CIRCUITOS NEUMÁTICOS BÁSICOS

1 Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 1 de 20 CIRCUITOS NEUM TICOS B SICOS ESO4 Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 2 de 20 INDICE DEL TEMA 1. INTRODUCCI N .. 3 2. UN POCO DE HISTORIA .. 4 3. CONCEPTOS B SICOS .. 4 4. COMPONENTES DE UN circuito NEUM tico .. 5 5. COMPRESOR .. 6 6. UNIDAD DE MANTENIMIENTO .. 7 7. DEP SITO ACUMULADOR .. 8 8. REDES DE DISTRIBUCI N. TUBER AS .. 8 9. REGULACI N Y CONTROL. V LVULAS NEUM TICAS .. 9 V LVULAS DISTRIBUIDORAS .. 10 V LVULAS ANTIRRETORNO .. 11 V LVULAS SELECTORAS .. 12 V LVULAS DE SIMULTANEIDAD .. 12 V LVULAS DE REGULACI N DE CAUDAL .. 13 V LVULAS TEMPORIZADORAS .. 14 10. ELEMENTOS DE TRABAJO.. 14 MOTORES .. 14 CILINDROS .. 15 11. CIRCUITOS B 16 A. MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO .. 16 B. MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO .. 17 C. MANDO CON SELECTOR DE circuito .. 17 D. REGULACI N DE LA VELOCIDAD EN UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO.

2 18 E. MANDO CON V LVULA DE SIMULTANEIDAD (OPCI N SIN V LVULA) .. 18 F. MANDO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO .. 19 12. OTROS CIRCUITOS NEUM TICOS .. 20 Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 3 de 20 1. INTRODUCCI N La neum tica es la tecnolog a que se basa en el uso del aire comprimido como medio para transmitir energ a que permite hacer funcionar mecanismos y realizar fuerzas. En la actualidad son m ltiples las tareas en las que se utilizan CIRCUITOS neum ticos para realizar una funci n determinada. Existen m quinas que aprovechan las elevadas fuerzas que pueden transmitir los sistemas neum ticos para doblar chapas de acero que por otros medios costar a mucho realizar. Habr is visto tambi n atracciones de feria en las que se utilizan sistemas neum ticos (el t pico saltamontes en el que unos cilindros neum ticos hacen subir y bajar los carros).

3 En estas atracciones de feria os habr is dado cuenta del sonido del aire al ser expulsado a la atm sfera en alguna de las fases del recorrido. En alguna obra habr is visto a un operario utilizando un martillo neum tico para picar en el suelo y levantar el asfalto o el pavimento. Si hab is ido a alg n taller mec nico o una gasolinera para inflar alg n bal n o neum tico habr is estado utilizando, sin daros cuenta, un sistema neum tico . En un lavadero habr is utilizado una pistola para lanzar agua a presi n. Podemos encontrar tambi n elevadores neum ticos (ascensores cuyo movimiento es realizado por un circuito neum tico ), puertas de autobuses que abren y cierran mediante sistemas neum ticos, etc. Como veis son m ltiples las situaciones en las que se utilizan los sistemas neum ticos para realizar alguna acci n.

4 En este tema vamos a comenzar a estudiar los sistemas neum ticos y realizaremos algunos dise os sencillos de los CIRCUITOS b sicos. Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 4 de 20 2. UN POCO DE HISTORIA El uso del aire comprimido ya se realizaba en la antig edad para enfriar metales (se utilizaba un fuelle que soplaba aire comprimido sobre el metal al rojo vivo). Sin embargo es a partir del siglo XIX cuando empieza a emplearse el aire comprimido para transportar y transmitir energ a. Aproximadamente a mitad del pasado siglo XX (sobre 1950) se comienza a aplicar la neum tica a los procesos de fabricaci n industrial que hoy conocemos. 3. CONCEPTOS B SICOS El aire es un fluido inagotable en nuestro planeta tierra. Es barato y compresible (se puede comprimir para elevar su presi n disminuyendo su volumen). Adem s su uso no lleva asociado ning n peligro de chispas y/o explosiones, como sucede con otro tipo de sistemas.

5 En definitiva, es una energ a limpia y abundante. La fuerza que es capaz de transmitir para que sea rentable suelen rondar los 20 N (unos kilogramos-fuerza). Como ocurre con cualquier gas, el aire no tiene una forma definida. Adopta la forma del recipiente que lo contiene. El aire, como todo gas, puede comprimirse por medio de una acci n mec nica exterior hasta alcanzar una presi n determinada (muy superior a la presi n atmosf rica). Esta compresi n va a provocar que el aire almacene una energ a que posteriormente podr liberar actuando sobre un elemento de trabajo. Si tenemos un cilindro de secci n S sobre cuyo mbolo act a aire comprimido con una presi n P , la fuerza transmitida al v stago ser : Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 5 de 20 F=P A Si la presi n se encuentra en Pascales (Pa) y la superficie en metros cuadrados (m ) la fuerza vendr expresada en Newton (N).

6 Las unidades de presi n m s utilizadas son: Pascal 1 Pa = 1 N/m (Sistema Internacional) Bar 1 bar = 105 Pa Atm sfera 1 atm = 1 kg/cm Generalmente las instalaciones neum ticas trabajan con presiones comprendidas entre 4 y 8 bar. El instrumento utilizado para medir la presi n en instalaciones neum ticas es el man metro. S mbolo 4. COMPONENTES DE UN circuito NEUM tico Un sistema neum tico de cierta complejidad tiene una serie de elementos que permitan comprimir el aire tomado del entorno (compresores), tratarlo y adecuarlo para su uso (filtrado con o sin purga para eliminar impurezas, regular su presi n y lubricarlo para reducir rozamientos y desgastes en piezas m viles), almacenarlo (dep sito), distribuirlo (red de tuber as), controlarlo (v lvulas) y utilizarlo (actuadores neum ticos). A continuaci n vamos a ver con mayor detalle dichos componentes.

7 Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 6 de 20 5. COMPRESOR Es el equipo encargado de coger aire del entorno en el que est situado y reducir su volumen por lo que, seg n la ley de los gases ideales, aumenta su presi n. Existen diferentes de compresores en funci n de su principio de funcionamiento. La clasificaci n podr a ser: Compresores volum tricos: Son los m s utilizados. Su principio de funcionamiento se basa en introducir aire atmosf rico en una c mara cerrada donde se reduce su volumen, por lo que aumenta la presi n del mismo. Dicha reducci n de volumen la pueden realizar mediante pistones (de forma similar a lo que ocurre en el motor de un veh culo), tornillos, etc. Compresores alternativos (utilizan pistones) Video: COMPRESOR PISTON Compresores rotativos (de tornillo, scroll, de palas, roots, ..) Video: COMPRESOR TORNILLO Video: COMPRESOR SCROLL 1 Video: COMPRESOR SCROLL 2 Compresores din micos o turbocompresores: Son aquellos que incorporan elementos rotativos que se encargan de aportar energ a cin tica (energ a debida al movimiento) al aire.

8 Su funcionamiento se basa en aumentar la velocidad del aire que aspiran con lo cual aumenta su presi n est tica. Se dividen en: Compresores radiales Compresores axiales Compresores radiaxiales Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 7 de 20 S mbolo (alimentaci n - compresor) 6. UNIDAD DE MANTENIMIENTO Se denomina as al conjunto de equipos y elementos del sistema encargados de acondicionar el aire para su uso. Al aire aspirado por el compresor contiene part culas de polvo, xidos y otras sustancias, adem s de agua que hay que tratar de eliminar para que el funcionamiento de todos los elementos de la instalaci n sea el adecuado. S mbolo Generalmente est compuesta por los siguientes elementos: Filtro de aire: Su misi n es la de eliminar las impurezas del aire. Adem s evita el paso del agua que se condensa debido a la reducci n del volumen del mismo tras su paso por el compresor.

9 Generalmente se encuentran dotados de una v lvula de purga en su parte inferior que permite eliminar dicha agua conforme se va acumulando. S mbolo (filtro general filtro con purga de agua) Regulador de presi n: Se encarga de estabilizar el aire comprimido a una presi n determinada y lo m s constante posible para ser utilizado. Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 8 de 20 Video: REGULADOR PRESION Lubricador: Se encargar de nebulizar (o pulverizar) aceite lubricante que se mezcla con el aire comprimido y que es distribuido al resto de la instalaci n neum tica por lo que llega a las v lvulas de control y actuadores neum ticos permitiendo reducir los rozamientos provocados en piezas m viles y evitando la oxidaci n de los mismos. 7. DEP SITO ACUMULADOR Permite tener una reserva de aire comprimido en su interior con el fin de mantener el consumo de la red y evitar ca das de presi n bruscas en la instalaci n.

10 Deben disponer de una v lvula de purga en su inferior para evacuar el agua condensada en su interior. S mbolo 8. REDES DE DISTRIBUCI N. TUBER AS Se utilizan para distribuir el aire comprimido desde donde se produce hasta los diferentes elementos terminales. La distribuci n general suele realizarse con tuber as r gidas de acero, cobre e incluso polietileno y las conexiones finales suelen realizarse con tuber as flexibles. El di metro de las mismas debe dimensionarse adecuadamente. La red de tuber as r gidas se suele dise ar e instalar con una peque a pendiente en los tramos horizontales en el sentido del flujo de aire para facilitar la expulsi n de las gotas de agua y part culas arrastradas. Documento creado por Fernando Mart nez Moya p gina 9 de 20 9. REGULACI N Y CONTROL. V LVULAS NEUM TICAS El aire comprimido se utiliza para mover cilindros y/o motores neum ticos, por lo que estos movimientos deben ser gobernados por un sistema de regulaci n y control en funci n de unas determinadas condiciones.