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CBTIS116CBTIS 116TECNICO ENMANTENIMIENTO

REALIZAR MANTENIMIENTO ACIRCUITOS NEUMATICOS E

HIDRAULICOS

Docente: Roberto Cruz MolinaCiclo: Agosto – Diciembre 2012

Alumno: ____________________________________________

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Editado Por: Roberto Cruz 1

Introducción al ciclo escolar

Programa (actividad ___)1. Realizar lista de palabras e investigarlas

Objetivos de aprendizaje (Resultado)

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Criterios de evaluaciónEl alumno debe de tener al menos el 60% de los trabajos para obtenerel derecho a una calificación, en caso contrario tendrá una diagonal.

Forma de trabajo en clase

Calendario de actividades

BibliografíaZBAR, Paul B., Prácticas de medición con instrumentos electrónicos, AlfaOmega, España 1982Hessen ,S. , Ejemplos prácticos de aplicaciones neumática, FESTO , 2000.De las Heras, S., Instalaciones Neumáticas, editorial UOC, 2003.Meixner , H., Introducción en la Neumática, Manual de estudio, FESTO, 1988.Balcells , J Romeral, J.L, Autómatas programables, Marcombo.Porras, A. y Montanero, A. P., Autómatas programables, McGraw Hill, 1990Siemens, Documentación técnica Simatic ,S7-200

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Tarea de investigación ________________ Fecha de entrega______________

(Orden______ Contenido_______ Ortografía y limpieza _________ Puntos _________)Investigar en la biblioteca de la escuela, los libros de neumática queexisten, escribir su bibliografía.

Bajar en internet un libro Ebook de neumática. Enviar al correoelectrónico [email protected]

Actividad ________ Orden______ Contenido_______ Ortografía y limpieza _________ Puntos _________

Conociendo al grupo (nivel de conocimiento grupo) Actividad1. ¿En qué situaciones a escuchado la palabra neumática Y/O

hidráulica?

2. ¿Defina la palabra neumática?

3. ¿Defina la palabra hidráulica?

4. ¿Qué significa caudal?

5. ¿Defina presión?

6. ¿Cuáles son las unidades de presión?

7. ¿Cómo se llaman los equipos con los que se mide la presión?

8. ¿Qué es la presión atmosférica?

9. ¿A que se le conoce como presión relativa?

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10. ¿Dónde podemos encontrar aplicaciones de la neumática?

11. ¿Dónde encontramos aplicaciones de la hidráulica?

12. ¿Qué son las válvulas?

13. ¿Cómo funciona las válvulas?

14. ¿escriba os tipos de válvulas que conoce?

Primeros pasos

La neumática constituye una herramienta muy importante dentro del

control automático en la industria, enumeramos aquí los conceptos másimportantes destinados a operarios y encargados de mantenimiento

El aire comprimido es una de las formas de energía más antiguasque conoce el hombre y aprovecha para reforzar sus recursos físicos.El descubrimiento consciente del aire como medio – materia terrestre –se remonta a muchos siglos, lo mismo que un trabajo más o menosconsciente con dicho medio. El primero del que sabemos con seguridades que se ocupó de la neumática, es decir, de la utilización del airecomprimido como elemento de trabajo, fue el griego KTESIBIOS. Hace másde dos mil años, construyó una catapulta de aire comprimido. Uno delos primeros libros acerca del empleo del aire comprimido como energíaprocede del siglo I de nuestra era, y describe mecanismos accionadospor medio de aire caliente.

De los antiguos griegos procede la expresión "Pneuma", quedesigna la respiración, el viento y, en filosofía, también el alma.Como derivación de la palabra "Pneuma" se obtuvo, entre otras cosas elconcepto Neumática que trata los movimientos y procesos del aire.Aunque los rasgos básicos de la neumática se cuentan entre los más

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antiguos conocimientos de la humanidad, no fue sino hasta el siglopasado cuando empezaron a investigarse sistemáticamente sucomportamiento y sus reglas. Sólo desde aprox. 1950 podemos hablar deuna verdadera aplicación industrial de la neumática en los procesos defabricación. Es cierto que con anterioridad ya existían algunasaplicaciones y ramas de explotación como por ejemplo en la minería, enla industria de la construcción y en los ferrocarriles (frenos de airecomprimido). La irrupción verdadera y generalizada de la neumática enla industria no se inició, sin embargo, hasta que llegó a hacerse másacuciante la exigencia de una automatización en los procesos detrabajo. A pesar de que esta técnica fue rechazada en un inicio,debido en la mayoría de los casos a la falta de conocimiento y deformación, fueron ampliándose los diversos sectores de aplicación. Enla actualidad, ya no se concibe una moderna explotación industrial sinel aire comprimido. Este es el motivo de que en los ramosindustriales más variados se utilicen aparatos neumáticos.

Ventajas de la Neumática

El aire es de fácil captación y abunda en la tierra El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen

riesgos de chispas. Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas

y fácilmente regulables El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por

efecto de golpes de ariete. Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen

los equipos en forma permanente. Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa. Energía limpia Cambios instantáneos de sentido

Desventajas de la neumática

En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargasconsiderables

Requiere de instalaciones especiales para recuperar el airepreviamente empleado

Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicargrandes fuerzas.

Altos niveles de ruido generados por la descarga del aire haciala atmósfera

Lista de Palabras (actividad)

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Cuestionario 1

1. ¿Defina la palabra energía (el alumno encontrara variasdefiniciones de energía, debe de escribir al menos 2)(tarea deinvestigación)?

2. ¿Por qué el aire comprimido se considera una forma de energía(respuesta deductiva)?

3. Mencione la primera aplicación de la neumática (escriba en quéfecha fue)

4. ¿Cuál es la definición etimológica de Neumática?

5. ¿A partir de qué fecha podemos decir que la neumática cobroimportancia?

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Mapa conceptual

Propiedades del aire comprimido

Causará asombro el hecho de que la neumática se haya podido expandiren tan corto tiempo y con tanta rapidez. Esto se debe, entre otrascosas, a que en la solución de algunos problemas de automatización nopuede disponerse de otro medio que sea más simple y más económico.

Propiedades del aire comprimido que han contribuido a su popularidad

Abundante: Está disponible para su compresión prácticamente entodo el mundo, en cantidades ilimitadas.

Transporte: El aire comprimido puede ser fácilmente transportadopor tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesariodisponer tuberías de retorno.

Almacenable: No es preciso que un compresor permanezcacontinuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarseen depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar enrecipientes (botellas).

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Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variacionesde temperatura, garantiza un trabajo seguro incluso atemperaturas extremas.

Antiexplosivo: No existe ningún riesgo de explosión ni incendio;por lo tanto, no es necesario disponer instalacionesAntiexplosivas, que son caras.

Limpio: El aire comprimido es limpio en caso de estanqueidad enelementos, no produce ningún ensuciamiento esto es muy importantepor ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera,textiles y del cuero.

Constitución de los elementos: La concepción de los elementos detrabajo es simple por tanto económico.

Velocidad: Es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permiteobtener velocidades de trabajo muy elevadas.(La velocidad detrabajo de cilindros neumáticos pueden regularse sin escalones.)

A prueba de sobrecargas: Las herramientas y elementos de trabajoneumáticos pueden hasta su parada completa sin riesgo alguno desobrecargas.

Para delimitar el campo de utilización de la neumática es precisoconocer también las propiedades adversas.

Preparación: El aire comprimido debe ser preparado, antes de suutilización. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objetode evitar un desgaste prematuro de los componentes).

Compresible: Con aire comprimido no es posible obtener para losémbolos velocidades uniformes y constantes.

Fuerza: El aire comprimido es económico sólo hasta cierta fuerza.Condicionado por la presión de servicio normalmente usual de 700kPa (7 bar), el límite, también en función de la carrera y lavelocidad, es de 20.000 a 30.000 N (2000 a 3000 kp).

Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante, esteproblema ya se ha resuelto en gran parte, gracias al Desarrollode materiales insonorizantes (insonoro).

Costos: El aire comprimido es una fuente de energía relativamentecara; este elevado costo se compensa en su mayor parte por loselementos de precio económico y el buen rendimiento.

Cuestionario1. ¿Por qué la neumática avanzo de forma tan rápida?

Lista de palabras

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Mapa Conceptual

Rentabilidad de los equipos neumáticos

Como consecuencia de la automatización y racionalización, la Fuerza detrabajo manual ha sido reemplazada por otras formas de energía; una deéstas es muchas veces el aire comprimido Ejemplo: Traslado depaquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc. El airecomprimido es una fuente cara de energía, pero, sin duda, ofreceindudables ventajas. La producción y acumulación del aire comprimido,así como su distribución a las máquinas y dispositivos suponen gastoselevados. Pudiera pensarse que el uso de aparatos neumáticos estárelacionado con costos especialmente elevados. Esto no es exacto, puesen el cálculo de la rentabilidad es necesario tener en cuenta, no sóloel costo de energía, sino también los costos que se producen en total.En un análisis detallado, resulta que el costo energético esdespreciable junto a los salarios, costos de adquisición y costos demantenimiento.

ActividadEscriba su opinión sobre el tema Rentabilidad de los Equipos

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Fundamentos físicos

La superficie del globo terrestre está rodeada de una envolturaaérea. Esta es una mezcla indispensable para la vida y tiene lasiguiente composición:

Nitrógeno aprox. 78% en volumen

Oxígeno aprox. 21% en volumen

Además contiene trazas, de bióxido de carbono, argón, hidrógeno,neón, helio, criptón y xenón. Para una mejor comprensión de las leyesy comportamiento del aire se indican en primer lugar las magnitudesfísicas y su correspondencia dentro del sistema de medidas. Con el finde establecer aquí relaciones inequívocas y claramente definidas, loscientíficos y técnicos de la mayoría de los países están en vísperasde acordar un sistema de medidas que sea válido para todos, denominado"Sistema internacional de medidas", o abreviado "SI".

La exposición que sigue ha de poner de relieve las relaciones entre el"sistema técnico" y el "sistema de unidades SI".

1. Investigue las unidades de al menos 5 variables físicas (logitud,peso, etc..) para el sistema técnico

2. Investigue las mismas unidades para el sistema ingles

3. Investigue las mismas unidades para el sistema internacional demedidas.

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Unidades de Presión

En física y disciplinas afines, la presión es una magnitud físicaque mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizarcomo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) la presión se mideen una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalentea una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metrocuadrado.

La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con lasuperficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza queactúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie planade área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme yperpendicularmente a la superficie, la presión P viene dada por:

Donde P= F= A=


Pascal bar N/mm² kp/m² kp/cm² atm Torr

1 Pa (N/m²)= 1 40456 40457 0.102 0,102×10-4 0,987×10-5 0,0075

1 bar (daN/cm²) = 100000 1 0,1 10200 1,02 0,987 750

1 N/mm² = 106 10 1 1,02×105 10,2 9,87 7500

1 kp/m² = 9,81 9,81×10-5 9,81×10-6 1 40455 0,968×10-4 0,0736

1 kp/cm² = 98100 0,981 0,0981 10000 1 0,968 736

1 atm (760 Torr) = 101325 1013 0,1013 10330 1033 1 760

1 Torr (mmHg) = 133 0,00133 1,33×10-4 13,6 0,00132 0,00132 1

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Donde P= F= A=



1 Pa (N/m²)= 1 40456 40457 0.102 0,102×10-4 0,987×10-5 0,0075

1 bar (daN/cm²) = 100000 1 0,1 10200 1,02 0,987 750

1 N/mm² = 106 10 1 1,02×105 10,2 9,87 7500

1 kp/m² = 9,81 9,81×10-5 9,81×10-6 1 40455 0,968×10-4 0,0736

1 kp/cm² = 98100 0,981 0,0981 10000 1 0,968 736

1 atm (760 Torr) = 101325 1013 0,1013 10330 1033 1 760

1 Torr (mmHg) = 133 0,00133 1,33×10-4 13,6 0,00132 0,00132 1

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Donde P= F= A=



1 Pa (N/m²)= 1 40456 40457 0.102 0,102×10-4 0,987×10-5 0,0075

1 bar (daN/cm²) = 100000 1 0,1 10200 1,02 0,987 750

1 N/mm² = 106 10 1 1,02×105 10,2 9,87 7500

1 kp/m² = 9,81 9,81×10-5 9,81×10-6 1 40455 0,968×10-4 0,0736

1 kp/cm² = 98100 0,981 0,0981 10000 1 0,968 736

1 atm (760 Torr) = 101325 1013 0,1013 10330 1033 1 760

1 Torr (mmHg) = 133 0,00133 1,33×10-4 13,6 0,00132 0,00132 1

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1º) Obtener las siguientes presiones habituales en las unidadessolicitadas:

a) Presión del aire de un neumático de auto, 26 lb/pulg2 enPascales y atmósferas.

b) Presión atmosférica normal, 1013 HPa en Kgf/cm2

c) Presión sanguínea, 120 mm de Hg en kgf/cm2

Rta: a) 179.3 kPa = 1.77 atm, b) 1.03 kgf/cm2, c) 0.16 kgf/cm2

2º) Las suelas de los zapatos de una persona de 70 kgf tienen un áreade 100 cm2 cada una. ¿Qué presión en kgf/cm2 y Pa ejerce la personasobre el suelo cuando está de pie?

Rta: 0.35 kg/cm2, 34.3 kPa

Presión atmosféricaComo sobre la tierra todo está sometido a la presión atmosférica

no notamos ésta. Se toma la correspondiente presión atmosférica comopresión de referencia y cualquier divergencia de ésta se designa desobrepresión. La siguiente figura lo visualiza. Figura 3:

La presión de aire no siempre es la misma. Cambia según la situacióngeográfica y el tiempo. La zona desde la línea del cero absoluto hasta

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la línea de referencia variable se llama esfera de depresión (-Pe) lasuperior se llama esfera de sobrepresión (+Pe).

La presión absoluta Pabs. Consiste en la suma de las presiones -Pe y+Pe. En la práctica se utilizan manómetros que solamente indican lasobrepresión +Pe. Si se indica la presión Pabs. el valor es unos 100kPa (1 bar) más alto.

Cuestionario1. Explique ¿Qué es la presión atmosférica?

2. ¿Qué significa la palabra referencia?, Realice una oración conesta palabra

3. ¿A que se le conoce como presión de referencia?

4. ¿A que se le conoce como presión relativa?

5. ¿A que se le conoce como presión absoluta?

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Formalizando los conocimientos

1. CARACTERÍSTICAS DEL AIRE COMPRIMIDO

El aire comprimido empleado en la industria es aire atmosféricosometido a presiones de hasta unos 12 bar. El aire es un gas compuesto por un78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno, un 0,95% de gases nobles y el resto deanhídrido carbónico, vapor de agua, etc. Su densidad en condiciones normaleses de 1,293 kg/m3. Como todos los fluidos, cumple una serie de leyes físicasque estudia la mecánica de fluidos. Además es un gas casi perfecto, y portanto, pueden aplicarse las leyes de los gases ideales.

Cuestionario

1. Convierta los 12 bar a atmosferas, Libras sobre pulgadas cuadradas y pascales

2. Defina Densidad

2. CONCEPTOS Y LEYES FÍSICAS

2.1. Presión

Se define como la fuerza ejercida por unidad de superficie.S

Fp

Unidades en el Sistema Internacional: Pascal (Pa).2m

NPa

Equivalencias de unidades de presión: 105 Pa = 1 atm = 1kp/cm2 = 1 bar =14,6 psi = 769 mmHg.Psi: (pound square inch) libra por pulgada cuadrada.

En ocasiones se puede leer2cm

kg como unidad de presión en lugar de2cm

kp que es la unidad

correcta equivalente. Realmente la unidad de2cm

kg representa la presión que realiza una masa

de 1 kg sobre una superficie de 1 cm2 que la soporta uniformemente.

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La presión ejercida por el aire se llama presión atmosférica y se midecon barómetros. Dicha presión tiene un valor de 1 atm. La presión enun sistema neumático se llama presión relativa ó manométrica y se midecon el manómetro. Ésta es la presión con la que se trabajará a lo

largo del bloque. Para calcular la presión total realizada sobre lasparedes interiores del sistema neumático tenemos que sumar a lapresión manométrica la presión atmosférica. Se conoce como presiónabsoluta.

Presión absoluta = presión atmosférica + presión manométrica

2.2. Densidad

Se define como la masa de una sustancia por unidad de volumen.V

md

Unidades en el Sistema Internacional:3m

kg

2.3. CaudalSe define como el volumen de fluido que atraviesa una sección transversal por unidad de

tiempo.t

VQ

Teniendo en cuenta que: eSV y que para movimientos uniformes:t

ev

Puede escribirse que: vSt

eS

t

VQ

Donde: S = superficie de la sección transversal, e = longitud que recorre el fluido en un tiempotv = velocidad

Unidades en el Sistema Internacional:s

m3

2.4. Leyes de los gases ideales (gases perfectos)

- Ley de Boyle-Mariotte. En todo proceso isotérmico (temperatura constante) y adiabático(sin intercambio de calor con el exterior) la presión ejercida por una masa gaseosa multiplicadapor el volumen que ocupa, es constante. 1100 VpVp - 1ª Ley de Charles y Gay-lussac. En todo proceso isobárico (presión constante) el volumen

de una masa gaseosa varía directamente con la temperatura.1

1

0

0

T

V

T

V

- 2ª Ley de Charles y Gay-lussac. En todo proceso isócoro (volumen constante) la presión de

un gas varía directamente con la temperatura.1

1

0

0

T

p

T

p

- Ecuación de estado de los gases perfectos. Combinando las leyes anteriores se obtiene la

ecuación de los gases perfectos: cteT

Vp

T

Vp

1

11

0

00

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Esa constante es directamente proporcional al número de moles, por tanto la ecuación anteriorpuede escribirse así: TRnVp R es la constante universal de los gases cuyo valor es:

molK

cal1,995

molK

J8,314

molK

atm0,082R

l

Actividad, Realice los mapas conceptuales siguientes

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Realice un mapa conceptual sobre caudal tome como referencia el mapade densidad.

Investigue al menos 3 ejemplos de cada una de la leyes de Boyle-Mariotte. Estos ejemplos serán expuestos en el pizarrón.

Investigue la biografía de Robert Boyle, Por equipo elaboraran unapresentación con esta información.

Fecha y lugar de nacimiento

Personalidad

Su niñez

Sus trabajos

Sus investigaciones1. ¿Qué cosas en la vida de Robert Boyle les gustaría tener?2. ¿Qué actividades o personalidad de Robert Boyle no les gustaría

Tener?3. ¿Realice una crítica de la vida de Robert Boyle?

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3. PRODUCCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO

El principal componente en la producción de aire comprimido es el compresor,encargado de captar el aire de la atmósfera y elevar su presión para el posterior uso. Estánformados por un elemento motor que suministra la energía necesaria para transformarla enenergía de presión. Normalmente los compresores se instalan en exteriores para evitar ruidos yobtener un aire de mayor pureza. Los compresores se caracterizan por: el caudal queproporciona y la relación de compresión (magnitud que se obtiene al dividir la presión delfluido a la salida del compresor entre la de entrada).

Atendiendo al movimiento de los elementos constitutivos, se distinguen compresoresalternos de émbolo y compresores rotativos.

Compresores alternos de émbolo.

Un eje (1) solidario al motor transmite el movimiento de giro a una biela (2) y manivela(3) produciendo un movimiento alternativo en el émbolo (4). Cuando el pistón desciende, aspirael aire de la atmósfera a través del conducto (9) y de la válvula de aspiración (5). Mientras tantola válvula de escape permanece cerrada. Al llegar el pistón al punto muerto inferior la válvulade aspiración se cierra, iniciándose la carrera ascendente del pistón con ambas válvulascerradas. Cuando el aire de la cámara se ha comprimido se abre la válvula de escape (6) y elaire es expulsado a través del conducto (10), iniciándose nuevamente el ciclo. Llevan acopladasunas pequeñas aletas en la parte exterior de cilindro para refrigerarlo.

Compresor rotativo de paletas.

Consta de un rotor excéntrico (1) que gira en el interior de un cilindro (2) con una tomade aire atmosférico (3) y una salida de aire comprimido (4). Sobre el rotor se alojan una serie depaletas radiales deslizantes (5) que por la acción de la fuerza centrífuga presionan sobre elcuerpo del compresor, creando una serie de cámaras interiores entre cada dos paletas. Cuandoel rotor gira en el sentido de la flecha el volumen de dichas cámaras se va reduciendo,comprimiéndose así el aire hasta la salida.

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Escriba los nombres de las partes de los siguientes dibujos

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Tarea de investigaciónInvestigue los siguientes conceptos

1. Movimiento Alternativo

2. Punto muerto en un sistema de pistón-cilindro

3. Radial

4. Fuerza centrifuga.

4. DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO

4.1. DepósitosLos depósitos son elementos de almacenaje de aire comprimido que se sitúan cerca de

los compresores. Cumplen diversas funciones:- Compensar las fluctuaciones de presión en todo el sistema de distribución, para

garantizar una presión de trabajo lo más uniforme posible.- Evitar los arranques frecuentes del motor del compresor.- Refrigerar el aire.- Separar el agua producida por la condensación.

El tamaño del depósito depende de la potencia del compresor y del consumo de aire.

4.2. Red de distribución

Conjunto de tuberías que conducen el aire a presión desde el depósito hasta los puntos detoma de los elementos consumidores. Para calcular la sección interior de las tuberías hay quetener en cuenta: el caudal del aire que circula, su velocidad, pérdidas admisibles de presión,presión de trabajo en los puntos de consumo, estrangulaciones existentes (debidas a codos,curvaturas, derivaciones, etc.), y longitud de la tubería.Los ramales horizontales deben tener una pendiente entre el 1 y el 3 % en el sentido de lacirculación, mientras que las derivaciones verticales tienen que prolongarse por debajo de latoma de consumo con el fin de que el agua condensada no pase al aparato consumidor y puedaser evacuada.

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Mapa conceptual

5. TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO

Los elementos utilizados en los circuitos neumáticos están construidos con pequeñastolerancias, lo que hace que el aire empleado deba ser de extrema calidad. El aire arrastravapor de agua y partículas en suspensión (polvo, residuos de oxidación,...) que deben sereliminadas. Por otro lado, el aire es el medio que debe transportar partículas de aceite,necesarias para la lubricación de las piezas móviles. Por todo ello se instala a la salida delcompresor la unidad de mantenimiento, la cual consta delas siguientes partes:- Filtro de aire con separador de agua Su

misión es, como hemos citado anteriormente,eliminar todas las impurezas y vapor de aguaque arrastra el aire en la instalación.

- Lubricador. Los sistemas neumáticos poseen

actuadores móviles sujetos a rozamientos, porlo que es necesario su lubricación. El lubricador dispone de undepósito donde se almacena aceite; al pasar el aire comprimido por

Símbolo simplificado

Filtro

Manometro

Lubricador

Regulador

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este dispositivo arrastra pequeñas partículas del lubricante que seránconducidas hasta todos los elementos de la instalación neumática.

- Regulador de presión. Su misión es mantener constante la presión de

trabajo independientemente de la presión de entrada que siempre esmayor.

- Manómetro. Elemento encargado de medir la presión de trabajo del

sistema neumático.

Cuestionario1. Mencione un ejemplo donde se utilicen pequeñas tolerancias

(diferente a la neumática). Explique por qué es importante el usode esta tolerancia.

2. Mencione la contaminación que puede traer el aire

3. Mencione y explique las partes de la unidad de mantenimiento

4. Elabore el símbolo para los siguientes dispositivos

a. Filtrob. Manómetroc. Reguladord. Lubricadore. Unidad de mantenimiento

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6. ACTUADORES NEUMÁTICOS

Son elementos que aprovechan la energía del aire comprimidopara transformarla en trabajo útil.

6.1. Cilindro de simple efectoSe caracteriza porque sólo produce trabajo útil en un sentido delmovimiento. Los más utilizados son los de émbolo y a ellos sededica todo el posterior estudio.El cuerpo (1) suele ser cilíndrico. Las tapas de cierre (2)contienen los sistemas de guiado del vástago (3) y las tomas deaire (4) y (5).El émbolo (6) es una pieza móvil que separa la cavidad interiordel cilindro en dos cámaras: anterior (7) y posterior (8) (estaúltima siempre es la que contiene el vástago).El vástago va unidoal émbolo y su misión es transmitir la energía que recibe dichopistón para poder utilizarla en el exterior.El aire comprimido únicamente presiona sobre una de las caras del émbolo, por tanto, sólo seproduce trabajo en ese sentido (generalmente la carrera de avance). La carrera de retorno suelerealizarse mediante un muelle (9). La toma (5) que hay en la cámara posterior se utiliza paraexpulsar el aire atmosférico que exista en dicha cámara.Suelen emplearse para operaciones de alimentación de piezas, sujeción, expulsión, etc.

A la hora de elegir un cilindro de simple efecto para una determinada aplicación, es necesarioconocer la fuerza neta desarrollada por el vástago en su carrera de avance. Dicha expresiónviene dada por:

Donde:Fa = fuerza con que presiona el aire comprimido sobre el pistón, su valor es S·pS = superficie del pistónp = presión de trabajoFr = fuerza de rozamiento.Fm = fuerza de recuperación del muele.

6.2. Cilindro de doble efectoSe caracteriza porque produce trabajo útil en ambos sentidos del movimiento.Únicamente se fabrican de émbolo. Constitutivamente son similares a los de simple efecto, sibien el aire comprimido circula por ambas tomas, lo que permite eliminar el muelle o la cargaque se encargaba de su retorno. Su carrera, por tanto, puede ser mayor que en los anteriores.

En un cilindro de doble efecto la fuerza neta desarrollada por el vástago en la carrera deavance es:

Donde:Fa = fuerza con que presiona el aire comprimido sobre el pistón, su valor es SpS = superficie del pistónp = presión de trabajoD = diámetro del pistónFr = fuerza de rozamiento.

mr

2

mrmra F-F-p4

DF-F-pSF-F-FF

r

2

rra F-p4

DF-pSF-FF

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La fuerza neta que se obtiene en la carrera de retroceso es:

Donde:Fa = fuerza con que presiona el aire comprimido sobre el pistón, su valor es S'p

S' = superficie del pistón menos la del vástago.4

)d-D(S´

22

p = presión de trabajoD = diámetro del pistónd = diámetro del vástagoFr = fuerza de rozamiento. Es aproximadamente un 10% de Fa

ActividadEscriba el nombre a cada una de las partes

r

22

rra F-p4

)d-D(F-pS´F-FF

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7. ELEMENTOS DE REGULACIÓN Y CONTROL: VÁLVULAS

Son los elementos encargados de controlar el arranque, parada ysentido de movimiento de los elementos de trabajo, así como el paso,sentido, presión y caudal del aire que fluye por la instalación.

Atendiendo a su constitución, se clasifican en:

- Válvulas distribuidoras.- Válvulas de bloqueo.- Válvulas reguladoras de presión.- Válvulas reguladoras de caudal.

7.1. VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS

Controlan el paso, dirección y sentido del aire que circula por lainstalación. Se componen de un cuerpo, un elemento móvil y unoselementos de accionamiento.

El cuerpo es el soporte donde están los orificios de entrada y salida

de aire, vías, y los conductos internos.

El elemento móvil se aloja en el interior del cuerpo. Permite

conexionar las vías de diferentes posiciones.

Los elementos de accionamiento se encargan de desplazar al elemento

móvil para que la válvula pase de una posición a otra.

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7.1.1 Representación simbólica

Para representar simbólicamente las válvulas distribuidoras esnecesario conocer el número de vías y el de posiciones, de manera queuna válvula 3/2 tiene 3 vías y 2posiciones, etc.

Simbólicamente las posiciones de unaválvula se representan por cuadrados. Uncuadrado simboliza una válvula de unaposición, dos cuadrados unidos una de 2 posiciones, etc.

Las vías se representan por líneas rectas. Dichas vías pueden llevaren un extremo símbolos que indican conexión con toma de presión,escape...

El interior de los cuadrados se reserva para representar elfuncionamiento de la válvula. Mediante una línea recta con punta deflecha en el extremo se simboliza elsentido de circulación del fluido. Conuna línea perpendicular a la de la víase expresa la posición de cierre. Así,en la figura siguiente se representa unaválvula 2/2 (2 vías y 2 posiciones) quepermite, en una de las posiciones, elpaso del aire en el sentido indicado porla flecha, mientras que en la otra posición ambas vías permanecencerradas. También se representa una válvula 3/2 (3 vías y 2posiciones) donde se aprecia el sentido del flujo en cada una de lasposiciones así como la vía que permanece cerrada.

Cada una de las vías se designa por unnúmero o una letra, dependiendo de la normautilizada (estos códigos se escriben en una

2 vías 3 vías 4 vías 5 vías

Conexióngeneral

Toma depresión

Escapeindirecto

Escapedirecto

Conducto ISO CEYOP

Alimentación de presión P 1

Conductos de trabajo A, B, C 2, 4, 6,...

Escapes R, S, T 3, 5, 7,...

Conductos de pilotaje X, Y, Z 12, 14,...

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de las posiciones). La tabla siguiente muestra dichos códigos.

Según esta notación, una válvula 3/2 puederepresentarse indistintamente como semuestra en la figura:

Cuando la válvula se encuentre en laposición de la izquierda el aire comprimidoprocedente del compresor entra por la vía 1(P) y sale por la vía 2 (A) mientras que lavía de escape 3 (R) permanece cerrada.Cuando la válvula permanezca en la posición de la derecha el airecomprimido entra por la vía 2 (A) y sale por el escape 3 (R), mientrasque la vía 1 (P) permanece cerrada.

Para que la válvula pase de una posición a otra se utiliza undispositivo externo de accionamiento, el cual se representa en loslaterales libres de los cuadrados, de manera que la válvulapermanecerá en la posición representada en el cuadrado derecho cuandoesté accionado el mecanismo derecho. La válvula pasará a la posiciónrepresentada en el cuadrado izquierdo cuando se accione el mecanismoizquierdo.

En la figura se esquematiza la válvula 3/2 comentadaanteriormente con sus accionamientos. Normalmente(posición de reposo) manda el muelle, por tanto, laválvula permanecerá en la posición derecha. Al presionarel pulsador manual, la válvula pasa a la otra posición, ypermanecerá en ella hasta que se deje de presionar,momento en el que regresará, debido al muelle, a suposición inicial.

Cuestionario1. ¿A que se le llama vías en las válvulas?

2. ¿Cómo se representan simbólicamente las posiciones de lasválvulas?

3. ¿Cómo son representadas las vías?

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4. ¿En el interior de los cuadrados que representan las válvulas queva dibujado?

5. En el símbolo de las válvulas se escriben unas letras o númerosen las vías ¿Qué significa las siguientes letras y números?

a. Ab. Rc. Td. Be. 12f. 1

6. En la representación de una valvular, los siguientes símbolos quesignifican

7.1.2. Accionamiento

Tal y como se ha indicado, para que una válvula pueda pasar deuna posición a otra necesita de un dispositivo exterior (mando) que,al ser accionado, mande al elemento móvil. El tipo de accionamiento deuna válvula no depende de su forma constructiva y podrá ser montadoindistintamente en válvulas 3/2, 5/2, etc.

Atendiendo a la fuente de energía de accionamiento, tenemos:accionamientos manuales, accionamientos mecánicos, accionamientosneumáticos y accionamientos eléctricos.

2 vías 3 vías 4 vías 5 vías

Conexióngeneral

Toma depresión

Escapeindirecto

Escapedirecto

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Accionamiento manual

Para su funcionamiento requieren laacción manual del operador. El elemento deaccionamiento manual puede ser: pulsador,pedal, palanca, pulsador conenclavamiento, pedal con enclavamiento,etc.

Accionamientomecánico

Se activan por mecanismos en movimiento, porlo que suelen usarse como válvulas detectoras deposición (finales de carrera). Los elementos demando mecánico más utilizados son: muelle, leva,rodillo y rodillo escamoteable.

Accionamiento neumático.

La válvula se acciona utilizando la fuerza deempuje del aire comprimido, el cual puede tomarsede la misma red. El orificio de entrada de esteaire no se considera como vía.

La figura siguiente muestra el símbolo de unaválvula 3/2 de accionamiento neumático y retorno por muelle. Es unaválvula normalmente cerrada (NC), donde el aire comprimido circula de(A) a (R) y la toma de presión está cerrada. Al accionarlaneumáticamente entra aire comprimido por (X) (en principio no nos

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interesa el lugar de procedencia de este aire) y la válvula cambia deposición, con lo cual el aire comprimido procedente de (P) saldrá por(A) permaneciendo el escape (R) cerrado. Mientras entre aire por (X)la válvula permanecerá accionada neumáticamente y por tanto,permanecerá en esta última posición. Cuando cese la presión en (X) laválvula regresará a su posición inicial debido a la acción del muelle.

A continuación se muestra el símbolo deuna válvula 5/2 de accionamientoneumático y retorno por muelle. Cuandoentra aire por (X) la válvula cambia deposición. Entonces (P) comunica con(B), y (A) comunica con (R),permaneciendo el otro escape (S)cerrado. Cuando cesa la presión depilotaje, el muelle se encarga de que laválvula regrese a su posición inicial.

La figura siguiente muestra el esquema de una válvula 5/2 accionadaneumáticamente por ambos lados.Cuando entra aire comprimido por (Y)se conectan las vías (P) y (A) porun lado y (B) y (S) por otro. Si cesala entrada de aire por (Y), laválvula permanece en esta mismaposición. En cambio, cuando entraaire comprimido por (X) se conectanlas vías (P) y (B) por un lado, y(A) y (R) por otro. Conviene señalarque cuando cesa la entrada de airepor (X) la válvula permanece en esa misma posición

Accionamiento eléctrico (electroválvulas).

Se caracterizan porque la válvula se acciona mediante la fuerzarealizada por un electroimán. El uso de este tipo de accionamientospermite un alto grado de automatización donde los procesos pueden sercontrolados por un autómata programable.

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Se requiere la instalación de un circuitoeléctrico cuya longitud no influye en la rapidez yfiabilidad de los tiempos de conmutación.

A continuación se representa una válvula 3/2normalmente cerrada, de accionamiento eléctrico yretorno por muelle.

Cualquier válvula distribuidora,independientemente de su accionamiento, puede sermonoestable o biestable:

- Válvulas monoestables. Tienen una posición de reposo, en la que

normalmente se encuentran. Cuando se actúa sobre el mando cambian deposición pero regresan a dicha posición de reposo, mediante unresorte, cuando se deja de actuar sobre el mando.

- Válvulas biestables. Se caracterizan porque mantienen la posición en

la que se encuentran e incluso después de anulada la señal de mandoque la activó.

Cuestionario1. ¿A que se le conoce como mando en las válvulas?

2. ¿Qué tipo de accionamientos podemos encontrar en las válvulas?

3. Mencione al menos 5 tipos de accionamiento manual

4. ¿Cuándo decimos que tenemos accionamiento mecánico?

5. Menciona 3 tipos de accionamiento mecánico

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6. Explique cómo funciona las válvulas siguiente, explique todassus características

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7. ¿Cuáles son las válvulas monoestables?

8. ¿Cuáles son las válvulas biestables?

7.2. VÁLVULAS DE BLOQUEO

Se caracterizan porque bloquean el paso del aire en un sentido decirculación. Tipos: válvula antirretorno, válvula selectora y válvulade simultaneidad.

Válvula antirretorno. Estas válvulas permiten el paso del aire

comprimido en un sentido y lobloquean en el sentido contrario.

Se utilizan cuando no se desea queel aire que circula por unoselementos neumáticos influya sobreotros y también cuando es único elsentido de circulación del aire enun elemento.

Válvula selectora. Funcionan como una puerta lógica OR y se utilizan

cuando se desea mandar una señal desde dos puntos diferentes. Permitenla circulación del aire desde dos entradas diferentes hasta una salidacomún. Cuando el aire comprimido entra por (X), desplaza a la bolacontra la otra entrada y sale por (A). Cuando el aire entra por (Y),desplaza a la bola contra la entrada (X) y encuentra también salidapor (A).

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Válvula de simultaneidad. Funcionan como una puerta lógica AND y se

utilizan como elementos de seguridad. Tienen dos entradas (X) e (Y), yuna salida (A). Únicamente hay señal de salida cuando circula airecomprimido por ambas entradas.

Cuadro sinóptico

7.3. VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN

Regulan la presión del fluido desde unvalor cero hasta uno máximo que coincide con lapresión de alimentación. Desempeñan diferentesfunciones según su colocación en el circuito:

Válvula limitadora de presión. La presión se

regula exteriormente mediante un tornilloroscado (1) que al girarlo en uno u otrosentido comprime más o menos el resorte (2).Cuando la presión ejercida por el aire

Válvulas de

Bloqueo

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comprimido sobre el asiento de cierre (3) vence a la realizada por elmuelle, el fluido pasa de (P) a (R).

Se utiliza como válvula de seguridad, en el sentido que mantiene lapresión del circuito por debajo de un umbral. Cuando se sobrepasa eselímite, la válvula se abre y permite que salga fluido por el conducto(R), conectado directamente con la atmósfera, hasta que la presión delaire del circuito se iguale con la prefijada.

Válvula de secuencia.

Su constitución es igual que la anterior pero se utiliza paraalimentar elementos que trabajan a presiones superiores a la del restodel sistema neumático. Para ello se conecta la salida con dichoselementos.

Válvula reductora o reguladora depresión.

Regulan con precisión la presión detrabajo a un valor constante y seutilizan en la unidad demantenimiento.

7.4. VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL

Para regular el caudal es suficiente con disminuir la sección delconducto. Esto es lo que hacen estas válvulas. El caudal puede serregulado en un sentido mediante válvulas unidireccionales o en ambossentidos mediante válvulas bidireccionales. Se utilizan principalmentepara regular la velocidad del vástago de los cilindros.

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Mapa conceptual válvulas de bloqueo

Válvulasreguladoras

De presión

Clasificación

Definición Símbolo

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Elabore un mapa conceptual que contenga los siguientes conceptos

Válvulas(Definición) Válvulas distribuidoras

(Definición) Válvulas de bloqueo (Definición) Válvulas reguladoras de presión

(Def) Válvulas reguladoras de caudal

(def) Composición de las válvulas

distribuidoras Válvulas distribuidoras

monoestables y biestables

Válvula Antirretorno (def, símbolo) Válvula selectora (def, símbolo) Válvula de simultaneidad (def,

símbolo) Válvula limitadora de presión (def,

símbolo) Válvula de secuencia (def, símbolo) Válvula reductora (def, símbolo) Valvula reguladora de caudal (def,

símbolo)

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7.5. TEMPORIZADORES NEUMÁTICOS

Son componentes que proporcionan una señal de presión de salida transcurrido cierto tiempodesde la recepción de la señal de presión de entrada. Se utilizan para comandar otros elementosdonde se precise un retardo de la respuesta. Estos dispositivos disponen de un regulador de flujo,un pequeño depósito y una válvula de 3/2 con pilotaje neumático.

8. TRANSDUCTORES Y CAPTADORES.

Dispositivos encargados de captar información en un momento dado (detectando la posición delvástago de cilindros, guías deslizantes, etc.) y de transmitir ésta al equipo neumático. Seclasifican en dos grupos:Captadores de posición: Detectan la presencia de un objeto accionándose por los propiosmecanismos y van montados en puntos estratégicos. Dentro de este grupo se encuentran lasmicroválvulas neumáticas de accionamiento mecánico o magnético, microinterruptoreseléctricos, células fotoeléctricas,...Captadores de magnitudes físicas: Son sensibles a un cambio de magnitud, principalmente lapresión. Se instalaran en las conducciones para detectar la variación de dichas magnitudes. Aeste grupo pertenecen los captadores de proximidad, presostatos y captadores de umbral depresión.

Microválvulas neumáticas de accionamiento mecánico. Son válvulas 3/2 de accionamientomecánico (leva, rodillo,...) y retorno por muelle. Se suelen usar como finales de carrera y seactivan por contacto.

Microrruptores eléctricos. Son pequeños dispositivos que se activan por contacto y se utilizancomo finales de carrera. Al igual que las microválvulas neumáticas, se encargan de enviar unaseñal a la válvula distribuidora cuando un elemento mecánico (cabeza de un cilindro,...) loacciona, si bien la señal que envían es eléctrica.Para que funcionen se precisa la intervención de un circuito eléctrico.

Presostatos. Disponen de un contacto (1) que al pulsarlo abre o cierra un circuito eléctrico. Estaoperación la realiza una membrana elástica (2), la cual se deforma gracias a la presión ejercidapor el aire de la cámara (3).

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Captadores de umbral de presión. Cumplen la función lógica NO. Cuando no hay presión enla entrada, la salida tiene la misma presión que la de trabajo. Con una presión mínima en laentrada, la presión de salida se hace cero.Se instalan en las tuberías de escape de los cilindros y la señal que emiten no necesitaamplificación. Son elementos muy utilizados para detectar el final de la carrera de un cilindro.

Cuestionario1. ¿Un temporizador neumático de que dispositivos esta formado?

2. Explique en forma breve que es un temporizador neumático?

3. ¿A que se le conoce como transductores?

4. ¿Cómo se clasifican los transductores y describa en forma brevecada una de ellas?

5. Mencione al menos 4 ejemplos de captadores de posición

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6. Explique a que se le conoce como microvalvulas neumáticas deaccionamiento mecánico

7. A que se le conoce como microinterruptores eléctricos

8. Dibuje y describa cada uno de los elementos de un presostato

9. Investigue que es una función lógica.

10. Investigue cómo funciona la función lógica no (not,negation)

11. Investigue la palabra umbral

12. Realice al menos 3 ejemplos utilizando la palabra umbral

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9. CIRCUITOS NEUMÁTICOS

Hasta ahora, se han estudiado aisladamente todos los componentesde un circuito neumático: elementos de producción de aire comprimido(compresores), elementos de distribución (tuberías, codos, reductores,depósitos, acumuladores,...), unidades de mantenimiento, actuadoresneumáticos o elementos de trabajo (cilindros de simple y de dobleefecto, motores,...), válvulas o elementos de mando, sensores, etc.

Cualquier circuito neumático está formado por muchos de los

elementos citados, conexionados para una finalidad común. Para surepresentación se utilizan esquemas de montaje.

Los circuitos neumáticos están constituidos por unos elementos detrabajo y por otros de mando, estructurados de manera que lainformación recorra secuencialmente toda la cadena (cadena de mando).

Los elementos de trabajo (actuadores) transforman la energía neumática

en trabajo útil, tal y como se estudió en el tema anterior.

Los elementos de mando son válvulas que recogen la información, la

procesan y la transmiten. Dependiendo de la posición que ocupen dentrode la instalación neumática, las válvulas pueden actuar como elementosde gobierno, elementos de tratamiento y/o como captadores deinformación (detectores):

- Elementos de gobierno. Actúan directamente sobre el elemento detrabajo. Están constituidos por válvulas de distribución.

- Elementos de tratamiento. Permiten combinar varias señales deentrada (procedentes de los captadores de información) paraproducir otra u otras señales de salida (que se envían a loselementos de gobierno). Están formados por válvulasdistribuidoras, temporizadores, válvulas de bloqueo, reguladoresde presión y de caudal, etc.

- Captadores de información. Recogen las señales exteriores y lasconvierten en neumáticas, enviándolas a los elementos detratamiento o a los elementos de gobierno. Están formados porválvulas distribuidoras accionadas por pulsadores, finales decarrera, etc.

En circuitos sencillos, donde solo existe una cadena de mandos, loscomponentes pueden dibujarse en su posición real. A medida que secomplican los esquemas y aparecen varias cadenas de mando hay quetener en cuenta las siguientes consideraciones:

- Las diferentes cadenas se representan una a continuación de otra enla secuencia de accionamiento.

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- Cada una de las cadenas debe llevar representado en la parteinferior los elementos captadores de información, encima loselementos de tratamiento, después los elementos de gobierno y en laparte superior, los elementos de trabajo.

- En los equipos de mando electroneumático debe representarse tanto elesquema neumático como el eléctrico. Pueden representarse juntos oseparados, dependiendo de la claridad del esquema.

- Los elementos se representan en su posición de partida.- Se numeran los distintos elementos según el orden de secuencia:

- Los elementos de trabajo se numeran en el orden: 1.0, 2.0,3.0,...

- Los elementos de gobierno: 1.1, 2.1, 3.1,... donde la primeracifra representa el elemento de trabajo al que gobiernan y lasegunda cifra siempre es un 1 e identifica al órgano degobierno.

- Los captadores de información: 1.2, 1.3, 1.4, 1.5,... 2.2,2.3, 2.4, 2.5,... La primera cifra se relaciona con elelemento de trabajo, la segunda con el movimiento de avancedel vástago si es par y con el movimiento de retroceso si esimpar.

- Los elementos de tratamiento: se nombran después de loscaptadores de información siguiendo su mismo criterio.

- Los elementos auxiliares: 0.1, 0.2, 0.3,...

Las tuberías, se representan mediante líneas. Atendiendo a la función que desempeñan, seclasifican en: tuberías de alimentación, tuberías de distribución y tuberías de pilotaje.En las tuberías de alimentación el aire circula en un solo sentido y es producido por elcompresor.Las tuberías de distribución llevan el aire comprimido hasta los elementos de trabajo.Las tuberías de pilotaje se encargan de conducir el fluido que proporciona señal de mando aválvulas distribuidoras, temporizadores, etc. Se representan mediante líneas discontinuas.

Cuestionario1. ¿A que se le conoce como esquema de montaje?

2. Explique en qué consiste los elementos de trabajo

3. ¿A que se le conoce como elementos de mando?

4. ¿De qué manera puede actuar las válvulas?

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5. En la frase “De que manera puede actuar las válvulas” sustituyala palabra actuar, por otra que proporcione el mismo sentido dela oración

6. A que se le conoce como elementos de gobierno

7. Mencione al menos 2 ejemplos de los elementos de gobierno

8. A que se le conoce como elementos de tratamiento

9. Mencione al menos 2 ejemplos de los elementos de tratamiento

10. ¿Qué es lo que hacen los dispositivos captadores deinformación?

11. Mencione al menos 2 ejemplos de los dispositivos captadoresde información

12. ¿Cómo se representan las tuberías en los esquemas?

13. En función a su desempeño ¿Cómo se clasifican las tuberíasy de una breve explicación de cada una de ellas?

A continuación se analizan ejemplos de circuitos neumáticosutilizando los elementos estudiados hasta ahora. Para simplificar los

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esquemas, se prescinde del grupo compresor, depósito y unidad demantenimiento.

1. Mando directo de un cilindro de simple efectoEl mando directo de un cilindro de simple puede realizarse con unaválvula 3/2. Se analizan dos ejemplos:

a) Por medio de una válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamiento por

pulsador y retorno con muelle.

Al accionar el pulsador de la válvula 1.1, elaire pasa de (P) hasta (A) y llega alcilindro, lo que produce la carrera de avancedel vástago.

Mientras se mantiene presionado el pulsador,el cilindro permanece en esa posición.

Al soltar el pulsador, la válvula regresa asu posición de reposo gracias al resorte,permitiendo la salida del aire del cilindropor el escape (R). El vástago del cilindroretrocede debido a la acción de su resorte.

Actividad1. En la figura, escriba el nombre de cada dispositivo2. Dibuje la válvula 3/2 presionada3. Localice el vástago del cilindro e indíquelo en el dibujo4. ¿Por qué se le conoce como cilindro de simple efecto?5. ¿Qué parte del cilindro de simple efecto mantiene adentro al

cilindro?6. Explique cuáles consideraciones del dibujo de esquemas se están

tomando en cuenta en el diagrama anterior

b) Por medio de una

electroválvula 3/2 NC,

R P

1.1

1.0

A

R

X M

P X

1.1

1.0

A

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monoestable, y retorno con muelle.

Al pulsar (M) se activa la válvula 1.1, el aire que entra por (P)llega al cilindro y se produce la carrera de avance del vástago.

Mientras se mantiene presionado el pulsador, el cilindro permanece enesa posición.

Cuando se abre el circuito eléctrico, la válvula regresa a su posiciónde reposo. El vástago del cilindro retrocede debido a la acción de suresorte.

Actividad1. Dibuje la electroválvula accionada2. Escriba en el esquema el nombre de cada elemento3. Explique cuáles consideraciones del dibujo de esquemas se están


2. Mando indirecto de un cilindro de simple efecto1.0: cilindro de simple efecto.

1.2: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamiento por pulsador yretorno con muelle.

1.1: válvula 3/2 NC, monoestable, deaccionamiento neumático y retorno conmuelle.

Al pulsar la válvula 1.2, el aireentra por (P) y llega hasta (X),accionando la válvula 1.1. En laválvula 1.1 el aire entra por (P) y

R

R

P

P

1.1

1.2

1.0

A

A

X

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sale por (A) lo que permite la salida del vástago del cilindro.

Al soltar el pulsador la válvula 1.2 regresa a su posición de reposo,dejando de accionar a la válvula 1.1. Al cesar el accionamiento de la1.1 su muelle hace que regrese a la posición inicial, permitiendo lasalida del aire del cilindro por (R) y la carrera de retroceso delvástago.

Actividad1. Dibuje la válvula de accionamiento neumático activada2. Escriba el nombre de cada dispositivo3. Explique cuáles consideraciones del dibujo de esquemas se están


3. Mando directo de un cilindro de doble efectoSe analizan varios casos:

3. a) Por medio de una válvula 4/2

monoestable, de accionamiento porpulsador y retorno con muelle.

Al accionar el pulsador de la válvula1.1, el aire pasa de (P) hasta (B) yllega a la cámara anterior delcilindro. Se realiza la carrera deavance del vástago y el pistón empuja

R P

1.1

1.0

A B

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al aire de la cámara posterior que sale por (R).

Mientras se mantiene presionado el pulsador, el cilindro permanece enesa posición.

Al soltar el pulsador, la válvula regresa a su posición de reposo. Elaire que entra por (P) ahora sale por (A), llega a la cámara posteriordel cilindro y empuja al pistón para que realice la carrera deretroceso. El aire de la cámara anterior sale por (R).

Actividad1. Explique por que se le conoce como cilindro de doble efecto al

dispositivo mostrado en el esquema.2. ¿Por qué no tiene muelle el cilindro de doble efecto?

3. b) Por medio de una válvula 5/2 monoestable, de accionamiento por

palanca y retorno con muelle.

Al accionar la palanca de la válvula 1.1se realiza la carrera de avance delvástago.

Al soltar la palanca, la válvula regresa asu posición de reposo y el cilindrorealiza la carrera de retroceso.

Actividad1. Escriba el nombre de cada elemento

del diagrama

R P

S

1.1

1.0

A B

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3. c) Por medio de una electroválvula 5/2 monoestable, de retorno con

muelle.

Al pulsar (M) la válvula 1.1 cambiade posición y se realiza la carrerade avance del vástago.

Cuando se deja de pulsar (M), laválvula regresa a su posición dereposo y el cilindro retrocedehasta la posición inicial.

Actividad1. Escriba el nombre de cada elemento del diagrama

4. Mando indirecto de un cilindro de doble efecto1.0: cilindro de doble efecto.

1.1: válvula 5/2, biestable, deaccionamiento neumático.

1.2: válvula 3/2 NC, monoestable, deaccionamiento por pulsador y retorno conmuelle.

1.3: válvula 3/2 NC, monoestable, deaccionamiento por pedal y retorno conmuelle.

Al accionar la válvula 1.2, el aire entra por (P) y llega hasta (X),accionando la válvula 1.1. En la válvula 1.1 el aire entra por (P) ysale por (B) lo que permite la salida del vástago del cilindro.

Al soltar el pulsador de la válvula 1.2, el cilindro permanece en esaposición.

Al accionar el pedal de la válvula 1.3, el aire entra por (P) y llegahasta (Y). La válvula 1.1 cambia de posición y el aire entra por (P) ysale por (A) lo que permite la entrada del vástago del cilindro.

5. Mando de un cilindro de doble efecto desde puntos diferentes.

R

X M

P S

1.1

1.0

A B

X

1.1 1.1 1.1 1.1

1.2 1.2 1.2 1.2

1.3 1.3 1.3 1.3

1.0 1.0 1.0 1.0

A A A A A A A A

A A A A B B B B

R R R R

R R R R R R R R

S S S S

X X X X Y Y Y Y

P P P P

P P P P P P P P

CBTIS116


1.0: cilindro de doble efecto.

1.1: válvula 5/2, monoestable, de accionamientoneumático y retorno con muelle.

1.2: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamientopor pulsador y retorno con muelle.

1.4: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamientopor pedal y retorno con muelle.

1.6: válvula selectora.

Al pulsar 1.2 el aire llega a la válvula 1.6. Entra por (X) y desplazaa la bola hasta (Y), llegando a accionar a la válvula 1.1 ypermitiendo la salida del vástago. Cuando se deja de pulsar 1.2, elcilindro regresa a su posición inicial.

Al accionar 1.4 el aire también llega a 1.6, pero ahora entra por Y,accionando a la válvula 1.1. Sale el vástago del cilindro,permaneciendo en esa posición hasta que se suelte el pedal de 1.4.

Si se presionan 1.2 y 1.4 simultáneamente el aire también llega a lasalida de la válvula 1.6, pilotando a la válvula 1.1, lo que provocala carrera de avance del vástago.

Si no se utiliza la válvula selectora, al presionar 1.2 el aire salepor el escape de 1.4, y viceversa.

6. Mando de un cilindro de doble efecto desde varios puntossimultáneamente.


1.1: válvula 5/2, monoestable, de accionamientoneumático y retorno con muelle.

1.2: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamientopor pulsador y retorno con muelle.

1.4: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamientopor pedal y retorno con muelle.

1.6: válvula de simultaneidad.

CBTIS116


El cilindro realiza su carrera de avance cuando se accione la válvula1.1. Esto se consigue cuando se pulsan simultáneamente las válvulas1.2 y 1.4.

Si únicamente se pulsa 1.2 el aire llega a la entrada (X) de laválvula 1.6 pero no sale por (A), con lo que no se acciona 1.1. Elmismo ocurre si solo se acciona 1.4.

7. Regulación de la velocidad de entrada del vástago en cilindrosde doble efecto.


1.1: válvula 5/2, monoestable, deaccionamiento por pulsador y retorno conmuelle.

1.2: válvula reguladora de caudalunidireccional.

Cuando se pulsa 1.1 sale vástago delcilindro. Al soltar dicho pulsador

retrocede el vástago pero lentamente. Mediante la válvula 1.2 se puederegular la velocidad de entrada del vástago.

Esto mismo se consigue con el circuito de la otra figura. Como seobserva, puede regularse el caudal del aire tanto a la entrada delcilindro como a la salida de éste.

8. Regulación de la velocidad de entrada y salida del vástago encilindros de doble efecto.


1.1: válvula 5/2, monoestable, de accionamiento por pulsador y retornocon muelle.

1.2, 1.3: Válvula reguladora de caudal unidireccional.

Cuando se pulsa 1.1 sale lentamente el vástagodel cilindro. Al soltar dicho pulsadorretrocede, también lentamente, el vástago delcilindro.

CBTIS116


La válvula 1.2 regula la velocidad de entrada del vástago, la válvula1.3 regula la velocidad de salida del vástago.

El mismo efecto se consigue colocando las válvulas reguladoras decaudal como en la figura b).

9. Mando por temporizador.1.0: cilindro de doble efecto.

1.1: válvula 5/2, biestable, de accionamiento neumático.

1.2: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamiento por pulsador yretorno por muelle.

1.3: temporizador normalmente cerrado.

Cuando se pulsa 1.2 el aire entra por (P)y llega a (X), accionando la válvula 1.1.

En 1.1 el aire entra por (P) y sale por(A) realizando dos operaciones: por unlado llega a la cámara anterior delcilindro produciéndose la carrera deavance del vástago, y por otro lado llegaaire al temporizador. Transcurridos los

segundos para los que esté programado dicho temporizador, llegará airehasta la válvula 1.1 por (Y), momento en el que se inicia la carrerade retroceso del vástago.

10. Función memoria.1.0: cilindro de doble efecto.

1.1: válvula 5/2, monoestable, deaccionamiento neumático y retorno pormuelle.

1.2: válvula 3/2 NA, monoestable, deaccionamiento por pulsador y retornopor muelle.

CBTIS116


1.4: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamiento por pulsador yretorno por muelle.

1.6: válvula selectora

Si se pulsa 1.4, el aire comprimido, después de atravesar 1.6, llegahasta (X) de 1.1. Al activarse 1.1 ocurren dos sucesos: por un ladoavanza el vástago del cilindro y por otro llega aire a la alimentaciónde 1.2. Como 1.2 es una válvula normalmente abierta, este aire pilotacontinuamente a la válvula 1.1.

Al soltar 1.4 todo permanece inalterable. El vástago inicia su carrerade retroceso cuando se presione el pulsador de 1.2. El proceso serepite cuando nuevamente se pulse 1.4.

11. Mando de un cilindro de doble efectocon retroceso automático.


1.1: válvula 5/2, biestable, de accionamientoneumático.

1.2: válvula 3/2 NC, monoestable, deaccionamiento por pulsador y retorno por muelle.

1.4: válvula 3/2 NC, monoestable, deaccionamiento por rodillo y retorno por muelle.

Al accionar 1.2 se pilota la válvula 1.1 y sale el vástago delcilindro. Cuando llega al final del recorrido, el propio vástagoacciona el rodillo de la válvula 1.3, la cual pilota 1.1 en sentidocontrario, iniciándose la carrera de retorno del vástago. El procesose repite cuando se presiona 1.2.

La válvula 1.3 hace se sensor (microválvula de accionamientomecánico), detecta que el vástago ha llegado al final del recorrido yemite una señal (neumática) que recoge la válvula 1.1, la cualgobierna al cilindro. Por este motivo a 1.3 también se la llama finalde carrera.

CBTIS116


12. Movimiento de vaivén de un cilindro dedoble efecto.


1.1: válvula 5/2, biestable, de accionamientoneumático.

1.2, 1.3: válvula 3/2 NC, monoestable, deaccionamiento por rodillo y retorno por muelle.

0.1: válvula 3/2 NC, monoestable, de accionamientopor pulsador y retorno por muelle.

Las válvulas 1.2 y 1.3 hacen de finales de carrera.

Inicialmente la válvula 1.2 se encuentra accionada, ya que la cabezadel vástago del cilindro presiona sobre ella.

Al presionar el pulsador de 0.1 llega aire hasta (P) de la válvula 1.2y se pilota 1.1. Sale el vástago del cilindro hasta que presiona a1.3. En este momento 1.3 pilota a la válvula 1.1 en el otro sentido yel vástago del cilindro retrocede hasta su posición de partida. Si semantiene presionado 0.1 este proceso se repite indefinidamente. Seinterrumpe cuando se deja de pulsar 1.1.

Practica __Escribir el nombre de cada uno de los elementos neumáticos

Practica __

Escriba el nombre de cada uno de los elementos:

Practica __

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