten calcular el caudal consumido por cilindros, sin considerar consumos de tuberías y
otros elementos neumáticos, estos consumos adicionales se estiman entre 20% y 30% del
consumo de los cilindros.
Neumática y Oleohidráulica
- 48 -
Santiago Cabrera Anda
Cuadro 3.1: Fuerza de avance y fuerza a restar para retroceso en cilindros de diversos
tamaños
Diámetro
cilindro
(mm)
6
8
10
12
14
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
Diámetro
vástago
Fuerza de avance (N)
A diversas presiones (bar)
1
5
7
10
2,8 14,1 19,8 28,3
5,0 25,1 35,2 50,3
7,9 39,3 55,0 78,5
11,3 56,5 79,2 113,1
15,4 77,0 107,8 153,9
20,1 100,5 140,7 201,1
31,4 157,1 219,9 314,2
49,1 245,4 343,6 490,9
80,4 402,1 563,0 804,2
126
628
880 1257
196
982 1374 1963
312 1559 2182 3117
503 2513 3519 5027
785 3927 5498 7854
1227 6136 8590 12272
2011 10053 14074 20106
3142 15708 21991 31416
(mm)
4
6
8
10
12
16
20
25
32
40
Fuerza a restar para
retroceso (N)
A diversas presiones (bar)
1
5
7
10
1,3 6,3
8,8 12,6
2,8 14,1 19,8 28,3
5,0 25,1 35,2 50,3
7,9 39,3 55,0 78,5
11,3 56,5 79,2 113,1
20,1 100,5 140,7 201,1
31,4 157,1 219,9 314,2
49,1 245,4 343,6 490,9
80,4 402,1 563,0 804,2
125,7 628,3 879,6 1257
La velocidad media del émbolo en los cilindros estándar se recomienda entre 0,1 y 1,5 m/s.
3.2.1.3 Sensores de proximidad para cilindros doble efecto. Para su función el detector
de proximidad necesita un imán permanente en el émbolo del actuador. El sensor sin
contacto está compuesto por resistencias dependientes de un campo magnético y genera
una tensión cuando se acerca el imán del émbolo. Un sistema lógico acoplado a él evalúa el
suceso y emite una señal de salida.
Fig. 3.3. Sensores de proximidad
Neumática y Oleohidráulica
- 49 -
Santiago Cabrera Anda
3.2.1.4. Músculo neumático. Estos dispositivos mecánicos intentan parecerse al músculo
biológico del hombre, el cual posee una alta relación masa/rendimiento, lo cual el permite
realizar una gran variedad de movimientos, con mucha agilidad y suavidad.
Fig. 3.4. Músculo neumático
Un músculo neumático es esencialmente un tubo flexible de goma (u otro tipo de material
elástico) que al aplicar presión aumenta de volumen y ejerce una gran fuerza lo cual
permite utilizarlo en: sujeción de piezas, prensas, pinzas, entre otros.
La longitud nominal del músculo neumático se define sin presión y sin carga. La longitud
corresponde al largo de la membrana visible entre las sujeciones. El músculo se expande si
se aplica una fuerza exterior. Al aplicar presión, el músculo se contrae (lo que significa que
la longitud útil se reduce).
a) Características técnicas:19
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Fuerza inicial hasta 10 veces superior a la de un cilindro convencional del mismo
diámetro
Gran dinamismo, incluso con grandes cargas
Sin partes mecánicas móviles en sentidos opuestos
Sin tirones, también al ejecutar movimientos muy lentos
Accionamiento sencillo mediante presión, sin detector de recorrido
Separación entre el fluido de funcionamiento y la atmósfera
Ideal para aplicaciones expuestas a polvo y suciedad
Estructura robusta
Liviano
Hermético
b) Fuerza ( F ) desarrollada por un músculo neumático:
F * f = P* p
donde:
F: Fuerza desarrollada por el músculo
f: Brazo de la fuerza
P: Carga
P: Brazo de la carga
Esta relación muestra como es posible obtener grandes fuerzas con carreras cortas.
19
Festo Didactics
Neumática y Oleohidráulica
- 50 -
Santiago Cabrera Anda
3.2.2 ACTUADORES NEUMATICOS ROTANTES
3.2.2.1 Actuador rotante neumático. Permite obtener un movimiento rotante parcial con
características de control y velocidad similares a las de cilindros neumáticos. La velocidad
se puede controlar independientemente en ambos sentidos con el flujo de aire. El par torsor
se regula con la presión de aire.
Fig. 3.5. Actuador rotante neumático
3.2.2.2 Actuadores rotantes neumáticos aplicados para cierre y apertura de válvulas
Fig. 3.6. Actuador rotante neumático para apertura/cierre de válvulas
a) Características:
Presión de suministro:
40 to 120 psig
Torque de salida:
Doble efecto hasta 27,624 Lbf plg
Resorte para retorno hasta 10,155 Lbf plg
Neumática y Oleohidráulica
- 51 -
Santiago Cabrera Anda
3.2.2.3 Motores neumáticos
Pueden clasificarse en dos grupos: motores de paletas y de pistones radiales:
a) Características de motores de paletas. Pueden alcanzar potencias de hasta 3,5 KW y
velocidades en vacío entre 400 y 20000 rpm. Los torques de salida a potencia máxima
alcanzan los 22 Nm.
b) Características de motores de pistones radiales. Funcionan bajo el principio de un
motor de combustión interna típico. Alcanzan potencias de hasta 10 KW, con velocidades
de giro en vacío entre 400 y 9000 rpm.
c) Ventajas frente a los motores eléctricos.
• Insensible al calor, polvo, humedad y vibraciones
• No presenta ningún riesgo de trabajo en ambientes explosivos
• Puede sobrecargarse hasta pararse completamente.
3.2.3 ACTUADORES LINEALES OLEONEUMÁTICOS20
3.2.3.1 Cilindros oleoneumáticos
Son cilindros de alimentación neumática con un sistema de control de velocidad mediante
un circuito cerrado de aceite recabado en el interior del vástago. Se puede obtener
regulaciones de la velocidad con presión en ambos sentidos y añadiendo las válvulas
‘’skip’’ y ‘’stop’’, es posible obtener mayor velocidad o parar en cualquier posición.
Fig. 3.7. Actuador lineal oleoneumático
20
Catálogo Tecnautomat
Neumática y Oleohidráulica
- 52 -
Santiago Cabrera Anda
a) Características técnicas
Fluído:
Fluído de control:
Presión de trabajo:
Temperatura de trabajo:
Velocidad:
Pistón con anillo magnético:
Diámetros:
Recorridos estandar:
Aire filtrado y lubricado
Aceite hidráulico
1 – 10 bar
-10°C + 80°C
70 – 6000 mm/min
Incorporan un anillo magnético para detectar su posición
50 y 63 mm
50 - 100 - 150 - 200 - 250 - 300 - 350 - 400 - 450 - 500
A continuación la Fig. 3.8, muestra el efecto de la presión de trabajo sobre la fuerza y el
consumo de aire en dichos cilindros.
Fig. 3.8. Fuerza y consumo de aire en actuadores oleoneumáticos
3.2.3.2 Convertidores oleoneumáticos. Consisten en un cilindro sin vástago y un émbolo
que se mueve al interior del mismo impulsado por el aire comprimido, mientras que la
cámara opuesta contiene aceite.
Neumática y Oleohidráulica
- 53 -
Santiago Cabrera Anda
3.2.3.3 Otros actuadores especiales
Cuadro 3.2: Actuadores para aplicaciones especiales
3.2.4 ACTUADORES HIDRÁULICOS LÍNEALES
3.2.4.1 Cilindros simple efecto, tipo buzo. Son muy sencillos, tienen una sola cámara
para el fluido, en su mayoría trabajan en forma vertical y el retorno se efectúa por la
gravedad.
3.2.4.2 Cilindros simple efecto, tipo telescópico. Se utiliza cuando su longitud
comprimida tiene que ser menor que la de un cilindro estándar. Pueden contener hasta 4 o
5 camisas. Se aplican para grandes desplazamientos y en equipos móviles (elevación de
volquetes y camiones)
3.2.4.3 Cilindros de doble efecto. Se accionan en ambos sentidos, por tanto pueden
ejercer fuerza en sus dos sentidos de movimiento. Son muy utilizados en sistemas
oleohidráulicos.
3.2.4.4 Velocidad de un cilindro hidráulico:
Vel (m / min) =
Caudal (lt / min)
6 * Area pistón (cm²)
3.2.4.5 Fuerza ( F ) desarrollada por un cilindro hidráulico simple efecto:
F ( Kg ) =
Neumática y Oleohidráulica
π * D 2 (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 )
4
- 54 -
* R = S (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 ) * R
Santiago Cabrera Anda
3.2.4.6 Fuerza ( F ) desarrollada por un cilindro hidráulico doble efecto:
Cuando el fluido actúa sobre la cara del émbolo opuesta al vástago (Fuerza de avance):
F ( Kg ) =
π * D 2 (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 )
4
* R = S (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 ) * R
Cuando el fluido actúa sobre la cara del émbolo que contiene el vástago (Fuerza de
retorno):
F ( Kg ) =
π * [D 2 − d ² ] (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 )
D: Diámetro del émbolo
S: Sección del émbolo
P: Presión funcionamiento
R: Rendimiento del cilindro
4
* R = [S − s ] (cm 2 ) * P ( Kg / cm 2 ) * R
d: Diámetro del vástago
s: Sección del vástago
L: Longitud carrera
3.2.4.7. Capacidad de los cilindros. Se determina por su tamaño y su resistencia a la
presión. La mayoría llevan vástago normalizado, pero además se disponen vástagos pesdos
y extrapesados.
Cuadro 3.3: Fuerzas obtenidas con cilindros oleohidráulicos de diversos tamaños
Diámetro
cilindro
(plg)
2
2 1/2
4
5
6
8
Diámetro
vástago
(plg)
1
Normal
1 3/8 Pesada
1
Normal
1 3/8 Media
1 3/4 Pesada
1 3/4 Normal
2
Media
2 1/2 Pesada
2
Normal
2 1/2 Media
3 1/2 Pesada
2 1/2 Normal
3 1/2 Media
4
Pesada
3 1/2 Normal
4 1/2 Media
5 1/2 Pesada
Fuerza (Kgf)
35 Kgf/cm²
105 Kgf/cm²
Avance Retorno Avance Retorno
532
1596
710
2130
374
1123
931
2793
1109
3327
773
2320
567
1701
2292
6877
2835
8505
2124
6373
1720
5178
3724
11172
4434
13303
3325
9975
2261
6783
5271
15813
6380
19141 12631
4210
3545
10635
9170
247510
11343
34030 23208
7750
6981
17944
140 Kgf/cm²
Avance Retorno
2128
2840
1498
3724
4436
3094
2268
9170
11340
8496
6904
14896
17738 13300
9044
21084
25522 16842
14182
36080
45374 31024
23926
Nota: Para cilindros doble vástago use para cálculos la fuerza de retorno
Neumática y Oleohidráulica
- 55 -
Santiago Cabrera Anda
Cuadro 3.4: Efectos sobre la aplicación de los cilindros oleohidráulicos al variar caudal de
entrada o presión
Cambio
Velocidad
Aumento de presión
Disminución de presión
Aumento de caudal
Disminución de caudal
sin efecto
sin efecto
aumenta
diminuye
Efecto sobre la
presión de trabajo
sin efecto
sin efecto
sin efecto
sin efecto
Fuerza
disponible
aumenta
disminuye
sin efecto
sin efecto
3.2.5. ACTUADORES HIDRÁULICOS ROTATIVOS
3.2.5.1. Motores oleohidráulicos. Permiten transformar la energía hidráulica en energía
mecánica rotativa. En lugar de impulsar el fluido como lo hace una bomba, son impulsados
por éste y desarrollan torque y movimiento rotacional. Su forma constructiva se parece
mucho a la de las bombas, así existen: motores de engranajes; de paletas y de pistones.
Fig. 3.9. Motores hidráulicos
a) Motor de engranajes. Desarrolla par debido a la presión aplicada sobre la superficie
de los dientes de los engranajes, se limitan a presiones de funcionamiento de hasta 140
Kgf/cm², y rotaciones máximas de 2400 rpm. Son muy sencillos y poseen alta
tolerancia a la suciedad.
b) Motor de paletas. El par se desarrolla por la presión que actúa sobre las superficies
expuestas de las paletas rectangulares las cuales entran y salen de unas ranuras
practicadas en un rotor, acoplado a un eje de accionamiento. Existen modelos que
pueden funcionar entre 5 a 150 rpm, con un par máximo de 620 Kgf m, con versiones
dobles que originan un par de 1240 Kgf m.
c) Motor de pistones. Generan un par mediante la presión que se ejerce sobre los
extremos de los pistones que se mueven alternativamente. Son muy eficientes y tienen
capacidad tanto para altas velocidades como para altas presiones.
Son muy utilizados en industria aeroespacial debido a su elevada relación de potencia
por unidad de peso.
Neumática y Oleohidráulica
- 56 -
Santiago Cabrera Anda
3.2.5.2. Selección de Motores oleohidráulicos. Las siguientes fórmulas se expresan en
función de un par teórico. Puede requerirse un par adicional del 10% al 35% para arrancar
bajo una carga determinada.
⎛ m * Kgf ⎞
7 * Par necesario (m * Kgf )
⎟⎟ =
Par no min al ⎜⎜
⎝ 7 Kgf / cm² ⎠ Pr esión de funcionamiento ( Kgf / cm²)
Par ( Kgfm) =
10 * Pr esión ( Kgf / cm²) * Desplazamiento(lt / rev)
2π
3
⎛ lt ⎞ RPM * Desplazamiento (cm / rev)
Caudal ⎜
=
⎟
1000
⎝ min ⎠
3.2.5.3. Actuadores rotantes hidráulicos aplicados para cierre y apertura de válvulas
Fig. 3.10. Actuadotes hidráulicos para cierre y apertura de válvulas
Características:
Presión hidráulica de suministro:
Torque de salida:
Rango de temperatura:
Neumática y Oleohidráulica
1500 psig
hasta 240,000 Lbf plg
entre 22 y 212°F
- 57 -
Santiago Cabrera Anda
3.3TERMINOS Y CONCEPTOS CLAVE
Actuador lineal. Dispositivo que convierte la energía neumática o hidráulica en una fuerza
con desplazamiento lineal.
Actuador rotante. Dispositivo que convierte la energía neumática o hidráulica en una
fuerza con movimiento rotativo (torque).
Acumulador. Recipiente en el cual se almacena fluido a presión para luego ser utilizado
como fuente de energía neumática o hidráulica.
Amortiguador. Dispositivo que permite disminuir los picos de presión en circuitos
neumáticos e hidráulicos.
Carrera. Longitud de trabajo aprovechable en un cilindro neumático o hidráulico.
Desplazamiento. Cantidad de fluido que requiere el motor para dar una revolución, o la
capacidad de una cámara multiplicada por el número de cámaras que contiene.
Junta tórica. Elemento para estanqueidad de una sección cilíndrica.
Par o Torque. Fuerza giratoria. Un motor puede dar un par sin movimiento, pero este se
efectuará si el par es suficiente para vencer el rozamiento y la resistencia de la carga.
Vástago. Pieza de forma cilíndrica de sección uniforme, que se utiliza para transmitir un
empuje.
3.4 PREGUNTAS Y PROBLEMAS
3.4.1 PROBLEMAS RESUELTOS
1) Calcule la fuerza de avance y de retroceso para un cilindro neumático de doble efecto,
con diámetro de pistón 125 mm, y diámetro de vástago 30 mm. La presión de trabajo es
5,5 bar y el rendimiento del 95%.
Fuerza de avance:
F ( Kgf ) =
π * D 2 (cm²) * P(bar )
4
*R =
π *12,5 2 * 5,5
4
* 0,95 = 641.2 Kgf
Fuerza de retroceso:
F ( Kgf ) =
π * [D 2 − d ² ] (cm 2 ) * P (bar )
Neumática y Oleohidráulica
4
*R =
- 58 -
π * [12,5 2 − 3² ] * 5,5
4
* 0,95 = 604,27 Kgf
Santiago Cabrera Anda
2) Suponiendo que el cilindro anterior desarrolla una carrera de 200 mm y realiza 150
ciclos/hora: Cuál será su consumo de aire en lt/min, a presión atmosférica?
C (lt / min) =
π * [2 D 2 − d 2 ] (cm 2 ) * L (cm) * ( P + Patm) (bar ) * n
4000
π * (25) − 3 * 20 * 5,5 * 2,5
= 65,55lt / min
C (lt / min) =
4000
[
2
2
]
3) Determine el par desarrollado por un motor hidráulico de desplazamiento 62,8 cc/rev,
trabajando a una presión de 100 Kgf/cm²
Par ( Kgf m) =
Par =
10 * Pr esión ( Kgf / cm²) * Desplazamiento(lt / rev)
2π
10 *100 Kgf / cm² * 0,0628(lt / rev)
= 10 Kgf m
2π
3.4.2 PREGUNTAS
1) Investigue el funcionamiento y aplicación de cilindros doble vástago.
2) Investigue el funcionamiento y aplicación de cilindros sin vástago.
3) Investigue 5 aplicaciones de los músculos neumáticos
4) Investigue la relación entre fuerzas y brazos de carga para un músculo humano
5) Investigue el funcionamiento de un motor neumático de paletas.
6) Analice con catálogos técnicos, diversos motores neumáticos de pistones radiales.
7) Que función cumplen y como se clasifican los actuadores neumáticos ?
8) Investigar acerca de la eficiencia de los diversos tipos de motores hidráulicos.
3.4.3 PROBLEMAS PROPUESTOS
1) Determine las fuerzas (lbf) desarrolladas por un cilindro neumático doble efecto,
cuando trabaja a nivel del mar a 114,7 psia, con diámetro de vástago 1/2 plg, y
diámetro de émbolo 2 plg.
2) Si un cilindro hidráulico, diámetro interno 7,5 cm puede trabajar con una presión hasta
de 140 Kgf/cm². Cuál será la fuerza máxima que podrá ejercer?
Neumática y Oleohidráulica
- 59 -
Santiago Cabrera Anda
3) Un motor hidráulico de par nominal 0,25 Kgf m, acciona una carga que requiere un par
de 12,50 Kgf m. Cual será la presión de funcionamiento ?
4) Determinar el caudal requerido por un motor hidráulico de desplazamiento 10 cc/rev,
para girar a 400 rpm.
3.5 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
•
ROLDAN, J., (2001). PRONTUARIO DE NEUMATICA INDUSTRIAL,
Paraninfo S.A.
•
ROLDAN, J. PRONTUARIO DE HIDRAULICA INDUSTRIAL, Paraninfo S.A.
•
SERRANO, A., (1996). NEUMATICA, Paraninfo S.A.
•
DANFOSS
HYDRAULICS,
FACTS
WORTH
KNOWING
ABOUT
HYDRAULICS
•
FESTO. Programa básico, Edición 01-03
•
FESTO PNEUMATIC. Programa de Fabricación, 050377E
•
AUTOMACIÓN MICROMECÁNICA S.A.I.C., Catálogo general: MICRO
•
FPC: Fluid Power Components S.r.l., Pneumatic Automation Product Range
•
HSC: Hydraulic Supply Company. Stock Products. Catalog SPC-09-2006
•
SPERRY-VICKERS,
MANUAL
DE
OLEOHIDRAULICA
INDUSTIRAL,
935100-A, Editorial Blume
Software de evaluación y demos:
•
Festo Didatic Software, PNEUSIMP: Simulación de circuitos neumáticos
•
Festo Didatic Software, PNEUSIMH: Simulación de circuitos hidráulicos
Neumática y Oleohidráulica
- 60 -
Santiago Cabrera Anda
CAPITULO IV
VALVULAS NEUMATICAS Y OLEOHIDRAULICAS
4.1 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
Reconocer y seleccionar técnicamente diversos tipos de válvulas distribuidoras y
auxiliares, con diversos fluidos: aire y aceite hidráulico, para evaluar su función en
aplicaciones industriales.
4.2 MARCO TEORICO:
4.2.1 VALVULAS DISTRIBUIDORAS NEUMATICAS
Distribuyen o direccionan el aire comprimido hacia los dispositivos actuadores, regulando
las maniobras de arranque, parada y sentido de circulación.
Identificación según vías/posiciones:
Válvula X/Y
X: Representa el número de vías o tomas de interconexión de la misma (hacia alimentación
de presión, salidas y escapes), así: 2, 3 , 4 o 5.
Y: Establece la cantidad de posiciones estables del distribuidor, así: 2 o 3.
4.2.1.1 Nomenclatura normalizada
En la simbología de válvulas distribuidoras, se utiliza la siguiente nomenclatura.
Tabla 4.1: Simbología de válvulas distribuidoras neumáticas
ISO 1219
Alfabética
P
A, B, C
R, S, T
X, Y, Z
L
CETOP
Numérica
1
2, 4, 6
3, 5, 7
12, 14, 16
9
Función
Conexión del aire comprimido (alimentación)
Tuberías o vías de trabajo
Orificios de purga o escape
Tuberías de control, pilotaje o accionamiento
Fuga
4.2.1.2 Factores para selección de válvulas
a)
Número de vías. Según el tipo de dispositivo actuador requerido:
Cilindro simple efecto: Válvula 3/2
Cilindro doble efecto: Válvula 4/2 , 5/3, 5/2
b)
Número de posiciones. Según condiciones operativas del circuito:
Neumática y Oleohidráulica
- 61 -
Santiago Cabrera Anda
Cilindro doble efecto con parada intermedia: Válvula 5/3
Cilindro doble efecto sin parada intermedia: Válvula 5/2
b)
Tipo de mando. Según la naturaleza de la señal de entrada:
Musculares (de mano o pie), mecánicos, neumáticos y eléctricos
c)
Tamaño de la válvula:
Según el caudal de aire comprimido, velocidad de actuadores y presión de trabajo.
4.2.1.3 Forma constructiva de las válvulas
a)
Válvulas de asiento. El paso de aire es abierto o cerrado mediante elementos juntas
planas, esferas o conos, para la estanqueidad se utilizan juntas elásticas.
b)
Válvulas de corredera. Por su forma constructiva pueden ser de: distribuidor axial,
de cursor y de disco. La más empleada es la de distribuidor axial, tiene forma de
prisma rectangular, en cuyo interior se desliza el émbolo o corredera que comunica
o cierra los distintos orificios (vías) del cuerpo principal, para la estanqueidad se
utilizan juntas tóricas, colocadas en el émbolo o en el cuerpo de la válvula.
4.2.1.4 Válvulas distribuidoras 3/2
Fig. 4.1: Válvulas distribuidoras 3 vías, 2 posiciones
Neumática y Oleohidráulica
- 62 -
Santiago Cabrera Anda
4.2.1.5 Válvulas distribuidoras 5/2
Fig. 4.2: Válvulas distribuidoras 5 vías, 2 posiciones
4.2.1.6 Válvulas distribuidoras 5/3
Fig. 4.3: Válvulas distribuidoras 5 vías, 3 posiciones
Neumática y Oleohidráulica
- 63 -
Santiago Cabrera Anda
4.2.2 VÁLVULAS AUXILIARES NEUMÁTICAS
4.2.2.1 Reguladores de caudal
a) Unidireccional. Controla la velocidad de desplazamiento de un cilindro neumático.
Fig. 4.4: Válvulas reguladoras de caudal unidireccional
b) Bidireccional. Controla flujo en ambos sentidos. Se utiliza como regulador de descarga.
4.2.2.2 Válvula de escape rápido.
Permite alcanzar máximas velocidades en cilindros. Para que el escape rápido sea efectivo,
debe montarse directamente en la entrada del cilindro. El ruido del escape se reduce con
silenciadores.
Fig. 4.5: Válvulas de escape rápido
Neumática y Oleohidráulica
- 64 -
Santiago Cabrera Anda
4.2.2.3 Válvulas lógicas.
a) Válvula de simultaneidad “Tipo Y”. Permite el funcionamiento de otra válvula o
actuador, con la señal de entrada simultánea de orígenes distintos.
Fig. 4.6: Válvulas lógicas tipo “and”
c)
Válvula selectora “Tipo O”. Permite el funcionamiento de otra válvula o actuador,
con la señal de entrada de dos orígenes distintos.
Fig. 4.7: Válvulas lógicas tipo “or”
Neumática y Oleohidráulica
- 65 -
Santiago Cabrera Anda
4.2.2.4 Válvula de no retorno.
Permite el paso de aire en un sólo sentido. Impide despresurizaciones no deseadas.
Fig. 4.8: Válvulas de no retorno
4.2.2.5 Silenciadores.
Se utilizan para reducir el nivel de ruido en los escapes de las válvulas.
Fig. 4.9: Silenciadores
4.2.3 GENERACIÓN DE VACÍO
4.2.3.1 Bombas de vacío. Generan vacío mediante la utilización de un motor eléctrico. Se
emplean cuando se requieren elevados caudales de aspiración.
Generalmente su capacidad está entre 6 y 1600 m3/h, mucho mayores que los 7 m3/h de las
toberas de vacío de mayor capacidad, mientras que su potencia oscila entre 0,37 y 30 KW.
Neumática y Oleohidráulica
- 66 -
Santiago Cabrera Anda
Fig. 4.10: Bombas de vacío
4.2.3.2 Toberas de vacío. Junto con sus ventosas de aspiración, los generadores de vacío
permiten sujetar y retener piezas con superficies lisas, cualquier posición. Funcionan sin
partes móviles aprovechando el efecto Ventura, es decir, el aire comprimido genera el
vacío por medio del principio del eyector. La aspiración se detiene al cerrar el aire
comprimido.
Fig. 4.11: Toberas de vacío
4.2.3.3 Ventosas. Su función principal es crear una cámara de vacío con la pieza a sujetar,
de forma tal que la adherencia que se produzca entre la ventosa y la pieza sea capaz de
soportar el peso de esta última.
Pueden ser de diversos tipos: planas; de fuelle; de rótula y alargadas, y sus materiales:
nitrilo, caucho natural, silicona y vitón.
Neumática y Oleohidráulica
- 67 -
Santiago Cabrera Anda
Fig. 4.12: Ventosas para vacío
4.2.3.4 Fuerza ( F ) de suspensión de una ventosa:
En aplicaciones industriales suele ocurrir que una sola ventosa no sea suficiente (según sus
dimensiones y la depresión aplicada) para suspender a una carga de gran tamaño y peso, en
estos casos, se recurre a la utilización simultánea de dos o más ventosas, cada una
contribuiría con la fuerza total que suspendería la carga.
El siguiente cuadro muestra que la fuerza que puede suspenderse depende del diámetro de
la ventosa y del grado de depresión, aunque también puede afectar el tipo de material
(rugosidad, porosidad, adherencia, forma, etc.). Estos valores son teóricos y deben
afectarse por un coeficiente de seguridad que garantice la sujeción
Cuadro 4.2: Fuerza teórica de sujeción de ventosas en (N)21
Diámetro de ventosas (mm)
Depresión
(bar)
2
4
6
8
10
15
25
30
40
50
60
80
100
0,28 1,13 2,54 4,52 7,06 15,9 28,3 44,2 63,6 113,0 176,7 254,4 452,4 706,8
-0,8
0,25 1,00 2,26 4,02 6,28 14,3 25,1 39,3 56,5 100,5 157,1 226,2 402,1 628,3
-0,7
0,22 0,88 1,98 3,52 5,5 12,4
-0,6
0,19 0,75 1,7 3,01 4,71 10,6 18,8 29,4 42,4 75,4 117,8 169,6 301,6 471,2
-0,5
0,16 0,63 1,41 2,51 3,93 8,83 15,7 24,5 35,3 62,8 98,2 141,4 251,3 392,7
F (N ) =
22
34,3 49,5 88,0 137,4 197,9 351,8 549,8
10 * P (bar ) * A (cm 2 )
N
F ( Kg ) =
21
20
-0,9
P ( Kg / cm 2 ) * A (cm 2 )
N
Serrano, A., NEUMATICA
Neumática y Oleohidráulica
- 68 -
Santiago Cabrera Anda
Donde:
P: Depresión aplicada
A: Area encerrada por los labios de la ventosa
N: Factor de seguridad = 2 (carga en plano horizontal)
= 4 (carga en plano vertical)
4.2.4 VALVULAS DISTRIBUIDORAS OLEOHIDRAULICAS
Distribuyen o direccionan el fluido oleohidráulico hacia los dispositivos actuadores,
regulando las maniobras de arranque, parada y sentido de circulación.
Identificación según vías/posiciones:
Válvula X/Y
X: Representa el número de vías o tomas de interconexión de la misma (hacia alimentación
de presión, salidas y escapes), así: 2, o 4.
Y: Establece la cantidad de posiciones estables del distribuidor, así: 2 o 3.
4.2.4.1 Válvulas distribuidoras 2/2 y 4/2
Fig. 4.13: Válvulas distribuidoras 2 vías, 2 posiciones y 4 vías, 2 posiciones
Neumática y Oleohidráulica
- 69 -
Santiago Cabrera Anda
4.2.4.2 Válvulas distribuidoras 4/3
Fig. 4.14: Válvulas distribuidoras 4 vías, 3 posiciones
Centro abierto
Centro tándem
Centro cerrado
Centro flotante
Fig. 4.15: Esquemas de tipos de centros para válvulas hidráulicas 4/3
Neumática y Oleohidráulica
- 70 -
Santiago Cabrera Anda
Fig. 4.16: Válvula hidráulica 4/3 con centro tándem
4.3 TERMINOS Y CONCEPTOS CLAVE
By-pass. (Derivación). Pasaje secundario para el caudal de un fluido.
Centro abierto. Cuando todos los orificios de una válvula están comunicados entre sí, en
la posición central o neutra.
Centro cerrado. Cuando todos los orificios de una válvula están incomunicados entre sí,
en la posición central o neutra.
Centrado por muelles. Permite que una válvula retorne a su posición central mediante la
fuerza de un muelle cuando el esfuerzo de accionamiento deja de actuar.
Corredera. Pieza móvil de forma cilíndrica que puede desplazarse en ambos sentidos
sobre un orificio practicado al interior del cuerpo de una válvula, para así dirigir el caudal.
Retorno por muelles. Permite que una válvula retorne a una posición extrema mediante la
fuerza de un muelle cuando el esfuerzo de accionamiento deja de actuar.
Señal. Mando o indicación de una posición o velocidad deseada.
Silenciador. Dispositivo que permite reducir el ruido producido al purgar aire hacia el
exterior de una válvula.
Válvula antiretorno. Válvula de control que permite circulación de fluido en una sola
dirección.
Válvula piloto. Válvula auxiliar utilizada para controlar la operación de otra válvula.
Neumática y Oleohidráulica
- 71 -
Santiago Cabrera Anda
4.4. PREGUNTAS Y PROBLEMAS
1) Elegir utilizando el Cuadro 4.1, cuatro ventosas capaces de sujetar en un plano
horizontal una carga de 560 N, con un nivel de depresión de -0,70 bar
2) Elegir utilizando el Cuadro anterior, el diámetro de dos ventosas con capacidad de
suspender en forma vertical una carga de 70 N, con un nivel de depresión de -0,80 bar
3) Describir la posición central de una válvula oleohidráulica de 4 vías con centro tándem
4) Que tipo de válvula direccional se utiliza para accionamiento directo de un cilindro
hidráulico de doble efecto?
5) Que tipo de válvula direccional se utiliza para accionamiento directo de un cilindro
neumático de doble efecto?
4.5 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
•
ROLDAN, J., (2001). PRONTUARIO DE NEUMATICA INDUSTRIAL,
Paraninfo S.A.
•
ROLDAN, J. PRONTUARIO DE HIDRAULICA INDUSTRIAL, Paraninfo S.A.
•
SERRANO, A., (1996). NEUMATICA, Paraninfo S.A.
•
FESTO. Programa básico, Edición 01-03
•
FESTO PNEUMATIC. Programa de Fabricación, 050377E
•
AUTOMACIÓN MICROMECÁNICA S.A.I.C., Catálogo general: MICRO
•
FPC: Fluid Power Components S.r.l., Pneumatic Automation Product Range
•
HSC: Hydraulic Supply Company. Stock Products. Catalog SPC-09-2006
•
SPERRY-VICKERS,
MANUAL
DE
OLEOHIDRAULICA
INDUSTIRAL,
935100-A, Editorial Blume
•
KEYSTONE, Valves & Controls: Spring Return Pneumatic Actuators, Publication
K7US 6-96
Software de evaluación y demos:
•
Festo Didatic Software, PNEUSIMP: Simulación de circuitos neumáticos
•
Festo Didatic Software, PNEUSIMH: Simulación de circuitos hidráulicos
Neumática y Oleohidráulica
- 72 -
Santiago Cabrera Anda
CAPITULO V
CIRCUITOS NEUMATICOS Y OLEOHIDRAÚLICOS
5.1 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
Analizar las características de funcionamiento de diversos tipos de circuitos neumáticos y
oleohidráulicos, para evaluar su aplicabilidad en aplicaciones industriales.
5.2 MARCO TEORICO:
5.2.1 APLICACIONES ESPECIALES DEL AIRE COMPRIMIDO
1. Insuflado de membranas neumáticas de fuelle
2. Soplado para enfriamiento de ciertos equipos
3. Mantener presión uniforme al interior de un tanque o recipiente
Neumática y Oleohidráulica
- 73 -
Santiago Cabrera Anda
4. Accionamiento remoto de una válvula de corte rápido, para permitir paso o
interrupción de la circulación de fluido en casos emergentes
5.2.2 PROCEDIMIENTO PARA DISEÑAR SISTEMAS NEUMATICOS
1) Considerar el trabajo que se va a realizar: levantar un peso, girar una herramienta,
accionar una válvula, o bloquear algún elemento. Esto determina el tipo de actuador
que se va a utilizar (simple o doble efecto, cilíndrico o plano, simple o doble vástago,
con o sin vástago, etc.)
2) Seleccionar el actuador basado en los siguientes parámetros: desplazamiento de la
carga (limitaría la longitud de carrera), fuerza requerida para elevar la carga y presión
de aire disponible en el compresor (limitaría la superficie de pistón y su vástago).
3) Selección de válvulas distribuidoras (monoestable o biestables), considerando si la
carga debe detenerse en puntos intermedios del trayecto (válvula de 3 posiciones).
4) Seleccionar tipos de mando (musculares, pilotos neumáticos, solenoides, mecánicos,
etc.) adecuados en función del tipo de industria o aplicación, disponibilidad de energía,
condiciones de seguridad y ergonomía para el operario o usuario, y nivel de
automatización requerido).
5) Determinación del tamaño del compresor, en función del caudal requerido según la
velocidad a la cual debe desplazarse la carga.
5.2.3 PROCEDIMIENTO PARA DISEÑAR SISTEMAS OLEOHIDRAULICOS
1) Considerar el trabajo que se va a realizar: levantar un peso, girar una herramienta, o
bloquear algún elemento. Esto determina el tipo de actuador que se va a utilizar (simple
o doble efecto, tipo buzo, telescópico, simple o doble vástago, etc.)
2) Seleccionar el actuador basado en los siguientes parámetros: desplazamiento de la
carga (limitaría la longitud de carrera), fuerza requerida para elevar la carga y presión
de funcionamiento (limitaría la superficie de pistón y vástago).
3) Seleccionar válvulas de control, considerando si la carga debe detenerse en puntos
intermedios del trayecto (variante de posición neutral: abierta, cerrada, tándem o
flotante)
4) Determinar el tamaño de la bomba, en función de la velocidad a la cual debe
desplazarse la carga.
Neumática y Oleohidráulica
- 74 -
Santiago Cabrera Anda
5) Determinar la potencia de la bomba, en función del caudal requerido y de la presión de
funcionamiento.
6) Seleccionar válvulas de seguridad (alivio de presión), para impedir la sobrecarga del
motor eléctrico, protegiendo la bomba y otros componentes contra presiones excesivas
ocasionadas por sobrecargas o bloqueo.
7) Dimensionar depósitos que contengan aproximadamente 2 a 3 veces la capacidad de la
bomba.
5.2.4
COMPARACION
OLEOHIDRAULICOS
ENTRE
SISTEMAS
NEUMATICOS
Y
El siguiente cuadro muestra algunas características comparativas específicas de
funcionamiento para sistemas neumáticos y oleohidráulicos, relacionadas con la parte
mecánica y de instalación.
Cuadro 5.1: Características comparativas de los sistemas neumático e hidráulico
Efecto de las
fugas
Influencia del
ambiente
Neumática
Pérdida de energía. Ruido
Hidráulica
Contaminación
A prueba de explosión.
Insensible a la temperatura
Almacenaje de
energía
Velocidad de
operación
Costo de
alimentación
Movimiento
lineal
Fácil
Riesgo de incendio.
Sensible a cambios de
temperatura
Limitada
1,5 m/s
0,5 m/s
Muy alto
Alto
Simple con cilindros. Fuerzas
limitadas. Velocidad
dependiente de la carga
Movimiento
giratorio
Exactitud de
posicionamiento
Estabilidad
Simple, ineficiente, alta
velocidad
1/10 mm posible sin carga
Simple con cilindros.
Buen control de
velocidad. Fuerzas muy
grandes
Simple, par alto, baja
velocidad
Puede conseguirse 1 mm
Fuerzas
Neumática y Oleohidráulica
Baja , el aire es compresible
Protegido contra sobrecargas.
Fuerzas limitadas por la
presión neumática y el
diámetro del cilindro (30 KN
a 6 bar)
- 75 -
Alta, pues el aceite es casi
incompresible, además el
nivel de presión es más
alto que en el neumático
Protegido contra
sobrecargas. Fuerzas muy
altas hasta de 3.000 KN,
con presiones que
alcanzan los 600 bar
Santiago Cabrera Anda
5.2.5
ANALOGIA
ENTRE
LOS
ELEMENTOS
CONVENCIONALES
NEUMATICOS/OLEOHIDRAULICOS Y LOS ELECTRICOS/ELECTRONICOS
El siguiente cuadro muestra algunas características comparativas entre diversos elementos
convencionales
neumáticos/oleohidráulicos,
y
aquellos
similares
de
tipo
eléctrico/electrónico.
Cuadro 5.2: Comparación entre elementos mecánicos convencionales y aquellos de origen
eléctrico
Elementos de trabajo
Elementos de control
Neumático/Hidráulico
Cilindros
Motores
Componentes: fuelles
Válvulas distribuidoras
direccionales
Elementos de proceso
Válvulas distribuidoras
direccionales
Válvulas de aislamiento
Válvulas de presión
Elementos de entrada
Interruptores
Pulsadores
Interruptores final de carrera
Módulos programadores
Sensores
Eléctrico/Electrónico
Motores eléctricos
Válvulas de solenoide
Motores lineales
Contactores de potencia
Transistores
Tristores
Contactores
Relés
Módulos electrónicos
Interruptores
Pulsadores
Interruptores final de carrera
Módulos programadores
Sensores
Indicadores/generadores
Neumática e Hidráulica, Creus Solé Antonio, AlfaOmega Grupo Editor, México 2007
Neumática y Oleohidráulica
- 76 -
Santiago Cabrera Anda
5.2.6 CIRCUITOS NEUMATICOS DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
5.2.6.1. MANDO DIRECTO DE CILINDROS SIMPLE Y DOBLE EFECTO
5.2.6.2. MANDO DOBLE SIMULTANEO DE UN CILINDRO SIMPLE EFECTO
(VALVULA LOGICA AND)
Neumática y Oleohidráulica
- 77 -
Santiago Cabrera Anda
5.2.6.3. MANDO DOBLE SELECTIVO DE UN CILINDRO SIMPLE EFECTO
(VALVULA LOGICA OR)
5.2.6.4. MANDO DOBLE SIMULTANEO DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO
Neumática y Oleohidráulica
- 78 -
Santiago Cabrera Anda
5.2.6.5. MANDO DOBLE SELECTIVO DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO
5.2.6.6. MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO CON
CONTROL DE VELOCIDAD POR REGULACION DE CAUDAL
Neumática y Oleohidráulica
- 79 -
Santiago Cabrera Anda
5.2.6.7. MAXIMA VELOCIDAD EN CILINDROS SIMPLE EFECTO
5.2.6.8. MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO SIMPLE EFECTO
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
5.2.6.9. MANDO
(BIESTABLE)
INDIRECTO
DE
UN
CILINDRO
SIMPLE
EFECTO
5.2.6.10. RETORNO AUTOMATICO DE UN CILINDRO SIMPLE EFECTO CON
FIN DE CARRERA NEUMATICO
Neumática y Oleohidráulica
- 81 -
Santiago Cabrera Anda
5.2.6.11. POSICIONADO INTERMEDIO DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO
USANDO UNA VALVULA DE 5 VIAS Y 3 POSICIONES
5.2.7 CIRCUITOS OLEOHIDRAULICOS DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
5.2.7.1. MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO SIMPLE EFECTO
Neumática y Oleohidráulica
- 82 -
Santiago Cabrera Anda
5.2.7.2. MANDO DIRECTO DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO
5.2.7.3. POSICIONADO INTERMEDIO DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO
USANDO UNA VALVULA DE 4 VIAS Y 3 POSICIONES
Neumática y Oleohidráulica
- 83 -
Santiago Cabrera Anda
5.3 TERMINOS Y CONCEPTOS CLAVE
Carga. Energía referida a la unidad de peso.
Circuito. Trayectoria completa en un sistema hidráulico, incluyendo el dispositivo
generador de caudal.
Circuito abierto. Circuito en que el caudal de descarga de la bomba, después de haber
atravesado los otros elementos hidráulicos retorna al tanque.
Circuito cerrado. Circuito en que el caudal de descarga de la bomba, después de haber
atravesado los otros elementos hidráulicos retorna directamente a la entrada de la bomba.
Circuito en secuencia. Cuando se requiere que las operaciones se realicen en un orden
determinado y mantener la presión en la primera operación mientras se verifica la segunda.
Contrapresión. Se refiere a la presión que existe en la línea de retorno al tanque, la cual
requiere presiones incrementadas para mover la carga.
5.4 PREGUNTAS Y PROBLEMAS
5.4.1 PROBLEMAS RESUELTOS
1) Se trata de diseñar un circuito para el accionamiento de un cilindro vertical de una
prensa. Inicialmente, para facilitar el sistema, sólo se suministran los datos
correspondientes a esfuerzos, velocidades y componentes ya existentes:
a) Se ha de desarrollar una fuerza de 14.000 kg en la prensada que se realiza en 20 seg
b) A continuación se mantiene la pieza prensada durante otros 30 seg
c) Seguidamente retrocede la prensa en 10 seg, hasta alcanzar su posición inicial; para
realizar este movimiento debe vencer un peso de 5.350 kg.
d) Finalmente la prensa se mantiene en reposo durante 15 seg; es muy importante que
se mantenga en esta posición ya que si bajase por propio peso podría lastimar al
operario que está cambiando la pieza prensada por otra nueva.
e) La longitud total a recorrer es de 150 cm.
f) Se va a aprovechar un cilindro hidráulico de 1.600 mm. de carrera, con diámetro
interior de 120 mm y 80 mm de diámetro de vástago.
g) Se dispone de energía eléctrica suficiente y el accionamiento y la temporización se
deberá realizar por medios eléctricos.
Neumática y Oleohidráulica
- 84 -
Santiago Cabrera Anda
1a). Presiones:
Presión necesaria para ejercer una fuerza de 14.000 kg:
P = fuerza / superficie = 14.000 / (π * R²) = 14.000 / (3,14 * 6²) = 123,9 kg/cm²
Presión necesaria para el retorno, venciendo una fuerza de 5.350 kg:
P = 5.350 / superficie anular = 5.350 / (π * R² - π * r² ) = 5.350 / 62,8 = 85,2 kg/cm²
La bomba deberá ser capaz de inferir al sistema una presión de 123,9 kg/cm² (más pérdidas
de carga) por lo que se debe usar una bomba de 150 kg/cm² de presión de trabajo.
1b). Caudales
Si el área del cilindro es π · R² = 113,04 cm², cada centímetro de avance requerirá 113,04
cm3 de fluido. Así para desplazarse 1.500 mm (1ª fase ), se necesitaran 113,04 · 150 =
16.956 cc = 16,96 lts.
Como este desplazamiento se realiza en sólo 20 seg, la bomba deberá suministrar un
caudal mínimo de 17 lts en 20 s o de 51 lts/minuto.
Para recorrer 1.500 mm en 10 seg (3ª fase): el área anular del cilindro es π · R² - π * r² =
62,8 cm²; el volumen necesario para realizar un metro y medio de carrera será área ·
longitud = 62,8 cm² · 150 cm = 9.420 cc. o 9,4 litros; como este volumen se necesita en 10
seg, en un minuto la bomba deberá suministrar 9,4 · 6 = 56,52 lts/min.
El caudal en las dos fases de movimiento no es el mismo; por ello se debe utilizar una
bomba capaz de satisfacer las necesidades del caudal máximo, e incluir un regulador
(limitador) de caudal para reducirlo durante la fase de avance.
Para que este regulador sólo funcione en la fase de avance se colocará en la vía de entrada
del cilindro por la parte anular, y se complementará con una válvula que permita el libre
paso del fluido en sentido contrario, ya que de no ser así también limitaría el flujo en la
fase de retroceso (limitador de caudal con antirretorno).
Dado cualquier tipo de bomba a utilizar, ésta será accionada por un motor eléctrico a 1450
r.p.m., por lo que la cilindrada de la bomba será: caudal máx. / velocidad = 56,6 / 1.450 =
0.039 l/rev = 39 cm3/rev
Ésta sería la cilindrada teórica; sin embargo, las bombas tienen un rendimiento volumétrico
que se puede estimar en el 90%, por lo que la cilindrada necesaria para suministrar el
caudal requerido será de: 39 / 0,9 = 43,3 cm3/rev.
Si no existiese una bomba con esta cilindrada se deberá instalar una de mayor cilindrada y
añadir al sistema otro limitador de caudal.
1c) Potencias
Neumática y Oleohidráulica
- 85 -
Santiago Cabrera Anda
La potencia del motor eléctrico necesario para el accionamiento de la bomba se calcula
según la fórmula:
N = (P * Q) / total
Para este caso se han de realizar dos cálculos, el de la potencia absorbida en el avance y la
del retroceso
Potencia avance = 17,56 CV
Potencia retroceso = 13,49 CV.
Así pues, el motor eléctrico deberá tener un mínimo de 18 CV.
1d) Ciclo de trabajo completo
1e) Elemento direccional
Se usará una válvula direccional de 4 vías y de accionamiento eléctrico. Se han de definir
las posiciones de esta válvula, es decir, escoger si será de dos posiciones (avance y
retroceso), o de tres posiciones (avance, reposo y retroceso). En este ultimo caso, se tendrá
que definir el flujo interno del fluido en la posición de reposo para que nos garantice la
máxima seguridad mientras el cilindro se halle en la parte alta.
5.4.2 PREGUNTAS
1) Utilizando simbología normalizada y las etiquetas respectivas, dibuje los siguientes
circuitos neumáticos. No utilice dispositivos eléctricos.
1.1) Accionamiento indirecto con doble mando de un cilindro simple efecto.
1.2) Accionamiento indirecto de un cilindro doble efecto con regulación de caudal
unidireccional.
2) Que diferencia principal existe al comparar el funcionamiento de los circuitos: 5.2.6.9 y
5.2.6.10. Analícelos.
Neumática y Oleohidráulica
- 86 -
Santiago Cabrera Anda
5.5 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
•
ROLDAN, J., (2001). PRONTUARIO DE NEUMATICA INDUSTRIAL,
Paraninfo S.A.
•
SPERRY-VICKERS,
MANUAL
DE
OLEOHIDRAULICA
INDUSTIRAL,
935100-A, Editorial Blume
Software de evaluación y demos:
•
Festo Didatic Software, PNEUSIMP: Simulación de circuitos neumáticos
•
Festo Didatic Software, PNEUSIMH: Simulación de circuitos hidráulicos
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
ANEXO A
SIMBOLOGIA NORMALIZADA ISO PARA
SISTEMAS NEUMATICOS Y
OLEOHIDRAULICOS
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda
ANEXO B
CONSUMOS DE AIRE PARA HERRAMIENTAS
Y EQUIPOS NEUMATICOS. FACTOR DE USO
Y SIMULTANEIDAD PARA DISEÑO DE REDES
Neumática y Oleohidráulica
- 92 -
Santiago Cabrera Anda
B1. Consumo de aire para diferentes equipos y herramientas neumáticas
Equipo o herramienta
Consumo de aire
(lt/s)
Elevador neumático de 0,5 a 5 Ton
Taladro
Amoladora
Llave neumática de impacto
Pistola (general)
Pistola de chorro de arena
Taladradora de 1 KW
Taladradora de 2 KW
Lijadora de 0,75 KW
Lijadora de 1,5 KW
Destornillador neumático de 0,3 KW
Destornillador percusor
Motor neumático de 1,4 KW
Motor neumático de 3,5 KW
Martillo cincelador
Cilindro de avance (máquinas)
Pistola de inyección
Cortador de roscas
20 a 55
3 a 22
5 a 824
8 a 14
8
20 a 32
18
35
17
28
5
15 a 30
36
84
8
16
10
16
Fuente: Hesse-FESTO
B.2. Factor de uso. Para dimensionar correctamente una red neumática, se debe considerar
que los equipos de consumo tendrán tiempos muertos (paras para ubicación, cambio de
herramientas, sujeción, etc.) en los cuales el compresor tendría tiempo para cargar a
presión el depósito o la red de aire comprimido. Estos tiempos se denominan factor de uso,
y dependen de cada máquina y de su forma de trabajo.
Factor de uso
(%)
Equipo o herramienta
Taladradora
Lijadora
Martillo cincelador
Mortero
Moldeadora
Pistola neumática
Máquina para alimentar piezas
30
40
30
15
20
10
80
Fuente: Hesse-FESTO
Neumática y Oleohidráulica
- 93 -
Santiago Cabrera Anda
B.3. Factor de simultaneidad. Depende del número de unidades de trabajo, pues se
considera que es prácticamente imposible que todas las máquinas trabajen al mismo
tiempo, especialmente cuando se trata de un gran número de máquinas.
Número de dispositivos
consumidores
Factor de
simultaneidad
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
100
1,0
0,94
0,89
0,86
0,83
0,80
0,77
0,75
0,73
0,71
0,69
0,68
0,67
0,66
0,65
0,2
Fuente: Hesse-FESTO
Neumática y Oleohidráulica
- 94 -
Santiago Cabrera Anda
B.4. Consumo de aire de motores neumáticos acoplados a diversas máquinas
Herramienta neumática
Consumo
(lt/min) a 6,3 bar
CFM
a 90 PSI
Motor de aire, menos de 0,75 KW
Motor de aire, entre 0,75 y 4 KW
Motor de aire, más de 4 KW
Taladradora acero 6 mm
Taladradora acero 9 mm
Taladradora acero 18 mm
Taladradora acero 25 mm
Taladradora acero 30 mm
Taladradora acero 38 mm
Taladradora acero 50 mm
Pistola de aspersión pequeña
Pistola de aspersión mediana
Pistola de aspersión grande
Cizalla
Muela-rueda de acero de 18 mm
Muela-rueda de acero de 50 mm
Muela-rueda de acero de 100 mm
Muela-rueda de acero de 150 mm
Herramienta de corte
Pistola de grasa
Remachadora hidráulica
Llave de impacto de 3/8”
Llave de impacto de 1/2”
Llave de impacto de 1”
Lijadora orbital
Lijadora circular
Pistola de puntillas
Sierra
1200 / KW
1080 / KW
960 / KW
600
720
900
1200
1500
1800
2400
60 a 4 bar
240 a 4 bar
600 a 4 bar
226 a 453
300
480
1200
1800
113 a 283
113
113
70 a 99
113 a 141
283
170 a 255
226 a 354
113
141
42 / KW
38 / KW
34 / KW
21
25,4
31,8
42,3
53
63,5
84,7
2,1 a 58 psi
8,47 a 58 psi
21 a 58 psi
8 a 16
10,5
17
42,3
63,5
4 a 10
4
4
2,5 a 3,5
4a5
109
6a9
8 a 12,5
4
5
Fuente: Jenny Products Inc.
Neumática y Oleohidráulica
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Santiago Cabrera Anda