implementacion de sistema de aire compirmido cizalla

5/21/2018 Implementacion de Sistema de Aire Compirmido Cizalla

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

ESCUELA DE FORMACIN DE TECNLOGOS

IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO ENLA AUTOMATIZACIN DE LA CIZALLA MANUAL DEL TALLER DEPROCESOS DE PRODUCCIN MECNICA

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE TECNLOGO ENPROCESOS DE PRODUCCIN MECNICA

FREDDY JAVIER ALBUJA ZARRIA

([email protected])

DIRECTOR: ING. RODRIGO RUIZ ORTIZ([email protected])

Quito, Noviembre 2011


DECLARACIN

Yo, Freddy Javier Albuja Zarria, declaro bajo juramento que el trabajo aqudescrito es de mi autora; que no ha sido previamente presentado para ningngrado o calificacin profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficasque se incluyen en este documento.

A travs de la presente declaracin cedo mis derechos de propiedad intelectualcorrespondientes a este trabajo, a la Escuela Politcnica Nacional, segn loestablecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por lanormatividad institucional vigente.

Firma: _____________________

Sr. Javier AlbujaCI: 1718847849


CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por el Sr. Freddy Javier AlbujaZarria, bajo mi supervisin.

_________________________

Ing. Rodrigo RuizDIRECTOR DEL PROYECTO


I

CONTENIDO

CONTENIDO IRESUMEN IVINTRODUCCIN. VI

CAPITULO IDEFINICION E INTRODUCCION GENERAL.. 1

1.1 DEFINICION 21.1.1 Clasificacin 21.2 FABRICACION DE PIEZAS POR CORTE 3

1.2.1 Cizallado

. 31.2.1.1 Juego en el cizallado. 31.2.1.2 ngulos caractersticos en las cuchillas. 41.2.1.3 Cizalla de cuchilla deslizante..................... 51.2.1.4 Fuerza y esfuerzo necesario para el corte............................................. 61.2.1.5 Velocidad de Corte............................................................................ 71.2.2 Equipos de Corte.................................................................... ..... 81.2.3 Principales equipos que utilizan la operacin del cizallado................. 91.2.3.1 Cizalla manual de palanca............................................................... 91.2.3.2 Cizalla de pequea fuerza................................................................ 101.2.3.3 Cizalla de palanca............................................................................ 11

1.2.3.4 Cizalla de cuchilla oblicua mecnica de pedal................................ 131.2.3.5 Cizalla de guillotina Mecnica de trabajo ligero............................... 141.2.3.6 Cizalla hidrulica: de corte vertical................................................... 14

CAPITULO IISISTEMAS DE AUTOMATIZACIN...................................... 16

2.1 CONCEPTOS DE MECANIZACIN Y AUTOMATIZACIN.......................... 162.2 TIPOS DE AUTOMATIZACIN............................................................... ... 172.2.1 ANALOGICOS Y DIGITALES......................................................... ......... 17

2.3 AUTOMATISMOS DE ACCIONAMIENTO DIGITAL................................... .. 182.3.1 Electromecnica................................................................................ 182.3.2 Electrnica......................................................................................... 182.3.3 Neumtica........................................................................................... 182.3.4 Fludica............................................................................................... 192.4 GRADOS DE AUTOMATIZACIN...................................................... ...... 192.5 ETAPAS DE IMPLANTACIN............................................................ ...... 202.6 VENTAJAS............................................................................................ 21


II

2.7 COSTO Y RENTABILIDAD DE UNA NUEVA INSTALACIN AUTOMTICA 222.8 CARACTERSTICAS GENERALES DE LA NEUMTICAINDUSTRIAL........................................................................................... ....... 23

2.9 FUNDAMENTOS FSICOS EN LA NEUMTICA AIRE COMPRIMIDO.......... 23

2.9.1 El aire es compresible....................................................................... 282.9.2 El volumen del aire vara en funcin de la temperatura.................... 302.10 ELEMENTOS NEUMTICOS DE TRABAJO...................................... 322.10.1 Cilindros de simple efecto................................................................ 322.10.2 Cilindros de doble efecto.................................................................. 332.10.3 Simbologa especial de cilindros...................................................... 342.10.4 Fijaciones......................................................................................... 352.10.5 Constitucin de los cilindros............................................................. 372.11 CLCULOS DE CILINDROS............................................................ 382.11.1 Fuerza del mbolo........................................................................... 382.11.2 Longitud de carrera.......................................................................... 402.11.3 Velocidad del mbolo....................................................................... 402.11.4 Consumo de aire.............................................................................. 412.12 VLVULAS............................................................................. ... 452.12.1 Generalidades.................................................................................. 452.12.2 Vlvulas Distribuidoras..................................................................... 452.12.2.1 Funcionamiento de un circuito vlvula cilindro........................... 462.12.2.2 Vlvula de tres vas y dos posiciones (3/2)................................... 472.12.2.3 Vlvula de doble efecto y conector en T....................................... 492.12.2.4 Vlvula de 5 vas y dos posiciones (5/2)........................................ 502.12.2.5 Funcionamiento de un circuito con vlvula (5/2)............................ 51

2.12.2.6 Regulador de caudal o de flujo...................................................... 532.12.2.7 Vlvula de simultaneidad............................................................... 542.13 TIPOS DE CIRCUITO CON CONTROL........................................................ 552.13.1 Circuito de control automtico.......................................................... 552.13.2 Control simple por pulsador.............................................................. 572.14 REDES Y LINEAS DE AIRE COMPRIMIDO.............................................. 582.14.1 Prdidas de carga en redes de aire comprimido.............................. 582.14.2 Lneas Principales................................................................................... 612.14.3 Lneas Secundarias................................................................................ 632.14.4 Mantenimiento de las redes de aire................................................. ..... 64

CAPITULO IIIDISEO DEL ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA NEUMTICOAPLICADO A LA CIZALLA, SELECCIN DE MATERIALES Y ELEMENTOSPARA EL SISTEMA............................................................ 65

3.1 DISEO DEL ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMANEUMATICO.............................................................................................. ..... 653.1.1 Realizacin de un Esquema................................................................ 653.1.2 Diseo del esquema............................................................................ 673.1.3 Desarrollo de funcionamiento: representacin del esquema de

mando....................................................................................................... ..... 683.1.4 Forma de representacin grafica (diagramas).................................... 69


III

3.1.4.1 Diagrama de movimientos................................................................ 693.1.4.2 Diagrama de mando......................................................................... 703.2 ELEMENTOS NEUMATICOS DE LA CIZALLA 713.2.1 Cilindros de doble efecto.................................................................... 72

3.2.2 Vlvulas.............................................................................................. 723.2.2.1 Vlvula 3/2.............................................................................. ...... 723.2.2.2 Vlvula 5/2...................................................................................... 723.2.2.3 Vlvula servopilotada 3/2................................................................ 723.3 SELECCIN DE MATERIALES............................................................... ... 733.4 CALCULO DE FUERZA REQUERIDA PARA EL CORTE................................ 743.4.1 Calculo de fuerzas en el pedal de la cizalla................................................... 743.4.2 Clculos del cilindro.................................................................................. 803.4.2.1 Fuerza del embolo................................................................................ 803.4.2.2 Consumo de aire.................................................................................. 833.5CAUDAL DE VALVULAS.................................................................... ........ 85

CAPITULO IVIMPLANTACIN Y MONTAJE DEL SISTEMA NEUMTICO, PRUEBAS DEFUNCIONABILIDAD Y ANALISIS DE RESULTADOS... 94

4.1 IMPLANTACION Y MONTAJE DEL SISTEMA NEUMATICO......................... 944.1.1 Readecuacin de la cizalla.................................................................... .. 944.2 MONTAJE DE LOS ELEMENTOS NEUMTICOS A LA CIZALLA................. 964.3 PRUEBAS DE FUNCIONABILIDAD................................................................ 102

4.4 ANALISIS DE RESULTADOS......................................................................... 111CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................................... ... 119BIBLIOGRAFA.......................................................................................... .. 122ANEXOS.................................................................................................... .. 123


IV

RESUMEN

El presente trabajo trata sobre la implantacin de un sistema neumtico a la

cizalla del taller de procesos de produccin mecnica. Este sistema neumtico

consta de vlvulas 3/2, una servopilotada y otra con pulsador, una vlvula 5/2,

adems de un pistn neumtico que provee la fuerza necesaria para el corte. Al

adaptar este tipo de elementos se permiti reducir el tiempo empleado para el

corte y el esfuerzo en el operario.

Para efectuar este trabajo se procedi a realizar:

a.- Ensayos sobre el clculo de fuerzas de corte

b.- Simulacin del sistema neumtico a implantarse.

c.- Seleccionar los elementos neumticos que posean el mejor material de

manera correcta de tal forma que garantice la vida til del equipo.

d.- Emplear para la instalacin de los elementos neumticos herramientas como

taladro de mano, soldadora de arco, antorcha de oxicorte, etc.

e.- Montaje de los elementos neumticos en la cizalla.

f.- Realizar ensayos con planchas metlicas de diversos espesores verificando

as experimentalmente el proceso de corte de la maquina.

En este documento se pretende seguir lineamientos bsicos de fcil asimilacin y

entendimiento, acompaados de aportes como anexos, diagramas de fuerzas,diagramas en 3d; toda la informacin considerada como necesaria e importante

para una mejor interpretacin del proyecto pero considerando las exigencias del

caso, el contenido esta dentro del orden adecuado tanto en el diseo del

esquema neumtico como la implantacin del mismo. Se puede aseverar que el

objetivo fundamental planteado se lo ha conseguido, y logrado constatar la

similitud y concordancia entre la teora y la prctica.


V

Los resultados finales que se obtuvo en la mquina son: la cizalla tiene un buen

funcionamiento de las cuchillas sobre las planchas metlicas destinadas para el

corte, que evidencia un buen afilado de las cuchillas y una buena calibracin de la

fuerza necesaria en el corte, que es ejercida por el pistn.

Adems las pruebas de funcionabilidad en el ensayo 2 demostraron que para

cada tipo de plancha metlica que se desea cortar, se tiene que reducir o

aumentar la presin que se tom en un principio, esto se debe a factores como el

espesor y tipo de material a cortar. Por esta razn se elabor una tabla de datos

donde se muestran los materiales aptos para el corte en la cizalla, as como la

presin requerida y el espesor mximo que soporta la mquina.

Finalmente se incluyen los captulos que conforman este trabajo, como se indica a

continuacin:

El primer capitulo hace una breve referencia de aspectos generales del corte y el

cizallado.

El segundo capitulo trata de los principales sistemas de automatizacin,

principalmente al sistema neumtico y su descripcin ya que este es utilizado en

el presente proyecto.

En el tercer capitulo se refiere ntegramente al diseo del sistema neumtico a

instalarse, seleccin de materiales de cada uno de los elementos neumticos que

se montaran en la cizalla basado en tablas, normas, catlogos y ensayos.

El cuarto capitulo describe paso a paso la readecuacin de la maquina para el

sistema, como la implantacin y montaje de los elementos neumticos.

Tambin describe las pruebas realizadas y se analizan los resultados obtenidos.

Por ultimo, despus de alcanzar el objetivo del presente trabajo se dan las

conclusiones y recomendaciones pertinentes.


VI

INTRODUCCIN

El cizallado es un proceso que se utiliza para el corte de planchas metlicas; el

presente trabajo permite resolver un problema complejo, como es el de eliminar la

fuerza humana para el accionamiento de la maquina, reemplazando por un

sistema que se acciona mediante aire comprimido, el mismo que permite reducir

el tiempo empleado para el corte.

En este proyecto se realizo un estudio minucioso de la fuerza de corte como delos elementos neumticos, simulados en los programas SAP2000 y FLUIDsim, u

otros medios que permitieron identificar claramente el problema en especial

cuando no se tiene experiencia en el tema, con esto se evito errores, perdida de

dinero y tiempo durante su ejecucin.

Una de las ventajas que presenta la automatizacin de este proceso es producir

cortes verstiles, manteniendo la uniformidad de las caractersticas dimensionalesy propiedades mecnicas de la plancha.

Cabe sealar que en la readecuacin de la cizalla se utiliz el proceso de

oxicorte, que facilit el corte parcial del brazo de palanca para la colocacin del

pistn neumtico.

Tambin se utiliz una conexin de tubera fija para la alimentacin del airecomprimido, cuyas dimensiones fueron adecuadamente calculadas, as como un

esquema de colocacin de dicha tubera para su ubicacin.


1

CAPTULO IINTRODUCCIN GENERAL

El cizallado de lminas metlicas (chapas) ocupa actualmente un importante

lugar en el campo de produccin industrial, ya que sirve como materia prima para

fabricar piezas y objetos ligeros. La variedad de piezas y elementos que se puede

desarrollar mediante el corte interesan no solo a las grandes industrias

metalmecnica, tcnicos y estudiantes, sino tambin a los artesanos y operarios.

En los ltimos aos se han incrementado las aplicaciones de trabajo sobre la

chapa metlica en todos los sectores industriales, desde las construcciones ms

grandes a las ms pequeas. Dando lugar a la optimizacin de los procesos de

corte como es el cizallado.

Adems tambin la produccin mecnica exige continuamente la urgente

demanda de mayores cantidades y mejores productos, de aqu surge la

necesidad de automatizar un proceso de corte como es el cizallado. La lmina ya

cortada es utilizado en gran escala: en la construccin de piezas de aeronaves,

en el revestimiento del chasis en carroceras, tambin se utiliza como material

para el troquelado, el doblado, embutido, etc.

Las lminas metlicas sometidas al corte, en muchos casos sustituye a lafundicin, con la ventaja de poseer menos peso (ser mas ligero) y alta resistencia

mecnica.

El corte apareci en la antigedad como un proceso utilizado para obtener

formas finales. En la actualidad se utiliza como un proceso inicial para dar forma

a la chapa metlica.


2

1.1DEFINICIN

El corte sin arranque de viruta es un proceso de conformado mecnico, el cual

implica someter al metal a tensiones cortantes, superiores a su resistencia, hasta

obtener la separacin del material.

Antes de empezar el proyecto de automatizacin de la cizalla para el corte de un

elemento, es indispensable establecer el programa de trabajo.

El estudio de ciclo de trabajo relativo a una cizalla consiste en establecer la mejor

manera tanto de ahorrar tiempo como un espacio correcto que proporcionen al

trabajador la facilidad de transformar una forma inicial en otra final.

En el capitulo III se desarrolla el diseo del sistema automtico que se

implementar en la cizalla tratando de conservar la integridad de la maquina en

las mejores condiciones.

Este estudio es difcil porque, antes de alcanzar un resultado prcticamenterealizable se deben hacer pruebas y frecuentes comprobaciones. Algunos

factores que contribuyen a hacer difcil la solucin terica de este problema son:

la calidad del material de la chapa metlica, el modo como se ha construido la

cizalla, el rozamiento en el sistema mecnico, etc.

Estos factores colocan al tcnico en la situacin de tener que recurrir a la

experiencia.

Por las razones expuestas se debe utilizar un factor de seguridad en los datos

para el clculo de la fuerza necesaria en el corte, consiguiendo as resguardar la

integridad del operario.

1.1.1 CLASIFICACIN:

El corte sin arranque de viruta se clasifica en dos grupos:


3

El primero utiliza guillotina o un tipo similar de mquina universal de corte

(cizallla) a una forma o dimensin deseada.

El segundo usa herramientas o dados especficos para cortar una forma

determinada de lmina, proceso llamado troquelado o punzonado.

Todo el trabajo que se menciona en este captulo introductorio se refiere al primer

grupo de clasificacin del corte que es el cizallado el cual se trata ms adelante.

1.2FABRICACIN DE PIEZAS POR CORTE

Para tener una clara idea de la fabricacin de piezas por corte en el cizallado se

dar una descripcin de esta operacin empezando desde su concepto.

1.2.1 CIZALLADO:

El cizallado es la operacin de corte del metal que se realiza mediante dos

cuchillas, una fija y una mvil en una cizalla. En esta operacin, una estrecha tira

de metal se deforma plsticamente con tanta intensidad que llega a romperse en

las superficies en contacto con las cuchillas, la fractura inicial se propaga hacia el

interior hasta producirse el corte completo. La profundidad que debe penetrar la

hoja mvil para completar el cizallado est directamente relacionado con la

ductilidad del metal. En los materiales frgiles la penetracin es solo una pequea

fraccin del espesor, pero en los muy dctiles puede ser algo mayor, cuanto

mayor es la carga de rotura, mayor ser la fuerza de corte exigida.

1.2.1.1 Juego en el cizallado:

El juego entre las cuchillas es muy importante en el cizallado. Cuando se tiene un

valor adecuado, las grietas iniciadas se propagan a travs del metal, para juntarse

en el centro del espesor y producir una superficie de fractura limpia (Fig. 1.1a),

aunque el juego es el correcto, hay distorsin del borde del corte.


4

Si el juego es insuficiente (Fig. 1.1b), la fractura es rasgada, y la energa

necesaria para efectuar el corte es mayor que para el juego correcto. Si el juego

es excesivo, hay mas distorsin en el borde y tambin la energa ser mayor, ya

que se necesita deformar un mayor volumen de material, adems se producen

con mas facilidad rebabas; si la cuchilla tiene filo mellado aumenta la tendencia a

producirse rebabas (Fig. 1.1c).

(a) (b) (c)

Fig. 1.1 Juego en el cizallado

FUENTE: A. CARDENAS, CONFORMADO MECANICO I

La deformacin plstica que pueden soportar los metales frgiles, sin que se

produzca la fractura en el corte es pequea, por lo que el juego debe ser menor

para los metales duros y frgiles. Para los metales dctiles el juego debe ser

mayor, porque requieren una deformacin plstica mayor.

1.2.1.2 ngulos caractersticos en las cuchillas (cizalla de tijeras):

En la figura 1.2, se muestran estos ngulos y dependen:

de la dureza del material a trabajar.

de la caracterstica del material de la cuchilla.


5

En este proceso se originan dos zonas importantes:

- Zona brillante debida al corte puro

- Zona opaca debido al desgarre que sufre el material

Para cuchilla de acero duro, empleado para cortar planchas de acero de bajo

carbono, son comunes los siguientes ngulos:

- ngulo de incidencia = 6 grados

- ngulo de corte o de filo = 80 grados

- ngulo de desprendimiento = 4 grados

Fig. 1.2ngulos de una cizalla


1.2.1.3 Cizalla de cuchilla deslizante:

En algunas cizallas la cuchilla se desliza a lo largo de una doble gua. Con ello el

ngulo de inclinacin se mantiene constante, contrariamente a lo que sucede con

las tijeras, en las que la cuchilla gira alrededor de un punto. La potencia absorbida

por una cizalla de cuchilla deslizante es proporcional a la longitud del tramo


cortado, a igualdad de

totalidad de la cuchilla (

Fi

FUENTE:

1.2.1.4 Fuerza y esfuerzo

La fuerza requerida para

- longitud de corte- espesor de la pla

- resistencia al ciza

La fuerza de cizalladura

empleando un filo inclin

de la chapa.

La fuerza necesaria par

esfuerzo unitario de cort- para cizallas de c

F = s t

Donde: F

s

1CRDENAS, V; Introduccin

espesor y calidad de plancha, pued

ig. 1.3).

. 1.3Cizalla de cuchilla deslizante

: A. CARDENAS, CONFORMADO MECANICO I

necesario para el corte:

cortar una chapa depende de:

cha; y

llamiento del metal, se desprecia la fricci

puede disminuir, si el filo corta progresi

do. Pero la inclinacin del filo da lugar

el corte es igual al producto de la secc

dura.chillas paralelas (Fig. 1.4).

= a s t1

fuerza necesaria para el corte (Kgf.)

seccin de corte (mm)

al Conformado Mecnico; E.P.N.; Quito; 1985; Pag.

6

e utilizar casi la

n.

amente, es decir,

cierta distorsin

in cortada por el

133


t

Fig. 1.4FUENTE:

- para cizallas de c

Fc

Sien

Fig.

FUENT

2CRDENAS, V; Introduccin

esfuerzo unitario a cortadura( Kgf/ mm

Cizalla con cuchillas paralelas. CARDENAS, CONFORMADO MECANICO I

chilla con oblicuidad constante (Fig. 1.5

0.25 a s t2

do a = s / tang

1.5 Cizalla con cuchillas oblicuas

: A. CARDENAS, CONFORMADO MECANICO I

al Conformado Mecnico; E.P.N.; Quito; 1985; Pag.

7

)

).

135


8

1.2.1.5 Velocidad de Corte:

La velocidad de corte de una cizalla es relativamente baja: velocidad = 1 a 2

m/min

1.2.2 EQUIPOS DE CORTE

En el corte sin arranque de viruta, los materiales se cortan con tijeras de mano,

cizallas de palanca y cizallas mecnicas como la que se trata de automatizar,

alicates, cortadoras de tubos, prensas-cizallas, estampas, etc. Al corte tambin

pertenece el troquelado que se efecta con punzonadoras o troqueladoras.

La esencia del proceso de corte con cizallas, consiste en la separacin de las

partes del metal bajo la presin de un par de cuchillas cortantes. La chapa que se

corta se coloca entre las cuchillas superior e inferior.

La cuchilla superior, al descender, aprieta al metal y lo corta.

La presin grande que experimentan las cuchillas durante el corte exige un ngulogrande de ataque . Cuanto ms duro sea el metal que se corta, tanto mayor ser

el ngulo de ataque de la cuchilla; para los metales blandos (cobre y otros) ste

es igual a 65, para los metales de dureza media 70 - 75 y para los metales

duros es de 80 a 85. Con fines de disminuir el rozamiento en el filo de las

cuchillas, con el metal que se corta, a los filos se les da un pequeo ngulo de

corte ( 35.1 = ) Fig.1.6.


9

Fig. 1.6 Elementos de las cuchillas


Las cuchillas se fabrican de acero duro Y7, Y8, equivalencia a normas SAE/AISI y

W.St.N ANEXO 1, las superficies laterales de los filos estn templadas hasta HRC

52-58, estn rectificadas y afiladas con agudeza.3

1.2.3 PRINCIPALES EQUIPOS QUE UTILIZA LA OPERACIN DE

CIZALLADO:

1.2.3.1 Cizalla manual de palanca

Se emplea para trocear acero en chapa hasta de 4 mm, de grosor, y de aluminio y

latn hasta de 6 mm. (Fig. 1.7). La cuchilla superior 3, fijada con articulacin, sepone en accin con la palanca 2. La cuchilla inferior 1 es fija.

3 CRDENAS, V; Introduccin al Conformado Mecnico; E.P.N.; Quito; 1985; Pag. 137


10

Fig. 1.7Cizalla manual de palanca

FUENTE: A. CARDENAS, CONFORMADO MECANICOI

1.2.3.2 Cizalla de pequea fuerza

Sirve para cortar metal de chapa de hasta 2.5 mm. De espesor, barra, tornillos

(esprragos) de dimetro hasta 8 mm. Las dimensiones de esta cizalla no

superan las de la cizalla de mano estndares (Fig. 1.8)

Para el corte el mango 1 se fija en el tornillo y se pone en accin con el mango 8

(de trabajo). Este mango comprende un sistema de dos palancas unidas en serie.

La primera palanca 6, en uno de cuyos brazos esta fijada la cuchilla 4, se une al

mango 1 mediante el tornillo 3.

El segundo brazo de la palanca 6, que es el mango de la cizalla normal, esta

cortado y termina en la articulacin 7 o en el mango propiamente dicho de las

tijeras. El mango 8, con su articulacin final y mediante el eslabn de dosarticulaciones 2, se une con el mango 1. Este sistema de palancas, en


11

comparacin con las tijeras normales de dimensiones iguales, aumenta el

esfuerzo de corte aproximadamente dos veces. Las cuchillas de la cizalla son

recmbiales y estn fijadas a las palancas con remaches de cabeza embutida

Fig. 1.8 Cizalla de pequea fuerza


1.2.3.3 Cizalla de palanca (Un solo golpe)

Se emplea para trocear metal en chapa de 1.5 a 2.5 mm. De espesor con limite

de resistencia de 45-50 Kg./ mm ( acero, aluminio, etc.). Con esta cizalla se

corta metal de gran longitud (Fig. 1.9).

La cizalla de palanca tiene una bancada de fundicin 1 y una mesa 2. En la mesa2 esta empotrada la cuchilla fija 8, y la cuchilla superior 5 con arista cortante

curvilnea esta fijada en el portacuchillas 6. La cuchilla 5 tiene un contrapeso 7,

que equilibra al portacuchillas con la cuchilla.

La dimensin de las piezas brutas que se cortan se marca precisamente con el

trazado o se limita con el tope regulable 10, para cuyo objetivo este se pone

primero a la distancia requerida de la arista cortante de la cuchilla fija inferior. La

chapa 3 durante el troceado se aprieta fuertemente con su canto lateral contra el


12

tope 10, mientras que el otro canto se aprieta contra el tope de muelle 11.

Despus de esto, girando la palanca 12 contra si, se aprieta fuertemente la chapa

con el listn de apriete 9 y bajando la cuchilla superior con el portacuchillas 6 se

aprieta para cortar la pieza bruta.

Al descender el portacuchillas se apoya en el tope de muelle 11. la transposicin

del tope se efecta con la ayuda de la manivela 4.

Fig. 1.9 Cizalla de palanca



13

1.2.3.4 Cizalla de cuchilla oblicua mecnica de pedal

Permiten cortar metal con espesor de hasta 1.5 mm. Esta cizalla tiene una

cuchilla inferior fija y la otra superior mvil, estando esta ultima inclinada un

ngulo de 2 - 6. Esto asegura una entrada gradual de la cuchilla durante el

trabajo, facilitando el corte y garantizando una cortadura de calidad.

La cuchilla superior mvil es accionada mecnicamente por el operario, que

mediante un brazo de palanca unido a un pedal produce la fuerza requerida para

el corte en la cizalla (Fig. 1.10).

La cizalla mecnica de pedal mostrada, es sometida a la automatizacin, en esteproyecto.

Fig. 1.10Cizalla con cuchillas inclinadas


14

1.2.3.5 Cizalla de Guillotina Mecnica para Trabajo Ligero

Esta cizalla posee un motor 2.0 H.P. tipo embrague con engranaje doble, esta es

de hierro fundido, tambin tiene una hoja de cuatro bordes y tiene una capacidad

para cortar un espesor mximo en acero suave de 1.2 mm.

Fig. 1.11 Cizalla de guillotina mecnica de trabajo ligero

FUENTE: www.maneklalexports.com

1.2.3.6 Cizalla hidrulica: de corte vertical

Tambin existen cizallas de accionamiento hidrulico las cuales se emplean para

cortar planchas de grandes espesores, por la cantidad de fuerza que se necesita

ejercer para cortar las planchas, tienen una capacidad de corte mxima de hasta

20 mm en acero dependiendo de la cuchilla que se utilice con una largo de 4.60

metros. Constan de accionamiento con pedal a distancia.


15

Fig. 1.12 Cizalla hidrulica de corte vertical

FUENTE:www.maneklalexports.com


SIST

Para tener una clara

primeramente se tratar

obteniendo una mejor

utilizado para la realizaci

2.1 CONCEPTOS D

Mecanizacin y Autom

pasos dentro de un mis

encontrar una clara deli

Se usan estos trminos

La MECANIZACIN ti

hombre en un trabajo d

de energa a la que se g

LaAUTOMATIZACIN

humana. Asume pues al

clculo y decisin.

El proceso de automatiz

CAPTULO IIMAS DE AUTOMATIZACI

idea de los sistemas de automatizac

, desde el concepto de automatismo

comprensin sobre sistemas neumt

n de este proyecto.

MECANIZACI N Y AUTOMAT

tizacin pueden ser consideradas co

o proceso de evolucin de la industria

itacion entre ellas.

n el siguiente sentido:

ne por objeto la sustitucin de la fue

do, por una potencia proveniente de u

obierna con pequeos esfuerzos.

permite la eliminacin total o parcial

gunas funciones intelectuales ms o me

cin se lo puede esquematizar as:

16

in que existen,

y mecanizacin

icos, el cual es

ZACI N

o dos grados o

a veces es difcil

rza muscular del

a fuerza exterior

e la intervencin

nos complejas de


17

2.1 TIPOS DE AUTOMATIZACIN

Los automatismos pueden clasificarse dependiendo de la naturaleza de las

seales de entrada y salida en:

2.2.1 ANALGICOS Y DIGITALES

Las seales pueden ser de dos tipos:

- de variacin continua: p. ej. Una temperatura.

- discretas: un ejemplo tpico es la accin de un interruptor que abre o cierra

un circuito.

Fig. 2.1 Grficos Temperatura y Presin

FUENTE: MANUAL FESTO, INICIACION A LA TECNICA NEUMATICA

Los automatismos analgicos son aquellos cuyas seales de entrada y salida son

continuas.


18

En los automatismos digitales las seales son de naturaleza discreta. La

automatizacin neumtica forma parte de esta clase de automatismos.

Las seales de los automatismos digitales son de 2 niveles, identificables por SI o

NO, por ejemplo: NO hay presin SI hay presin.

2.2 AUTOMATISMOS DE ACCIONAMIENTO DIGITAL

Las tcnicas mas empleadas en la industria para la realizacin de los

automatismos digitales son:

2.2.1 ELECTROMECNICA

El elemento de base de esta tcnica es el rele. Esquemticamente esta

constituido por una bobina que por medio de una seal de entrada que la excita,

abre o cierra unos contactos que producen una seal de salida.

Esta tcnica fue prcticamente la primera que se utilizo en los automatismos de

conmutacin.

2.2.2 ELECTRNICA

Los primeros automatismos electrnicos empleaban vlvulas de vaci.

Actualmente se realizan exclusivamente con semiconductores.

2.2.3 NEUMTICA

El elemento de base para el tratamiento de las seales es el distribuidor

neumtico. Las seales deben traducirse en ausencia o presencia de presin

neumtica.

Las seales de salida son generalmente posiciones de cilindros neumticos.


19

2.2.4 FLUDICA

Es la tcnica de ms reciente empleo en los automatismos industriales. En los

mdulos fluidicos no existen partes mviles, por lo que tienen una gran rapidez de

respuesta y eliminan prcticamente el riesgo de averas.

Estas caractersticas unidas a su posible miniaturizacin, hacen que la fluidica

prometa un gran futuro en su aplicacin industrial.44

2.3 GRADOS DE AUTOMATIZACIN

De acuerdo a su importancia se distinguen los siguientes grados:

En pequea escala; como por ejemplo para mejorar el accionamiento de

una maquina en orden a:

o Mayor utilizacin de una maquina, p. ej. Mejorando el sistema de

alimentacin.

o Posibilidad de que un hombre trabaje con ms de una maquina.

Coordinar una serie de operaciones, controlar una serie de

magnitudes simultneamente o controlar una secuencia de

operaciones.

Realizar procesos totalmente continuos por medio de secuenciasprogramadas.

Procesos automticos en cadena cerrada con posibilidad de autocontrol

y auto correccin de desviaciones.

4MEIXNER, H; Iniciacin a la Tcnica Neumtica; Manual Festo; Alemania; 1974; Pag. 4


20

2.4 ETAPAS DE IMPLANTACIN

Para la implantacin de una automatizacin digital debe normalmente seguirse el

siguiente esquema.

Estudio del producto cuyo proceso de fabricacin debe

automatizarse.

Estudio de proceso de fabricacin.

De estos estudios previos deben sacarse las siguientes conclusiones:

o Posibles modificaciones del producto y del proceso en vista a facilitar la

automatizacin.

o Determinacin de los puntos clave del proceso, para identificar las

operaciones independientes o incompatibles en automatizacin.

o Eleccin de las seales mnimas necesarias para que el sistema pueda

identificar y controlar las etapas determinadas antes.

o Dado el caso, estudio de la nueva distribucin en planta.

o Resolucin tcnica de los problemas planteados en los apartados

anteriores, con un primer pas de eleccin de la tecnologa ms adecuada

y explotacin al mximo de las posibilidades de esta tecnologa.

o Estudio econmico de la inversin necesaria, rentabilidad, amortizacin,

volumen estimado de produccin para lograr la mxima rentabilidad, costo

del estudio e instalacin del nuevo sistema, etc.


21

2.6 VENTAJAS

Aparte de las ventajas especificas que una automatizacin reporta a su usuario,

existe una serie de ventajas que se dan, dependiendo su importancia del grado de

automatizacin:

- Reduccin de los costos de mano de obra directos.

En empresas muy automatizadas este ahorro se ha cifrado hasta el 70%.

- Uniformidad de la produccin y ahorro de material.

- Posibilidad de programacin a medio y largo plazo, aprovechando las

caractersticas de constancia y uniformidad de produccin.

Estas dos ltimas ventajas tienden a mejorar las relaciones con los clientes,

pues la calidad de los productos es ms constante y se puede dar plazos de

entrega ms seguros.

- Aumento de la capacidad de la instalacin al producir ms con los

.mismos hombres, las mismas maquinas, y en el mismo espacio.

- Aumento de los beneficios netos de los operarios ya que con el mismo

.esfuerzo aumenta su productividad.

- Mayor control de la produccin al poder introducir en el proceso.sistemas automticos de muestreo, rpidos y seguros.

- Reduccin de los tiempos de espera entre operaciones y por tanto,

aumento del ritmo de fabricacin y eliminacin de los almacenajes

intermedios.


22

2.7 COSTO Y RENTABILIDAD

A manera de gua muy general, y para realizar el estudio econmico que debe

acompaar al estudio tcnico, debe tenerse en cuenta lo siguiente:

Costo del nuevo equipo o de modificacin del antiguo.

Costo del estudio e instalacin del nuevo sistema.

Costo adicional de motores, compresores y material auxiliar.

Costo del tiempo de paro de la instalacin hasta obtener el producto con el

nuevo sistema y costo de la puesta a punto de la instalacin automatizada.

Variacin en el costo unitario del material producido.

Consumo de energa en el nuevo sistema.

Posible utilizacin del mismo sistema o parte, en la fabricacin de varios

productos.

Numero estimado de elementos que deben fabricarse para hacer rentable

la nueva instalacin.

Vida del nuevo equipo.

Posibilidad de readaptacin del equipo al final de su utilizacin.


23

2.8 CARACTERISTICAS GENERALES DE LA NEUMTICA

INDUSTRIAL

Una de las principales ventajas de la neumtica es la de poder realizar las

funciones de mecanizacin y automatizacin con un mismo tipo de elementos.

Desde el punto de vista de transmisin de potencia, la neumtica ofrece una gran

flexibilidad que no permite comparaciones con los procedimientos puramente

mecnicos. La compresibilidad del aire proporciona adems una excelente

resistencia a las variaciones de carga; por otra parte un cilindro o motor

neumtico incapaces de vencer una resistencia quedan parados sin ningnpeligro para su integridad.

Desde el punto de vista de la automatizacin, cualquier funcin lgica puede ser

realizada en neumtica convencional, con unos tiempos de respuesta del orden

de las centsimas de segundo. Considerando la fluidita integra dentro del campo

de la neumtica, esta capacidad queda enormemente acrecentada, con tiempos

de respuesta del orden del milisegundo, la posibilidad de aplicar tcnicas

analgicas y de incorporar mltiples tipos de sensores y detectores.

As pues, en las muchas aplicaciones en que hay que automatizar un proceso

mecnico, es muy posible que la conjuncin de sus dos capacidades bsicas

haga que la neumtica sea la tcnica mas apropiada, aun cuando carezca de la

elevada relacin potencia-volumen y el alto rendimiento de la hidrulica o de la

velocidad de respuesta de la electrnica.

2.9 FUNDAMENTOS FISICOS EN LA NEUMTICA AIRE

COMPRIMIDO

La superficie del globo terrestre est rodeada de una envoltura area. Esta es una

mezcla indispensable para la vida y tiene la siguiente composicin:


24

Nitrgeno aprox. 78% en volumen

Oxgeno aprox. 21% en volumen

Adems contiene trazas, de bixido de carbono, argn, hidrgeno, nen, helio,criptn y xenn.

Para una mejor comprensin de las leyes y comportamiento del aire se indican en

primer lugar las magnitudes fsicas y su correspondencia dentro del sistema de

medidas. Con el fin de establecer aqu relaciones inequvocas y claramente

definidas, los cientficos y tcnicos de la mayora de los pases acordaron un

sistema de medidas que sea vlido para todos, denominado "Sistema

internacional de medidas", o abreviado "SI".55

La exposicin que sigue ha de poner de relieve las relaciones entre el "sistema

tcnico" y el "sistema de unidades SI".

Estos parmetros son necesarios para la definicin de neumtica: (Fig. 2.2).



25

Fig. 2.2 Tabla de Sistema de Unidades


La combinacin entre los sistemas internacional y tcnico de medidas esta

constituida por la:


26

Ley de Newton Fuerza = Masa Aceleracin

F = m a

En el caso particular de usar pesos, la aes igual a la gravedad.

Gravedad g = 9.81 m/s

P = m . g

Para convertir las magnitudes antes indicadas de un sistema a otro rigen los

siguientes valores de conversin.

Masa 1 Kg. = 1 kp * s

9.81 m

Fuerza 1 Kp = 9.81 N

Para los clculos aproximados puede suponerse

1 kp = 10 N

Temperatura Diferencia de temperatura 1 C = 1 K

Punto Cero 0 C = 273 K

Presin Adems de las unidades indicadas en la relacin (at en el

sistema tcnico, as como bar y Pa en el sistema SI), se

utilizan a menudo otras designaciones. Al objeto de

completar la relacin, tambin se citan a continuacin.

1. Atmsfera. At

(Presin absoluta en el sistema tcnico de medidas)

1 at = 1kp/cm = 0.981 bar (98.1 kPa)

2. Pascal. Pa

Bar, bar

(presin absoluta en sistema de unidades)


27

1 Pa = 1 N

m

3. Atmsfera Fsica, at

(Presin absoluta en el sistema fsico de medidas)1 atm = 1,033 at = 1,013 bar (101,3 kPa)

4. milmetros de columna de mercurio, mm Hg

(corresponde a la unidad de presin Torr)

1 mm Hg = 1 Torr

1 at = 736 Torr, 100 kPa(1bar) = 750 Torr

Como sobre la tierra todo est sometido a la presin atmosfrica no se nota sta.

Se toma la correspondiente presin atmosfrica Pabscomo presin de referencia

y cualquier divergencia de sta se designa de sobrepresin Pe.

La figura 2.3 lo visualiza.

Fig. 2.3 Diagrama de la variacin de presin

FUENTE:MANUAL FESTO, INICIACION A LA TECNICA NEUMATICA


28

La presin de aire no siempre es la misma. Cambia segn la situacin geogrfica

y el tiempo. La zona desde la lnea del cero absoluto hasta la lnea de referencia

variable se llama esfera de depresin (-Pe) la superior se llama esfera de

sobrepresin (+Pe).

La presin absoluta Pabs. consiste en la suma de las presiones -Pe y +Pe. En la

prctica se utilizan manmetros que solamente indican la sobrepresin +Pe. Si se

indica la presin Pabs. el valor es unos 100 kPa (1 bar) ms alto.

Con la ayuda de las magnitudes bsicas definidas pueden explicarse las leyes

fsicas fundamentales de la aerodinmica.

2.9.1 El AIRE ES COMPRESIBLE

Como todos los gases, el aire no tiene una forma determinada. Toma la del

recipiente que lo contiene o la de su ambiente. Permite ser comprimido

(compresin) y tiene la tendencia a dilatarse (expansin).

La ley que rige estos fenmenos es la de Boyle-Mariotte.

A temperatura constante, el volumen de un gas encerrado en un recipiente es

inversamente proporcional a la presin absoluta, o sea, el producto de la presin

absoluta y el volumen es constante para una cantidad determinada de gas.

66

Esta ley se demuestra mediante el siguiente ejemplo:



29

Fig. 2.4 Ley de Boyle-Mariotte


Ejemplo:

Si el volumen V1 = 1 m, que esta a la presin atmosfrica p1= 100 kPa (1 bar) se

comprime con la fuerza F2 hasta alcanzar el volumen V2= 0.5 m, permaneciendo

la temperatura constante, se obtiene:

P1 V1 =P2 V2

P2 = P1 V1

V2

P2 = 100kPa 1m = 200kPa (2bar)

0.5 m

Si el volumen V1se comprime con la fuerza F, aun ms hasta lograr V3= 0.05 m,

la presin que se alcanzara es:

P3 = P1 V1

V3

P3 = 100kPa 1m = 2000kPa (20bar)

0.05 m


30

2.9.2 El VOLUMEN DEL AIRE VARIA EN FUNCIN DE LA TEMPERATURA

Si la presin permanece constante y la temperatura se eleva 1 K partiendo de

273K, el aire se dilata 1/273 de su volumen.

Esto demuestra la ley de Gay-Lussac:77

Las ecuaciones anteriores tienen validez nicamente cuando las temperaturas se

indican en K. Las temperaturas indicadas en C deben convertirse, por tanto, a

K.

Tambin puede prepararse una ecuacin con la que pueda calcularse

inmediatamente en C; para ello solo hay que aadir 273C a los valores de

temperatura.



31

Fig. 2.5 Ley de Gay-Lussac


Ejemplo:

0,8 m de aire a la temperatura T1 = 293. K (20 C) se calientan hasta T2 = 344

K (71 C). Cul seria el volumen final?

Segn la formula anterior, si se calcula en K:

V2 = 0,8 m + 0,8 m . (344 K - 293 K)

293 K

V2 = 0,8 m + 0,14 m = 0.94 m.

El aire se ha dilatado 0,14 m a 0,94 m.

En neumtica se suele referir todas las indicaciones de la cantidad de aire alllamado estado normal.


32

2.10 ELEMENTOS NEUMTICOS DE TRABAJO

La energa del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un

movimiento lineal de vaivn, y mediante motores neumticos, en movimiento de

giro.

Elementos neumticos de movimiento rectilneo (cilindros neumticos)

A menudo, la generacin de un movimiento rectilneo con elementos mecnicos

combinados con accionamientos elctricos supone un gasto considerable

2.10.1 CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Estos cilindros tienen una sola conexin de aire comprimido. No pueden realizar

trabajos ms que en un sentido. Se necesita aire slo para un movimiento de

traslacin. El vstago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una

fuerza externa.

El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el mbolo a su

posicin inicial a una velocidad suficientemente grande.En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de ste limita

la carrera. Por eso, estos cilindros no sobrepasan una carrera de unos 100 mm.

Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, alimentar, etc.

(Fig. 2.6)88

8 MEIXNER, H; Iniciacin a la Tcnica Neumtica; Manual Festo; Alemania; 1974; Pag. 87


33

Fig. 2.6 Cilindro de simple efecto


2.10.2 CILINDROS DE DOBLE EFECTO

La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al mbolo, en cilindros de doble

efecto, a realizar un movimiento de traslacin en los dos sentidos. Se dispone de

una fuerza til tanto en la ida como en el retorno

Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el

mbolo tiene que realizar una misin tambin al retornar a su posicin inicial. En

principio, la carrera de los cilindros no est limitada, pero hay que tener en cuenta

el pandeo que puede sufrir el vstago slido. (Fig. 2.7)99

9 MEIXNER, H; Iniciacin a la Tcnica Neumtica; Manual Festo; Alemania; 1974; Pag. 90


34

Fig. 2.7 Cilindro de doble efecto


2.10.3 SIMBOLOGIA ESPECIAL DE CILINDROS

Cilindros de vstago reforzado.

Juntas de mbolo, para presiones elevadas

Cilindros de juntas resistentes a altas temperaturas

Camisa de cilindro, de latn


35

Superficies de deslizamiento, de cromo

Vstago de acero anticorrosivo

Cuerpo recubierto de plstico

y vstago de acero anticorrosivo

2.10.4 FIJACIONES

El tipo de fijacin depende del modo en que los cilindros se coloquen en

dispositivos y mquinas. Si el tipo de fijacin es definitivo, el cilindro puede ir

equipado de los accesorios de montaje necesarios. De lo contrario, como dichos

accesorios se construyen segn el sistema de piezas estandarizadas, tambin

ms tarde puede efectuarse la transformacin de un tipo de fijacin a otro. Este

sistema de montaje facilita el almacenamiento en empresas que utilizan a menudo

el aire comprimido, puesto que basta combinar el cilindro bsico con las

correspondientes piezas de fijacin. (Fig. 2.8)1010



36

Fig. 2.8 Tipos de Fijacin


Fijacin por pies Brida anterior oscilante

Fijacin por rosca Brida central oscilante

Brida anterior Brida posterior oscilante

Brida posterior


37

2.10.5 CONSTITUCIN DE LOS CILINDROS

El cilindro de mbolo se compone de: tubo, tapa posterior (fondo) y tapa anterior

con cojinete (manguito doble de copa), vstago, casquillo de cojinete y arorascador; adems, de piezas de unin y juntas.

El tubo cilndrico (1) se fabrica en la mayora de los casos de tubo de acero

embutido sin costura. Para prolongar la duracin de las juntas, la superficie

interior del tubo debe someterse a un mecanizado de precisin (bruido).

Para aplicaciones especiales, el tubo se construye de aluminio, latn o de tubo de

acero con superficie de rodadura cromada. Estas ejecuciones especiales seemplean cuando los cilindros no se accionan con frecuencia o para protegerlos de

influencias corrosivas.

Para las tapas posterior fondo (2) y anterior (3) se emplea preferentemente

material de fundicin (de aluminio o maleable). La fijacin de ambas tapas en el

tubo puede realizarse mediante tirantes, roscas o bridas.

El vstago (4) se fabrica preferentemente de acero inoxidable, Este acero

contiene un determinado porcentaje de cromo que lo protege de la corrosin. Si

se desea, puede solicitarse un endurecimiento especial en el vstago (temple). Su

superficie se comprime en un proceso de rodado entre discos planos. La

profundidad de asperezas del vstago es de 1 mm En general, las roscas se

laminan al objeto de prevenir el riesgo de roturas.

En cilindros hidrulicos debe emplearse un vstago cromado (con cromo duro) o

templado.

Para normalizar el vstago se monta en la tapa anterior un collarn obturador (5).

De la gua de vstago se hace cargo un casquillo de cojinete (6), que puede ser

de bronce sinterizado o un casquillo metlico con revestimiento de plstico.

Delante del casquillo de cojinete se encuentra un aro rascador (7). Este impide

que entren partculas de polvo y suciedad en el interior del cilindro. Por eso, no se

necesita emplear un fuelle.

El manguito doble de copa (8) hermetiza la cmara del cilindro.


Las juntas tricas o anil

porque deben pretens

aplicaciones dinmicas (

Fig. 2.9 Estructura deFUENTE: MAN

2.11 CLCULOS D

2.11.1 FUERZA DEL

Para ello debe tenerse

entrada de seales hast

los toroidales (9) se emplean para la o

rse, y esto causa prdidas elevada

Fig. 2.9).

n cilindro neumtico con amortiguacin dUAL FESTO, INICIACION A LA TECNICA NEUMA

CILINDROS

BOLO

en cuenta, el conjunto completo del

los elementos de trabajo.

38

turacin esttica,

por friccin en

fin de carreraTICA

mando, desde la


Debe considerarse siem

Considerando el asp

neumticos hasta una fu

La fuerza ejercida por u

dimetro del cilindro, del

calcula con la siguiente f

En la prctica es nece

tener en cuenta los roz

de 400 a 800 kPa/4 a

representan de un 3 a u

11MEIXNER, H; Iniciacin a la

pre el factor mantenimiento.

cto econmico, se utilizan acciona

erza del cilindro de aproximadamente 3

elemento de trabajo depende de la pr

rozamiento de las juntas. La fuerza ter

rmula:

ario conocer la fuerza real. Para dete

mientos. En condiciones normales de s

bar) se puede suponer que las fuerz

20% de la fuerza calculada.

Cilindro de simple efecto1111

Tcnica Neumtica; Manual Festo; Alemania; 1974;

39

mientos lineales

00 kp (30000 N).

sin del aire, del

ica del mbolo se

rminarla hay que

ervicio (presiones

s de rozamiento

ag. 99


40

2.11.2 LONGITUD DE CARRERA

La longitud de carrera en cilindros neumticos no debe exceder de 2000 mm y

unos dimetros mximos de cilindro de 200 y 250 mm. Con mbolos de gran

tamao y carrera larga, el sistema neumtico no resulta econmico por el elevado

consumo de aire.

Cuando la carrera es muy larga, el esfuerzo mecnico del vstago y de los

cojinetes de gua es demasiado grande. Para evitar el riesgo de pandeo, si las

carreras son grandes deben adoptarse dimetros de vstagos superiores a los

normales. Adems, al prolongar la carrera la distancia entre cojinetes aumenta y,

con ello, mejora la gua del vstago (Fig. 2.10).

Diametro de embolo 6 12 16 25 35 50 70 100 140 200 250

(mm)

Carrera maxima 100 250 500 500 2000 2000 2000 2000 2000 1000 1000

(mm)

Fig. 2.10Tabla de dimetros y carreras mximas para pistones


2.11.3 VELOCIDAD DEL MBOLO

La velocidad del mbolo en cilindros neumticos depende de la fuerza

antagonista de la presin del aire, de la longitud de la tubera, de la seccin entre

los elementos de mando y trabajo y del caudal que circula por el elemento de

mando. Adems, influye en la velocidad la amortiguacin final de carrera.

Cuando el mbolo abandona la zona de amortiguacin, el aire entra por una

vlvula antiretorno y de estrangulacin y produce una reduccin de la velocidad.

La velocidad media del mbolo, en cilindros estndar, est comprendida entre 0,1

y 1,5 m/s. Con cilindros especiales (cilindros de impacto) se alcanzan velocidades

de hasta 10 m/s.

La velocidad del mbolo puede regularse con vlvulas especiales. Las vlvulas de

estrangulacin, antiretorno y de estrangulacin, y las de escape rpidoproporcionan velocidades mayores o menores.


2.11.4 CONSUMO DE A

Para disponer de aire y

consumo de la instalaci

Para una presin de tra

consumo de aire se calc

Con ayuda de la tabla

consumo de aire de

expresados por cm. de

para presiones de 200 a

Ejemplo:

Calcular la relacin de c

La presin de trabajo es

Relacin de comprensi

101,3 + presin de traba

101,3

El consumo se expresa

Frmulas para calcular

RE

conocer el gasto de energa, es impo

n.

ajo, un dimetro y una carrera de mbol

ula como sigue:

de la figura 2.11, se pueden estable

na manera ms sencilla y rpida. L

carrera para los dimetros ms corrien

1.500 kPa (2-15 bar).

mpresin de un cilindro de doble efecto.

de 600 KPa (6bar)

n:

jo = 101,3 kPa + 600kPa = 701.3 kPa

101,3 kPa 101,3

n los clculos en litros (aire aspirado) p

l consumo de aire:

41

rtante conocer el

o determinado, el

er los datos del

s valores estn

tes de cilindros y

.

= 6.9

Pa

r minuto.


Cilindro de simple efecto

Ejemplo:

Calcular el consumo de

del vstago: 12 mm), lon

por min.

= { s (D 3.14)+

4

= { 10cm (25cm 4

= [196,25 cm + 184,

= 381,2 cm 69 min

= 26.302,8 cm/min =

La frmula para calcula

2.11 es la siguiente:

ire de un cilindro de doble efecto de di

gitud de carrera de 100 mm, presin = 6

(D - d) 3.14} n Relacin de c

4

.14)+ s (25cm - 1.44cm) 3.14}x4

94 cm] 10min 6,9

26,3 l/min

r el consumo de aire conforme al diag

42

metro 50 mm (

bar y 10 ciclos

omprensin

0c/min 6.9

ama de la figura


Cilindro de simple efec

En caso de emplear el d

ejemplo se obtiene la si

Cilindro de doble efect

12MEIXNER, H; Iniciacin a la

to

iagrama de consumo de aire de la figura

uiente frmula:

o1212

Tcnica Neumtica; Manual Festo; Alemania; 1974;

43

2.11, para el

ag. 106


44

Fig. 2.11Diagrama de Consumo de Aire



45

2.12 VLVULAS

2.12.1 GENERALIDADES

Las vlvulas son mandos neumticos que estn constituidos por elementos de

informacin y rganos de mando los cuales accionan elementos de trabajo

(actuadores). Estas vlvulas modulan las fases de trabajo de la mquina o

dispositivos.

Las vlvulas mandan o regulan la puesta en marcha, paro sentido presin, el

caudal del fluido transportado por la bomba, o almacenado en un recipiente. Enlenguaje internacional el termino distribuidor denomina a los tipos tales como

vlvulas de corredera, de bola, asiento, etc.

Segn la norma DIN 24300 se subdividen en 5 grupos:

1. Vlvulas distribuidoras

2. Vlvulas de bloqueo3. Vlvulas de presin

4. Vlvulas de caudal

5. Vlvulas de cierre

2.12.2 VLVULAS DISTRIBUIDORAS

Estas vlvulas, de varios orificios, son los componentes que determinan el caminoque debe tomar el fluido bajo presin (marcha, paro, direccin).

Para tener un mejor conocimiento de las vlvulas de distribucin se vera el

funcionamiento de las ms importantes.

2.12.2.1 Funcionamiento de un circuito vlvula cilindro

Una vlvula de tres orificios es un interruptor empleado para controlar el flujo deaire. El tipo que se ve en la figura 2.12 tiene el componente denominado conjunto


46

rotor, que se mueve dentro de la vlvula cuando se pulsa o se suelta el botn. Su

funcin es dirigir el flujo de aire por la vlvula. Cuando se pulsa el botn, se deja

pasar el aire comprimido del suministro de la tubera 1 a la tubera 2 (que est

conectada al cilindro).

Un cilindro de accionamiento nico usa aire comprimido para producir movimiento

y fuerza. Tiene un pistn que puede deslizarse "hacia arriba" y "hacia abajo". Un

muelle hace subir al pistn dentro del cilindro. Sin embargo, cuando la vlvula se

acciona, como se muestra en el dibujo, el aire comprimido entra en el cilindro y le

obliga a bajar su mbolo. El aire del otro lado sale por el orificio de escape.

Fig. 2.12 Circuito Vlvula-Cilindro

FUENTE: JOS FERNNDEZ BERNAL, FUNDAMENTOS NEUMATICOS


2.12.2.2 Vlvula de tres v

Las vlvulas 3/2 se utili

pilotaje de otras vlvulas

Para mejor entendimient

Se mirara la mitad inferi

el literal a.

Donde se observa que e

y 3 estn conectadas, c

Ahora no se tomar en

cuando se pulsa el bot

inferior, como se ve en l

Esto indica que los orific

botn.

La mitad inferior del sm

no se pulsa el botn, y l

as y dos posiciones (3/2)

an para el mando de cilindros de simpl

.

o se describir el funcionamiento de est

r del smbolo , sin tener en cuenta la

l smbolo muestra la va 1 bloquea

mo en la vlvula real.

cuenta la mitad inferior del smbolo

n, la parte superior del smbolo se de

figura 2.13 literal b.

ios de la vlvula real estn conectados c

olo , indica las conexiones dentro de

superior cuando se pulsa.

47

efecto o para el

vlvula.

mitad superior en

a, pero las vas 2

e imaginara que

liza por la mitad

uando se pulsa el

la vlvula cuando


48

Fig. 2.13 Vlvula 3/2


2.12.2.3 Vlvula de doble efecto y conector en T

La vlvula de doble efecto tiene tres orificios, y contiene un pequeo pistn de

caucho que se mueve libremente dentro de la vlvula. Fig. 2.14

Si el aire entra por un orificio, el pistn es empujado a la posicin contraria y el

aire no podr salir por all. Si la vlvula de doble efecto del circuito anterior se

sustituyera por un conector tipo T, el circuito no funcionara. Ni la vlvula A ni la B

podran utilizarse para activar el cilindro.

Fig. 2.14 Vlvula de doble efectoFUENTE: JOS FERNNDEZ BERNAL, FUNDAMENTOS NEUMATICOS


49

Los conectores T Sirven y ayudan a conectar las lneas de tubera para una

mejor distribucin del aire comprimido (Fig. 2.15).

Fig. 2.15 Conector T


2.12.2.4 Vlvula de 5 vas y dos posiciones (5/2)

Para describir el funcionamiento de esta vlvula primeramente no se tomar en

cuenta la mitad superior del smbolo en el literal a durante un momento (Fig.

2.16). La mitad inferior indica las conexiones dentro de la vlvula cuando la

palanca est en una posicin determinada.

Ahora no se tomara en cuenta la mitad inferior del smbolo en el literal b, y se

imaginara que cuando se mueve la palanca a la otra posicin, la mitad superior

del smbolo se desliza sobre la mitad inferior. Esto indica las conexiones que hay

ahora dentro de la vlvula.

Se observa que aparece un smbolo de "palanca" en ambos extremos del

smbolo de la vlvula de cinco orificios o vas. Esto es algo confuso: solamente

hay, por supuesto, una palanca en la vlvula real.


50

Fig. 2.16 Vlvula 5/2


2.12.2.5 Funcionamiento de un circuito con vlvula 5/2

En el siguiente ejemplo se utilizar dos cilindros de doble efecto, por supuesto

una vlvula 5/2 y un regulador de caudal o flujo (Fig. 2.17). La vlvula 5/2 es

accionada por una palanca.


51

Cuando el conjunto rotor est en la posicin indicada en el diagrama 1, el aire

comprimido pasa por la vlvula entre los orificios 1 y 2, y el aire hace que los

pistones "salgan". El aire aprisionado debajo de los pistones sale por las tuberas

y por la vlvula saliendo a la atmsfera por el orificio 5.

Cuando la palanca se desplaza a la otra posicin, el conjunto rotor sube, como se

ve en el diagrama 2.

Ahora, se seguir el flujo del aire del diagrama, donde se observan que los

pistones "entran". El aire aprisionado encima de los pistones sale.

Fig. 2.17 Funcionamiento de un circuito con Vlvula 5/2



52

2.12.2.6 Regulador de caudal o de flujo

Las vlvulas estranguladoras con retencin, conocidas como vlvulas reguladoras

de velocidad, son hbridas. Desde el punto de vista de la estrangulacin sonvlvulas de flujo y como tales se las emplea en neumtica. La funcin de

retencin les hace ser al mismo tiempo una vlvula de bloqueo (Fig. 2.18).

El regulador de flujo se alimenta con aire del suministro. Dicho regulador emite un

flujo de aire controlado en una conexin en T. Una tubera de esta conexin se

conecta a la vlvula accionada por diafragma y la otra se deja abierta para que

salga aire a la atmsfera.

Cuando la tubera de toma de aire es bloqueada por la rueda de un vehculo, la

presin aumenta en la tubera y la vlvula accionada por diafragma se activa, y el

aire comprimido entra en el pistn.

Fig. 2.18 Regulador de Caudal o de Flujo



53

2.12.2.7 Vlvula de simultaneidad

Se utiliza para los equipos de enclavamiento y para los equipos de control. Tiene

dos entradas P1 y P2 y una salida A. La seal de salida slo est presente si loestn las dos seales de entrada.

En el caso de una diferencia de presin a la entrada, la salida pasa al conducto

que posee la presin ms baja.

Siempre hay una entrada bloqueada. (Fig. 2.19)

Fig. 2.19 Vlvula de simultaneidad



54

2.13TIPOS DE CIRCUITO CON CONTROL

2.13.1 CIRCUITO DE CONTROL AUTOMTICO

Despus de conocer un poco sobre los pistones neumticos y las vlvulas

veremos como funciona un circuito de control automtico (Fig. 2.20):

Este circuito funciona automticamente porque el pistn acciona su propia vlvula

de control (C) al activar las vlvulas de mando A y B en cada extremo de su

movimiento.

Mediante una breve explicacin se tratara de describir el funcionamiento delsiguiente grfico, donde el pistn se est moviendo en sentido positivo. Cuando

sea completamente positivo, el pistn activa la vlvula A, que enva una seal de

aire para activar la vlvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por tanto,

el pistn enseguida empieza a moverse en sentido negativo hasta que se activa la

vlvula B. Entonces, la vlvula B enva una seal de aire para activar la vlvula C

(que conecta el orificio 1 con el 4) y el pistn empieza a volverse positivo de

nuevo, y de esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro deaire.


55

Fig. 2.20 Circuito de control Neumtico



56

2.13.2 CONTROL SIMPLE POR PULSADOR

El funcionamiento es de la siguiente manera:

Cada vez que el pie presiona la vlvula el cilindro har un nico movimiento de

salida o entrada.

La primera operacin de pie mover el cilindro hacia fuera.

La segunda operacin de pie mover el cilindro hacia adentro.

La tercera operaron de pie mover el cilindro hacia afuera y as sucesivamente.

Ver figura 2.21

Fig. 2.21 Control simple por Pulsador

FUENTE: SOFWARE FESTO FLUID SISTEM, CIRCUITOS NEUMATICOS


57

2.14 REDES Y LNEAS DE AIRE COMPRIMIDO

2.14.1 PRDIDAS DE CARGA EN REDES DE AIRE COMPRIMIDO

La misin de una red de aire comprimido es la de llevarlo desde la central

compresora a los puntos de utilizacin.

Este transporte exige el consumo de una energa que disipa a causa de los

rozamientos en las tuberas y se manifiesta en una cada de presin.

Un problema de la mayor importancia en el proyecto de una red de airecomprimido ser el de mantener las prdidas antes citadas de unos lmites

razonables.

Se empezara por estudiar como varan las prdidas de carga en las tuberas, que

en este caso se puede identificar con las cadas de presin, en funcin de los

parmetros que intervienen: presin esttica, caudal y dimetro de la tubera, y en

menor importancia la densidad del aire y la rugosidad de la tubera.

Las prdidas por rozamiento responden a la formula general:

2 vD

LfP =

13

13

Expresando la velocidad en funcin del caudal (volumtrico real) y del dimetro

quedara:

5

2

D

LQkP =



58

Se puede calcular P tomando el valor de f (coeficiente de friccin) del diagrama

de Moody (Fig. 2.22) en funcin del nmero de Reynolds.

vRe

DV= ; o bien evaluando el valor de k de la segunda formula por alguna

relacin emprica tal como 0.316,35xDk =

Los coeficientes estn calculados para tubera de acero en buen estado, aunque

se puede aceptar los resultados, al menos en la primera aproximacin, para otros

materiales.


FUENTE: MANFig. 2.22 Diagrama de Moody

UAL FESTO, INICIACION A LA TECNICA NEUMA

59

TICA


60

2.14.2 LNEAS PRINCIPALES

En una red de aire comprimido se puede distinguir tres partes: la lnea principal,

las lneas secundarias y las tomas para aparatos.Las tuberas utilizadas en las lneas principales suelen ser de hierro (tubera

negra) o de hierro galvanizado.

En instalaciones de pequea y mediana importancia, la lnea principal se suele

montar en circulo abierto (Fig. 2.23).

Fig. 2.23Circuito Abierto


En especial, cuando se trata de pequeas instalaciones, el consumo de dichos

puntos no es excesivamente elevado, puede adoptarse este sistema de circuito

abierto.

Sin embargo, cuando la instalacin reviste una cierta importancia, la lnea

principal se suele montar en circuito cerrado, segn Fig. 2.24 ya que de esta

manera se minimizan las prdidas de carga.


61

Fig. 2.24 Circuito Cerrado


Adems, en una instalacin general debe procurarse que el dimetro de la tubera

vaya disminuyendo progresivamente y disponer correctamente las tomas de la red

secundaria.

Debern adoptarse medidas para poder aislar zonas parciales de la red general,

mediante grifos de cierre, para la posible reparacin de fugas o nuevas

conexiones.

De esta forma puede aislarse perfectamente la zona de trabajo, sin necesidad de

paralizar toda la red de aire.

Si el aire ha sido secado a la entrada del circuito de manera que su punto de roci

se mantenga inferior a la temperatura mas baja que se pueda encontrar en el

circuito, no son de temer condensaciones y no se debe tomar precauciones

especiales.

En cambio, en los circuitos que no se ha previsto un secado, o este es

insuficiente, hay que tomar ciertas precauciones para impedir que los

condensados lleguen a los aparatos de utilizacin.


62

Estas medidas suelen ser:

Dar una inclinacin de alrededor del 3% a las tuberas principales de

manera que desciendan en el sentido de paso del aire y colocar

tuberas de drenaje y purgas automticas (o manuales) en cada

escaln.

Hacer las tomas por la parte superior de las tuberas, dimensionando

adecuadamente el codo, para evitar que los eventuales condensados

caigan hacia el aparato.

No deben existir curvas en abundancia ni inferiores a dos codos

abiertos a 90.

2.14.3 LNEAS SECUNDARIAS

Estas conducciones pueden ser muy simples cuando se trata nicamente de

alimentar una herramienta neumtica, pero tambin muy complejas cuando se

trata de una maquina automatizada neumtica. (Fig. 2.25).

Fig. 2.25 Diagrama de Consumo de Aire



63

En los automatismos neumticos se emplea casi exclusivamente tuberas de

nylon y tubos de cobre.

Las tuberas de nylon, se emplean cuando el montaje de un circuito se hace en un

pupitre ya que la facilidad de montaje y la proteccin del pupitre hacen mas

adecuado este sistema de tubera.

En cambio las tuberas de cobre se emplean para tubera exterior o vista, ya que

su buen aspecto y perfecta alineacin dan realce y permiten un buen acabado de

la instalacin, aunque por el contrario es mucho ms cara.

Las tuberas de nylon son semi-rgidas y las dimensiones ms empleadas son lasde 10, 8, 6 y 4 mm de dimetro.

2.14.4 MANTENIMIENTO DE LAS REDES DE AIRE

Adems de las operaciones de vaciado o purga de los condensados y del control

de la lubricacin, que deben efectuarse de forma peridica (semanal) las redes de

aire comprimido deben ser tambin objeto de mantenimiento peridico.

Se comprobar cada ao, aproximadamente, la importancia de las fugas y

tambin la prdida de carga provocada por una canalizacin de un caudal

determinado, con objeto de comprobar si la conduccin esta obturada en alguna

parte por precipitados que se han incrustado en el interior de la canalizacin.

Debern inspeccionarse todos los grifos, curvas, derivaciones, etc., de forma masperidica y a intervalos mas cortos 9 veces cada 3 meses con objeto de

comprobar su funcionamiento y estanquidad, mediante lquidos especiales que

existen en el mercado o con agua jabonosa.

Deber realizarse un martilleo en las tuberas para que se desprenda la cascarilla

y los precipitados internos, abriendo todos los grifos y conexiones para que el aire

a presin expulse al exterior la suciedad y precipitados internos de las

canalizaciones.


64

CAPTULO III

DISEO DEL ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DELSISTEMA NEUMTICO APLICADO A LA CIZALLA,SELECCIN DE MATERIALES Y ELEMENTOS PARA ELSISTEMA

3.1 DISEO DEL ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DELSISTEMA NEUMTICO

Uno de los puntos ms importantes es el diseo del sistema neumtico, ya que de

este esquema de funcionamiento depender mucho la eficacia de dicho sistema.

Para esto se debe tomar en cuenta en lo posible reducir todo el tiempo de

ejecucin del sistema, as como, una buena distribucin de las vlvulas como de

los actuadores. A continuacin se muestra como se realizar el esquema de

funcionamiento neumtico.

3.1.1 REALIZACIN DEL ESQUEMA

La disposicin grafica de los diferentes elementos es anloga a la representacin

esquemtica de la cadena de mando, es decir, que las seales deben dirigirse de

abajo hacia arriba. La alimentacin es un factor importante y debe hacerse figurartambin. Es recomendable representar los elementos necesarios a la

alimentacin en la parte inferior y distribuir la energa, de manera ascendente.

Para circuitos relativamente grandes puede simplificarse dibujando en una parte

del esquema la fuente de abastecimiento de energa (unidad de mantenimiento,

vlvula de cierre, diferentes conexiones de distribucin, etc...), sealando en los

diferentes elementos, por medio de O, las conexiones de alimentacin. La figura

3.1 presenta este desglose.


65

Elementos de rganos de Ejecucin de

accionamiento Trabajo ordenes

Cilindros

Motores

Elementos de rganos de Salida de

maniobra Potencia Las seales

Vlvulas de vas

Elementos de Elementos de Tratamiento de las

tratamiento mando seales

Vlvulas de vas

Vlvulas de bloqueo

Vlvulas de presin

Vlvulas de Caudal

Elementos

emisores Elementos de Introduccin

de seales introduccin de seales

Pulsadores

Finales de carrera

Emisores de seales

sin contacto

Programadores

Produccin, tratamiento y distribucin Fuente de

del aire comprimido Energa

Fig. 3.1 Elementos de un esquema neumtico


Este esquema no tendr en cuenta la disposicin real de los diferentes elementos

y tambin es aconsejable representar los cilindros en posicin horizontal.


66

3.1.2 DISEO DEL ESQUEMA

El vstago del cilindro neumtico (1.0) de doble efecto debe efectuar su

movimiento cuando se acciona el pulsador (1.2) y realizar el retorno cuando se

alcanza la posicin extrema delantera (1.3) (a condicin de que el mdulo de

partida no continu accionando).

Fig. 3.2 Esquema de funcionamiento del Sistema Neumtico

Este esquema ha sido establecido segn el principio de cadena de mando; indica

al mismo tiempo que la posicin de un elemento puede ser diferente a su

colocacin real. La vlvula 1.3, por ejemplo, se encuentra en la cizalla al final del

recorrido del vstago.


67

Como se trata de un modulo de entrada, se dibuja en la parte inferior del

esquema, pero se indica su posicin respecto al cilindro por medio del trazo

vertical. Si la emisin de seal la realiza una vlvula de rodillo escamoteable,

entonces una flecha visualiza el sentido de actuacin.

3.1.3 DESARROLLO DE FUNCIONAMIENTO: REPRESENTACIN DEL

ESQUEMA DE MANDO

En el capitulo 2 ya se trato los mandos bsicos mas usuales, y su conocimiento

es suficiente para la construccin de un mando neumtico sencillo como el

mostrado en la Fig. 3.2.

Forma de representacin por escrito

Desarrollo por orden cronolgico

Cilindro 1 sujecin y corte de la chapa

Cilindro 1 Aflojado de la chapa cortada

Desarrollo grafico

Paso del proceso Cilindro 1

1 AUS

2 EIN

AUS avance

EIN retroceso


68

Desarrollo del mando

Fase Accionamiento por Conmutacin Elemento de

Vlvula de la memoria trabajo enDe seal de mandoavance retroceso

1 1.2 Manual 1.1 1.0 --2 1.3 1.0 -- 1.0

Desarrollo de fases segn DIN 40719

Cilindro de sujecin y corte con

vstago retrado (a0/1.2)

Pulsador Marcha

Pulsador MARCHA

Chapa sujeta

Corte de Chapa

Cilindro de sujecin y corte 1

vstago retrado (b0/1.3)

3.1.4 FORMA DE REPRESENTACIN GRFICA (DIAGRAMAS)

3.1.4.1 Diagrama de movimientos

En el diagrama de movimiento se representa los procesos y estados de los

elementos de trabajo (cilindros, unidades de avance, etc.). En una coordenada se

registra el recorrido (carrera del elemento de trabajo), en la otra las fases

&

1Sujetar

Cortar

2SujetarAtras


69

(Diagrama espacio-fase). A continuacin se desarrolla el diagrama de espacio

fase del esquema neumtico que se empleara en la cizalla.

1 2 3 = 1

1Cilindro 1.0

0

Fig. 3.3 Diagrama de espacio fase del esquema neumtico

3.1.4.2 Diagrama de mando

En los diagramas de mando se registran correspondiendo con las fases los

estados de conexin de los elementos emisores de seales.

Aqu los tiempos de conexin no se cuenta, solamente es importante el estado

abierto y cerrado de cualquier emisor de seal.1414

En la siguiente figura se podr observar los diagramas de mando de los

elementos emisores de seales.



70

1 2 3 = 1Abierto1

Vlvula 1.20

Cerrado

1 2 3 = 1Abierto

1Vlvula 1.1

0Cerrado

1 2 3 = 1Abierto

1Vlvula 1.3

0Cerrado

Fig. 3.4 Diagrama de mando de las vlvulas

3.2 ELEMENTOS NEUMTICOS CONSTITUTIVOS PARA EL

FUNCIONAMIENTO DE LA CIZALLA

Uno de los puntos importantes es la descripcin de los elementos que se utilizar

para el funcionamiento de la cizalla. Estos elementos son los que en conjunto

forman un mecanismo capaz de utilizar la fuerza proporcionada por la presin del

aire para provocar el impuls en la cuchilla mvil y realizar el corte.


3.2.1 CILINDRO DE D

Se emplea un cilindro d

retornar a su posicin ini

El cilindro que se utilizar

carrera de 160 mm, dato

3.2.2 VLVULAS

3.2.2.1 Vlvula 3/2.-Ta

dos posiciones. En el s

ser la que de acciona

cierre.

Fi

3.2.2.2 Vlvula 5/2.-co

Cuando la vlvula es pu

conecta a la va 3. Cua

se conecta a la va 2, ta

de dar accionamiento al

Fi

BLE EFECTO

doble efecto, ya que en este caso el

cial.

tiene un dimetro del mbolo 50 mm

s que se demuestran ms adelante.

bin se utilizara esta vlvula 3/2 que q

bolo de la vlvula se ve las dos posici

iento a la vlvula 5/2 para que entre el

. 3.5 Simbologa de la vlvula 3/2

osu nombre lo dice esta tiene 5 va

lsada la va 1 es conectada a la va 4, t

do retorna a su estado normal gracias

bin la va 4 se conecta a la va 5. Est

cilindro neumtico.

. 3.6 Simbologa de la vlvula 5/2

71

bolo tiene que

y una longitud de

uiere decir 3 vas

nes. Esta vlvula

aire as mismo la

s y 2 posiciones.

mbin la va 2 se

al muelle la va 1

tendr la funcin


72

3.2.2.3 Vlvula servopilotada 3/2.-esta vlvula tiene un accionamiento por rodillo,

retroceso por muelle. La cual ser utilizada para activar la otra posicin de la

vlvula 5/2 que retornara al cilindro a su posicin inicial.

Fig. 3.7 Simbologa de la vlvula 3/2 servopilotada

3.3SELECCIN DE MATERIALES

Todos los materiales que se describen en los siguientes elementos neumticos

son propios y usados por el fabricante, la seleccin que se realiza en este capitulo

es la de escoger los mejores implementos que se puede utilizar para este

proyecto.

Cilindro de doble efecto.- este cilindro esta compuesto de la siguiente manera:

Tapas y pistones inyectados en aluminio, vstago de acero SAE 1040 cromado

duro, tubo de aluminio perfilado anodinado duro (60 de aluminio cilndrico con

tensores), sellos de poliuretano (46.5 de NBR), gua de pistones de resina acetal

(40 de NBR), gua de vstago de chapa con bronce sinterizado y tefln.

Este tipo de cilindros estn dados en la norma VDMA 24562 y la ISO 6431

-ANEXO 2.

Vlvula 3/2.- Vlvula 3/2 para tablero, accionamiento manual, normalmente

cerrada, reaccin a resorte, dentro de los materiales se tiene Cuerpo de Zamac,

distribuidor de acero inoxidable, sellos de NBR. ANEXO 3.

Vlvula 5/2.- Vlvula 5/2 de accionamiento neumtico, reaccin neumtica, los

materiales que tiene son cuerpo de zamac, mandos de resina acetlica, chapa

cincada o zamac, serie MV 1/8. ANEXO 4.


73

Vlvula servopilotada 3/2.- Vlvula 3/2 accionamiento mecnico reaccin por

resorte, normalmente abierta o normalmente cerrada, o como selector sus

materiales estn constituidos por cuerpo de zamac, mandos de resina acetlica,

chapa cincada o zamac, serie MM M5. ANEXO 5.

Tuberas.- se utilizara tubera galvanizada de .

Conexiones.- dentro de las conexiones que se necesitara estn T, codos

normales, compuerta, los cuales sern galvanizados.

3.4CLCULO DE FUERZAS

3.4.1 CLCULO DE FUERZAS EN EL PEDAL DE LA CIZALLA

La cizalla que se automatiza tiene un diseo de fabrica para soportar el corte de

hasta un espesor e = 1.2 mm. Se utilizara una lamina de chapa para someterla a

la prueba de corte esta tiene las siguientes caractersticas: una lamina de Acero

SAE 1010 galvanizado con una resistencia al corte de = 40kgf/mm, de unespesor de e =1mm.

Pero para obtener un factor de seguridad en la fuerza

implementacion de sistema de aire compirmido cizalla

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