IES El Arenal

 PRACTICAS DE ELECTRICIDAD

PRACTICA Nº H

NEUMÁTICA

 

 REPRESENTACIÓN SIMBÓLICA DE LAS VÁLVULAS.- La representación gráfica de los distribuidores neumáticos e hidráulicos se realiza según la norma ISO 1219, de la siguiente manera:

    1. Dibujo del símbolo básico.- Cada una de las posiciones que puede tener la válvula se representa por un cuadrado. Existiendo válvulas de dos y tres posiciones.
    2. Situación en cada casilla de la conexión entre los orificios y el sentido del flujo.

 

 

    1. Representación del tipo mando.- Las válvulas se representan con la parte del mando, cuya función es la de provocar un desplazamiento o cambio de posición de la válvula o distribuidor.

 

 

Identificación de los orificios o vías de una válvula.- La localización de los orificios en una válvula se realiza mediante alguna de las dos codificaciones normalizadas en la actualidad.

 

 

CETOP

NUMÉRICA

ISO

ALFABÉTICA

 Alimentación neumática

 1

 P

 Utilización

 2, 4, 6.

 A, B, C.

 Escape

 3, 5, 7.

 R, S, T.

 Pilotaje

 12, 12, 14, 16.

 x, y, z.

 Fuga

 9

 L

  

Esquemas neumáticos.- El esquema neumático es el plano de representación de todos los elementos, con los conductores y líneas de conexión de un mando. El esquema debe dibujarse lo más claro posible, para su fácil interpretación, debiéndose diseñar con las normas VDE 3226 y DIN 24300.

 Cuando se trata de un circuito sencillo, se suelen dibujar los componentes en su posición real. Por ejemplo, si un cilindro debe trabajar en posición vertical, en el esquema se dibujara así; si un algún cilindro tiene que llevar finales de carrera, estos se representa en su justo sitio y así sucesivamente. En estos casos al esquema se le da el nombre de posición real o representación local.

Cuando el esquema, empieza a tener muchos elementos, se suele recurrir a los esquemas de posición indicada o representación esquemática. Las normas a seguir para dicha representación son las siguientes:

 

 

 

Numeración de los diferentes elementos.-

 DIAGRAMAS DE SECUENCIAS DE TRABAJO

 Cuadro de secuencia de movimiento.- En este cuadro se representa las distintas etapas de los cilindros en orden cronológico. El movimiento de salida del vástago se representa con el signo (+), mientras que el de entrada o retroceso con el signo (-). En este cuadro se prescinde del tiempo, velocidades, amortiguamiento de los cilindros etc.

 

  

 ACTUADOR

 ETAPA

 Z1

 Z1

 1

 +

  

 2

  

 +

 3

  

 -

 4

 -

  

 

.Grafcet.- Muestra de forma gráfica, sencilla el ciclo de funcionamiento de una máquina automatizada a través de un circuito secuencial. Se representa cada una de las etapas que forma el ciclo completo, escribiéndose con la notación posterior +/-, e indicando las acciones de mando que deben cumplirse para que se desarrolle las distintas etapas

 

Diagrama de movimientos.- Los movimientos de los actuadores u órganos motrices se representan con más detalles en estos diagramas. Estos movimientos pueden reflejarse en función de la fase de trabajo para los circuitos secuenciales y en función del tiempo para los circuitos programables. Esto se traduce en dos tipos de diagramas de mando:

 

a) Diagrama Espacio-Fase.- Aquí se representa el ciclo de funcionamiento de un elemento de trabajo en función de las fases. Cuando para un mando existen varios elementos de trabajo, queda representados éstos de la misma manera y dibujado uno bajo el otro. La relación queda establecida por las fases.

b) Diagrama Espacio-Tiempo.- El espacio de una unidad operativa se representa en función del tiempo. En contraposición al diagrama de espacio-fase, se aplica aquí el tiempo (t) a escala, representando las uniones entre las distintas unidades.

 

TIPOS DE VÁLVULAS SEGÚN SU FUNCIÓN EN EL CIRCUITO

 Las válvulas pueden cumplir diferentes funciones dentro de la cadena de mando de una instalación neumática. Así pueden comportarse como:

 

 

TIPOS DE VÁLVULAS SEGÚN SU ACCIONAMIENTO

 El tipo de accionamiento es importante ya que según sea éste se podrá usar como emisión de señal, órgano de mando u órgano de regulación. La primera clasificación se efectúa entre mando directo o mando indirecto.

 En el mando directo, el órgano de mando está en la misma válvula, tal es el caso de los mandos manuales y mecánicos. En el mando indirecto el órgano está separado de la válvula, tal es el caso cuando el mando es neumático o eléctrico.

 Otra clasificación se puede establecer entre válvulas con posición de reposo y la s biestables. La primera dispone de una posición preferente que se adopta cuando se deja de actuar sobre el mando. Por lo general, se obtiene esta posición a través de resortes internos, representados gráficamente por muelles.

 Las válvulas biestables son las que tienen un estado hasta que no se anula la señal de mando que la activo y se active la señal de mando de otra posición de la válvula.

 

La clasificación más determinante se establece según la fuente de energía que active la componente de mando, pudiendo ser: manual, mecánica, neumática y eléctrica.

 Válvulas de accionamiento manual.- El mando está supeditado a la acción voluntaria del operador.

Válvulas de accionamiento mecánico.- Se activan por un mecanismo en movimiento. Se suelen usar como captadores de señal.

Válvulas de accionamiento neumático.- En general, las válvulas con mando neumático se usan como órganos de regulación de los actuadores, por lo que precisan de válvulas menores que las piloten. Se realizan en asiento plano y corredera.

 La fuerza necesaria para conmutar la válvula se obtiene del aire a presión, ya sea utilizándolo directamente o por depresión. Debe considerarse que el desplazamiento de la corredera solo es posible si se desaloja el aire del lado opuesto.

Existen con accionamiento neumático en ambos sentidos. Pero emplean el principio de presión diferencial, es decir, las secciones de la corredera que el aire empuja son diferentes, en cada lado, por lo que existe una menor fuerza en un sentido que en el otro y, por tanto, una posición preferente cuando en ambos pilotajes hay presión.

Válvulas de accionamiento eléctrico, electroválvulas.- El principio de funcionamiento consiste en obtener la fuerza para desplazar la corredera a partir de un electroimán. La colocación de estas válvulas en las instalaciones neumáticas, implica la instalación de un circuito eléctrico que las active.

 Servoválvulas.- Son válvulas que están integradas por dos unidades:

      1. Una válvula principal, cuyo mando queremos pilotar de forma cómoda.
      2. Una válvula secundaria para la conmutación de la válvula principal.

Válvulas de bloqueo.- Su misión es la de cortar el paso de aire comprimido. Se construyen dé forma que la presión del aire actúe sobre la pieza de bloqueo y así produzca el cierre. Se pueden considerar válvulas de bloqueo por su principio de funcionamiento, las siguientes:

 

Este tipo de válvula de bloqueo tiene característica de funcionamiento de la válvula de flujo. Se suelen utilizar para la regulación de la velocidad de los cilindros neumáticos.

        1. Válvula estranguladora.- Actúan sobre el caudal en cualquiera de los dos sentidos de flujo.
        2. Válvula estranguladora unidireccional.- Actúa sobre el caudal en un solo sentido de flujo.
        1. Válvulas limitadoras de presión o seguridad.- Está válvula impide que la presión de un sistema sea mayor que la fijada previamente. Si se sobrepasa la presión máxima regulada, se abre la conexión con la atmósfera, reduciéndose la presión hasta el valor regulado. 
        2. Válvula de secuencia.- Su principio de funcionamiento es el mismo que la válvula limitadora, la diferencia está en que el escape se conecta a una vía de utilización 
        3. Válvula reguladora de presión o reductora.- Esta válvulas basan su funcionamiento en una membrana cuyo movimiento se encarga de regular la presión deseada, siendo la presión menor que la de entrada. Esta válvula regula la presión de trabajo a un valor predeterminado y constante.

 ELEMENTOS DE TRABAJO, ACTUADORES NEUMÁTICOS.- Un actuador neumático es un componente capaz de transformar la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico. Existen diferentes tipos de actuadores, pudiendo clasificarlos en:

  o Cilindros. o Actuadores de giro o Motores rotativos.

 Cilindros.- Entregan el trabajo en forma rectilínea de empuje-tracción.

 Actuadores de giro.- Proporcionan movimientos angulares.

 Motores neumáticos.- Tienen un eje que puede girar para accionar mecanismos rotativos.

Los parámetros básicos de los actuadores neumáticos son:

4 Cilindros............................................. Fuerza y carrera.

4 Actuadores de giro............................... Par y ángulo.

4 Motores neumáticos............................ Par y revoluciones.

CÁLCULO DE LA FUERZA DE ACCIONAMIENTO

 La fuerza ejercida por un elemento de trabajo depende de la presión del aire comprimido, del diámetro del cilindro y del rozamiento de las juntas.

Ft = Fuerza teórica del émbolo.

S = Superficie útil del émbolo ( cm² )

p = Presión de trabajo ( Kp/cm² )

R = Radio del émbolo.

r = Radio del vástago.

 En la práctica, para calcular correctamente la fuerza hay que tener en cuenta los rozamientos, que suelen ser de un 10% de la fuerza calculada.

 

a) Cilindro de simple efecto Fn = S. p - ( Fr + Fm )

b) Cilindro de doble efecto. Avance: Fn = S . p - Fr

Retroceso: Fn = S’ . p - Fr

 

Fn = Fuerza nominal del émbolo.

S = Superficie útil del embolo.

p = Presión de trabajo.

Fr = Fuerza de rozamiento ( 10 % Ft ).

Fm = Fuerza del muelle de recuperación ( 6 % Ft )

 

 

  

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 Última modificación: 5 de Septiembre de 1999

Autor: Bernabé Blanco Migueles

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