Hidraulica

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 devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

la neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generació, almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos. Ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosión por deflagración, donde otras energías suponen un riesgo importante por la producción de calor, chispas, etc.

Por estas ventajas las instalaciones de aire comprimido son ampliamente usadas en todo tipo de industrias, incluso en todo tipo de transporte, aéreo, terrestre y marítimo.

La didáctica de este campo normalmente está reservada a cursos superiores y de claro índole técnico, sin embargo, la cotidianeidad con la que se presenta en la vida del alumno ( puertas, transportes, martillos neumáticos, etc...) hace que se proponga esta unidad didáctica sobre neumática básica. En ella se trabajan conceptos tecnológicos perfectamente asimilables por el alumno de Enseñanza Secundaria Obligatoria pues el grado de su dificultad de comprensión es similar al de los conocimientos del campo de la electricidad.

Símbolos Neumáticos

De simple efecto. Retorno por muelle.

De simple efecto. Retorno por fuerza externa.

De doble efecto.

De doble efecto con amortiguador.

De doble efecto con doble vástago.

De simple efecto telescópico.

Accionador angular.

Filtro con purga de agua manual.

Filtro con purga de agua automática.

Filtro en general

Refrigerador

Válvula selectora

Antiretorno.

Diagrama Espacio-fase

Diagrama Espacio-tiempo

Método Grafcet

El Grafcet es un método gráfico de modelado de sistemas de control secuenciales

• Surgió en Francia a mediados de los años 70, y fue creado por una agrupación de algunos fabricantes de autómatas, en concreto Telemecanique y Aper, ,junto con dos organismos oficiales, AFCET (Asociación Francesa para la Cibernética, Economía y Técnica y ADEPA (Agencia Nacional para el Desarrollo de la Producción Automatizada).

• Describe la evolución de un proceso que se pretende controlar, indicando las acciones que hay que realizar sobre dicho proceso y que informaciones provocan el realizar una u otra acción.

La evolución de un proceso representada mediante un gráfico Grafcet, esta formada por una sucesión de etapas que representan cada uno de sus estados, llevando cada una de ellas asociada una o varias acciones a realizar sobre el proceso.

Las etapas se representan con un cuadro y un número o símbolo con un subíndice numérico en su interior, en ambos casos el número indica el orden que ocupa la etapa dentro del Grafcet Las etapas iniciales, aquellas en las que se posiciona el sistema al iniciarse el proceso, se representan con un cuadro doble.

Son una o varias acciones a realizar sobre el proceso, cuando la etapa de la cual dependen dichas acciones se encuentra activada. Dichas acciones correspondientes a una etapa, se simbolizan mediante rectángulos conectados y situados a la derecha de dicha etapa. En el interior de estos rectángulos se indica, bien de forma literal, bien de forma simbólica, las acciones a realizar.

Preparación del aire comprimido

Para producir aire se utilizan compresores que elevan la presión del aire. El aire. El aire tendría que ser puro para que el aire comprimido tenga una larga duración. Aunque también habría que relevar que se ha de usar apropiadamente cada tipo de compresor, este depende del trabajo que se pida y de los elementos externos.

Podemos encontrar 3 tipos de compresores distintos:

• De embolo oscilante

• De embolo rotativo

• Turbocompresor

• Filtro

Un filtro de aire es un dispositivo que elimina partículas sólidas como por ejemplo polvo, polen y bacterias del aire. Los filtros de aire encuentran una utilidad allí donde la calidad del aire es de relevancia, especialmente en sistemas de ventilación de edificios y en motores tales como los decombustión interna, compresores de gas, compresores para bombonas de aire, turbinas de gas y demás.

Algunos edificios, así como aeronaves y otros entornos creados por el hombre (ej. satélites o lanzaderas espaciales) utilizan filtros a partir de espuma, papel plegado, o fibra de vidrio cruzada. Otro método usa fibra o elementos con carga eléctrica estática, que atraen las partículas depolvo. Las tomas de aire de motores de combustión interna o de compresores suelen usar fibras de papel, espuma o algodón. Los filtros bañados en aceite han ido desapareciendo. La tecnología para los filtros en las tomas de aire de turbinas de gas ha avanzado significativamente en los últimos años, gracias a mejoras en la aerodinámica y dinámica de fluidos de la parte del compresor de aire de las turbinas de gas.

Válvulas neumáticas

Las válvulas neumáticas tienen una gran importancia dentro del mundo de la neumática. Por este hecho, se ha diseñado una sección solamente para tratar de ellas.

En esta sección veremos las diferentes clases de válvulas que existen, con detalle.

Para empezar vamos a clasificarlas, de esta forma sabremos lo que nos podemos encontrar al navegar por esta sección:

1. Válvulas de distribución. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros.

2. Válvulas de bloqueo. Son válvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el circuito.

3. Válvulas reguladoras. Aquí nos encontramos con las válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.

4. Válvulas secuenciales.

Las válvulas neumáticas son considerados elementos de mando, de hecho, necesitan o consumen poca energía y a cambio, son capaces de gobernar una energía muy superior. Asimismo, cada clase de válvula mencionado tiene sus diferentes tipos

Modulo de operación de las válvulas neumáticas

Actuadores neumáticos

los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad.

En esta clasificación aparecen los fuelles y diafragmas, que utilizan aire comprimido y también los músculos artificiales de hule, que últimamente han recibido mucha atención.

De Efecto simple, Cilindro Neumático, Actuador Neumático De efecto Doble

Cilindros

• Cilindros: transforman la energía del aire comprimido en un movimiento lineal. Motores neumáticos: transforman la energía del aire comprimido en movimiento de giro.

Son componentes neumáticos que mediante el uso del aire comprimido, generan un movimiento rectilíneo de avance y retroceso de un mecanismo. Son los elementos de trabajo más utilizados en neumática.

Tipos:

De simple efecto. Retorno por muelle.

De simple efecto. Retorno por fuerza externa.

De doble efecto.

De doble efecto con amortiguador.

De doble efecto con doble vástago.

De simple efecto telescópico.

Accionador angular.

Preparacion del aire comprimido

En la práctica se presentan muy a menudo los casos en que la calidad del aire comprimido desempeña un papel primordial.

Las impurezas en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones neumáticas y a la destrucción de los elementos neumáticos .

Mientras que la mayor separación del agua de condensación tiene lugar en el separador, después de la refrigeración, la separación fina, el filtrado y otros tratamientos del aire comprimido se efectúan en el puesto de aplicación.

Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el aire comprimido.

El agua (humedad) llega al interior de la red con el. aire que aspira el compresor. La cantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire, que -a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatológicas.

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire.

El grado de saturación es la cantidad de agua que un m3 de aire puede

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