clase2 compresores y actuadores

8/18/2019 Clase2 Compresores y Actuadores

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NeumáticaClase 2


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compresor

acumulador

Grifo para evacuación

del condensado

colector de condensado

acumulador interno para

varios consumidores

unidad demantenimiento

consumidor

acumulador de aire comprimido

dentro del sistema neumático

Inclinación de 1 hasta 2%

Sistema de distribución de aire


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Producción del aire comprimido

Para producir aire comprimido se utilizancompresores que elevan la presión del aire al

valor de trabajo deseado.

Según las exigencias de presión y caudal desuministro se pueden emplear diversos tiposde construcción.

Se distinguen dos tipos básicos de compresores•Por principio de desplazamiento•

Por principio de la dinámica de los fluidos.


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Compresores por principio de desplazamientoLa compresión se obtiene por la admisión delaire dentro de un recinto hermético, donde sereduce el volumen. Puede ser por medio de unémbolo oscilante o rotativo.

Compresores por principio de la dinámica delos fluidos. El aire se pone en circulación pormedio de una o varias ruedas de turbina. Esta

energía cinética se convierte en una energíaelástica de compresión. Son muy apropiadospara grandes caudales. Se fabrican del tipo

axial y radial.


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CompresoresCompresoreshttp://www.sapiensman.com/neumatica/index.htm


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Compresor Rotativo


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CompresoresCompresores


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Unidad de Mantenimiento


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Ejemplo del costo del aire comprimido...

Una estación de aire utiliza dos compresores, un acumulador,

una torre de enfriamiento, bombas y tuberias de agua refrige-

rante, un ventilador, equipos eléctricos y la red de aire, previs-

to todo ello para una empresa de 60 personas aproximadamente.Los costos de instalación ascienden a unos 800,000 pesos.

Cálculo de rentabilidad sobre un añoCostos de instalación

Amortización del equipo $ 100,000

Gastos del local 40,000Gastos fijos por año $ 140,000


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Durante este año se han registrado 3000 horas de trabajode las cuales 2250 han sido de compresión pura y 750 de

marcha en vacío. Los compresores solo funcionan durante

12 horas diarias.

Costos variables por un año

Costo de la corriente (tiempo de compresión) $ 53,600Costo de la corriente (marcha en vacío 750 h) 44,360

Consumo de aceite (170 l) 1,080

Agua refrigerante (303 m3 ) 680

Mantenimiento preventivo 27,000Mantenimiento correctivo 4,000

Gastos variables anuales $130,720


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Gastos totales

Gastos Fijos anuales $ 140,000

Gastos variables anuales 130,720Gastos Totales $ 270,720

Trabajo de los compresores:

Si cada hora aspiran 1000 m3 de aire

En 2250 de compresión se obtienen

2250h * 1000 m3

= 2,250,000 m3

con un costo de:

$270,720 / 2,250,000 m3 = $ 0.12 /m3


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Qué trabajo puede realizarse con un m3

de aire ?Un Cilindro de 35 mm de diámetro eleva un paquete de

200 N (20 kg) de peso y otro cilindro también de 35 mm

los empuja hacia la cinta de transporte.


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Con una presión de trabajo de 600kPa (6 bar), se tiene unafuerza de empuje de 520 N (52Kg) (ver gráfica 1)

Si el recorrido del cilindro 1 es = 400 mm y

Recorrido del cilindro 2 es = 200 mm

Los costos del aire comprimido pueden aumentar

considerablemente si no se vigila la estanqueidad.

Se necesitan 8 l de aire (carrera ida y vuelta) (ver gráfica 2).

Con un m3 se puede levantar por lo tanto 125 paquetes y

trasladarlos a la cinta de transporte


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V1

P1 V2

P2 V3

P3

F1 F2 F3

El aire es compresible


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Calcular:

a) que cantidad de aire se encuentra comprimido

en un depósito de 2 m3 de capacidad a una

presión de 700kPa (7 bar) y a una temperaturade 25°C

Si esa presión (7 bar), el compresor la alcanza en

50 s., cual sería la cantidad de aire que podríacomprimir:

a)Durante una hora?

b)Durante una año suponiendo 250 días de 8

horas diarias?


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ACTUADORES

NEUMATICOS

ACTUADORES

NEUMATICOS

• Cilindro neumático.

AIRE

AIRE

FUGA

FUGA


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Actuadores


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Ap

Av

Ae

Ae=Ap-Avππππ (dp2 -dv

2)

4Ae=

Ap =Area del PistónAv =Area del VástagoAe = Area Efectiva

Fuerza =Presión x Area

D:\Mis documentos\Maestria\Cálculo de cilindros de aire comprimido.htm


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PcPt

Pc= Presión de CompresiónPt = Presión de Tensión

Ft = Pt x Ae

Ft = Pt x (Ap - Av)

Fc= Pc x Ap

Fc= Pc x ππππ dp2

4

ππππ (dp2 - dv

2)

4Ae=


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Ejemplo. Encontrar la presión de suministro ...

Fuerzade

TensiónFuerza deCompresión

Para levantar un hombre de 70 Kgpor medio de un pistón de 1.5” de φφφφ

Para un hombre de 70kg

F=70Kg x 9.81=686.7NA= 11.4cm2

P = F/A=686.7/11.4=60.2N/cm

2

P = 87 psi

Se propone utilizar un

vástago de 1/2” de grosor

Ae= Ap-Av

Ae=11.48-1.266

Ae=10.21cm2

P= F/A= 686.7/10.21 cmP= 67.25 N/cm2

P= 97.32 psi


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Tarea 2

1.- Se tiene un pistón con un diámetro de 4cm que tiene unvástago de 1cm. ¿Cuál es la masa máxima que puede

desplazar si se alimenta con una presión de 6 bars.

a) Como fuerza de tensión?b) Como fuerza de compresión?

c) Cuál es la presión que se necesita para que lo pueda

levantar a ud? En ambos casos...

2.- Qué volumen de aire (a condiciones ambientales) se

necesita para llenar un recipiente de 4m3 a una presión de

90 psi si se observa que la temperatura del recipienteaumentó a 40°C?

3.-Leer capítulo 2 del libro de texto

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