Mantenimiento A Sistemas Neumaticos

Mantenimiento de sistemas neumáticos.

Unidad I: Operación de sistemas neumáticos.

Propósito de la unidad: Opera sistemas neumáticos, considerando la función y características de sus componentes, así como su información técnica y recomendaciones de fabricante.

Resultado de aprendizaje:

1.1 Identifica los componentes de sistemas neumáticos, de acuerdo a su función y características.

A. Identificación de principios básicos de neumática.

Introducción

El aire comprimido es una de las formas de energía más antiguas que conoce el hombre y que éste ha utilizado y utiliza para ampliar sus recursos físicos. De los antiguos griegos procede la expresión "Pneuma", que designa la respiración, el viento y, desde el punto de vista filosófico, también el alma.

La tecnología de la neumática juega un papel importante en la mecánica desde hace mucho tiempo. Entretanto es incluida cada vez más en el desarrollo de aplicaciones automatizadas.

En ese sentido, la neumática es utilizada para la ejecución de las siguientes funciones:

Detección de estados mediantes sensores.

Procesamiento de información mediante procesadores

Accionamiento de actuadores mediante elementos de control.

Ejecución de trabajos mediante actuadores.

Para controlar máquinas y equipos suele ser necesario efectuar una unión lógica y compleja de estados y conexiones. Ello se logra mediante la actuación conjunta de sensores, procesadores, elementos de accionamiento y actuadores incluidos en un sistema neumático.

El progreso experimentado en relación con materiales y métodos de montaje y fabricación ha tenido como consecuencia una mejora de la calidad y diversidad de elementos neumáticos, contribuyendo así a una mayor difusión de la neumática en el sector de la automatización.

Los cilindros neumáticos son utilizados con frecuencia como elementos de accionamiento lineal, porque entre otras razones, se trata de unidades de precio relativamente bajo, de fácil instalación, simples y robustas y además están disponibles en los tamaños más diversos.

Definición de neumática

La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales.

La palabra neumática proviene del griego “Pneuma”, que significa respiración, viento y, filosóficamente, alma.

En la actualidad ya no se concibe una moderna explotación industrial sin el aire comprimido. Este es el motivo de que en los ramos industriales 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 golpe 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.

Desventaja de la neumática.

Acondicionamiento: El aire comprimido tiene que ser acondicionado ya que de lo contrario puede producirse un desgaste prematuro de los elementos neumáticos por efecto de partículas de suciedad y agua condensada.

Compresión: El aire comprimido no permite obtener velocidades homogéneas y constantes de los émbolos.

Fuerza: El aire comprimido es económico solamente hasta determinados niveles de fuerza. Este límite se ubica entre 20,000 y 30,000 newton según la carrera y la velocidad y suponiendo el usos de las presiones comunes que oscilan entre 6 y7 bar.

Aire de escape: El escape del aire produce mucho ruido. Sin embargo este problema puede ser resuelto de modo bastante satisfactorio utilizando materiales que atenúan el ruido y silenciadores.

Propiedades del aire comprimido.

El hecho de comprimir aire es debido a que el aire comprimido constituye en realidad una forma de transporte de energía de muy fácil manejo y por esto su utilización se ha ido imponiendo paulatinamente en la industria.

Las principales propiedades que han contribuido a que el aire comprimido sea tan ampliamente utilizado son:

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

Transporte: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno.

Almacenable: No es preciso que un compresor permanezca continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en recipientes (botellas).

Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.

Antideflagrante: No existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer de instalaciones contra incendio, que son muy caras.

Limpio: El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidad (fugas) en elementos, no produce ningún ensuciamiento Esto es muy importante por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.

Seguridad: El aire comprimido no alberga riesgos en relación con fuego o explosión.

Composición: Los elementos de trabajo son de composición sencilla y por lo tanto, su precio es relativamente bajo.

Velocidad: El aire comprimido es un medio de trabajo rápido, puesto que permite obtener elevadas velocidades del movimiento del embolo y los tiempos de conmutación son cortos.

Sobrecarga: Las herramientas y los elementos neumáticos pueden funcionar hasta que estén totalmente detenidos, por lo que no son sobrecargados.

Leyes de la neumática.

Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad, esta constituido de los siguientes elementos.

Nitrógeno aproximadamente un 78 %

Oxigeno aproximadamente un 21 %

Además contiene restos, de bióxido de carbono, argón, hidrogeno, neón, helio, criptón y xenón.

El aire a las temperaturas y presiones a las que se usan en aplicaciones industriales puede ser considerado como un gas perfecto cometiendo un error máximo de un 3%.

El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior. Se comprime hasta alcanzar una presión de unos 6 bares de presión, con respecto a la atmosférica (presión relativa).

Presión: La presión es el cociente entre la fuerza normal aplicada sobre un cuerpo y la superficie sobre la que incide. De esta forma obtenemos esta fórmula fundamental:

La unidad de presión en el Sistema Internacional es el Pascal. En la tabla observamos relaciones entre diferentes unidades de presión.

Presión atmosférica: Es la presión ejercida sobre todos los cuerpos por los gases contenidos alrededor de la Tierra que no escapan al espacio exterior debido a la fuerza de la gravedad terrestre y forman una envoltura relativamente delgada alrededor de esta.

Para poder tener valores de presión definidos, a pesar de las variaciones climatológicas, la norma DIN ha definido un valor de presión de referencia. La presión atmosférica normal a nivel de mar comprende 1013 mbar (equivalente a 760 mmHg). La atmósfera estándar se define por la Organización Internacional de Aviación Civil: La presión y temperatura al nivel del mar es 1013.25 milibares absoluta y 288 K (15º C).

Presión absoluta: Es la que soporta un sistema respecto al cero absoluto. Decimos que existe sobrepresión si la presión absoluta es superior a la atmosférica, y depresión si esta es menor. La sobrepresión y la depresión son la presión relativa. Hay que tener en cuenta, que tanto la presión absoluta (Pabs) como la presión relativa (Prel) están en función de la presión atmosférica (Patm).

La presión absoluta es la suma de la presión atmosférica más la presión relativa o manométrica.

Presión absoluta = P. atmosférica + P. relativa

Los manómetros indican el valor de presión relativa que estamos utilizando.

La presión atmosférica no es constante. Su valor cambia según la ubicación geográfica y las condiciones meteorológicas.

Por otra parte, las principales presiones de referencia que encontraremos en un sistema neumático son:

Presión máxima admisible (PMA): Es el mayor valor de presión efectiva a la que puede ser sometido un elemento de la instalación. Se mide normalmente en bar o Pa.

Presión de entrada (PE) y de salida (PS): Es la presión del aire comprimido a la entrada o salida de un componente

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