Automatización con elementos neumáticos

Es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos Neumática

Circuito neumático básico

Circuito neumático básico: componentes ELEMENTO GENERADOR DE ENERGÍA (Compresor) ELEMENTOS DE TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO-PROTECCIÓN (tuberías y depósito) ELEMENTOS DE MANDO Y CONTROL (Abren y cierran el circuito, son las válvulas) ACTUADORES (Cilindros y motores)

Circuito neumático básico: compresor Su función es absorber aire de la atmósfera y comprimirlo para aumentar su presión. Las partes móviles de un compresor son accionadas por un motor de combustión o eléctrico.

Circuito neumático básico: almacenamiento y transporte Depósito: Acumula el aire comprimido que se produce en el compresor y permite acondicionar el aire a los valores de temperatura y presión requeridos por la instalación.

Circuito neumático básico: almacenamiento y transporte Unidad de mantenimiento compuesta por: FILTRO, REGULADOR Y LUBRICADOR

Circuito neumático básico: almacenamiento y transporte La red de distribución de aire comprimido es el sistema de tubos que permite transportar la energía de presión neumática hasta el punto de utilización. El conjunto de tuberías que parte del deposito, colocadas fijamente unidas entre sí y que conducen el aire comprimido a los puntos de toma para los equipos. Suelen ser de acero o latón, aunque también se fabrican de polietileno y poliamida. Deben tener una pendiente de 1,5º en el sentido de circulación del aire.

Circuito neumático básico: almacenamiento y transporte

Circuito neumático básico: elementos de mando y control Las válvulas son los elementos que permiten direccionar el sentido del fluido. Los principales tipos son: distribuidoras, de bloqueo y reguladoras. Distribuidoras  distribuir el flujo De bloqueo  impedir o dificultar el flujo Reguladoras  regular la presión o el caudal

Circuito neumático básico: simbología válvulas distribuidoras Posiciones: números de cuadros Vías: número de orificios Tipo de accionamiento (retorno): manual, neumático, eléctrico y mecánico

Circuito neumático básico: elementos de mando y control

Circuito neumático básico: actuadores Los receptores son los llamados actuadores neumáticos o elementos de trabajo, cuya función es la de transformar la energía neumática del aire comprimido en trabajo mecánico. Son los cilindros y motores. Los cilindros neumáticos son, los elementos que realizan el trabajo. Su función es la de transformar la energía neumática en trabajo mecánico de movimiento rectilíneo, que consta de carrera de avance y carrera de retroceso.

Circuito neumático básico: actuadores Cilindro de simple efecto Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa. Ventaja: frenado instantáneo en cuanto falla la energía. Apertura de una puerta mientras le llaga el aire, cuando deja de llegar, la puerta se cierra por la acción del retorno del cilindro gracias al muelle.

Circuito neumático básico: actuadores Cilindro de doble efecto La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en la ida como en el retorno.

Circuito neumático básico: actuadores Los motores: Proporcionan un movimiento rotatorio constante. Un ejemplo es el motor de paletas: El aire entra por una parte y hace que giren las paletas, la herramienta se encuentra sujeta sobre el eje de giro. Se trata del motor neumático más utilizado, puede dar una potencia de hasta 20 CV y velocidades desde 3000 a rpm. Se usa en lijadoras y taladradoras.

Circuito neumático básico: actuadores Los motores neumáticos presentan algunas ventajas respecto a los motores eléctricos o de explosión, ya que son de menor tamaño y más ligeros, resulta fácil y seguro regular la velocidad o cambiar el sentido de giro, y cubren una gran variedad de velocidades y potencias. Su mayor inconveniente es la dependencia de una instalación de producción y control de aire comprimido.

Similitud circuito neumático/eléctrico

Magnitudes y unidades utilizadas

Presión máxima admisible (PMA): Es el mayor valor de presión efectiva a la que puede ser sometido un elemento de la instalación Presión de entrada (Pe): Presión del aire comprimido a la entrada de un componente neumático Presión de salida (Ps): Presión del aire a la salida de un componente neumático Presión diferencial (ΔP): Diferencia entre la presión de entrada y la de salida en un componente neumático de la instalación

Magnitudes y unidades utilizadas

Ejercicio

Estructura y tipos de circuito Los circuitos neumáticos están constituidos por elementos actuadores (de trabajo) y elementos de mando. Todos los elementos están estructurados de forma que la información recorra secuencialmente toda la cadena ( cadena de mando) El grupo de elementos de mando está constituido por válvulas que recogen la información, la procesan y la transmiten.

Estructura y tipos de circuito Dependiendo de la posición que ocupen dentro de la estructura del circuito, las válvulas pueden actuar como elementos de gobierno, de tratamiento y/o captadores de la información. Elementos de gobierno: Actúan directamente sobre el elemento de trabajo  válvulas distribuidoras. Elementos captadores de información: Recogen las señales exteriores y las convierten en señales neumáticas enviándolas a los elementos de tratamiento de señales o a los elementos de gobierno  válvulas distribuidoras accionadas por pulsador, finales de carrera, detectores proximidad

Estructura y tipos de circuito Elementos de tratamiento de señales: permiten combinar varias señales de entrada procedentes de los captadores de información para generar otras señales de salida que se envían a los elementos de gobierno  válvulas selectoras, simultaneidad, temporizadores, de bloqueo, reguladores.

Estructura y tipos de circuito

Los circuitos pueden ser: - Secuenciales  funcionamiento de cada etapa depende de la finalización de la anterior. - Programados  la maniobra y las distintas fases del ciclo dependen del tiempo.

Tipos de mando neumático Tipos de mando según el gobierno básico de los actuadores: DIRECTO: se actúa directamente sobre los elementos de gobierno que actúan sobre los actuadores INDIRECTO: la acción de mando se aplica sobre los elementos que envían una señal de pilotaje sobre los elementos de gobierno

Tipos de mando neumático

Mando electroneumático En largas distancias las señales de mando neumáticas se debilitan y retrasan sus efectos, debido a la pérdida de carga (no son rápidas y seguras). Las conducciones largas representan un consumo muy elevado de aire y los gastos que de ello se derivan pueden resultar intolerables. Por esto se prefiere combinar las ventajas del mando eléctrico con la simplicidad y eficacia de la neumática, lo que nos lleva a las aplicaciones electroneumáticas.

Mando electroneumático: dispositivos que intervienen

Contactos eléctricos NA / NC Sensores. Pulsadores e interruptores Electroválvulas 3/2 5/2 4/2 vías Cilindros de simple efecto Cilindros de doble efecto Válvulas lógicas y de secuencia Temporizadores. Relés. Fuente de energía (neumática y eléctrica)

Mando electroneumático: dispositivos que intervienen ELECTROVÁLVULAS Las electroválvulas resultan del acoplamiento de un sistema electromecánico (solenoide –electroimán de accionamiento) a una válvula de distribución neumática elemental convirtiéndola a una de accionamiento eléctrico

Mando electroneumático: dispositivos que intervienen

Ejercicio: Explica el funcionamiento del siguiente circuito neumático 1º Nombrar cada componente del circuito 2º Explicar el estado inicial del circuito (sin que actuemos sobre él) 3º Explicar lo que sucede al modificar las válvulas sobre las que actuamos

Ejercicio: Explica el funcionamiento del siguiente circuito neumático Para el circuito del ejemplo, los elementos que lo componen son los siguientes: Unidad de mantenimiento Cilindro de doble efecto Válvula estranguladora o reguladora de caudal unidireccional Válvula 5/2 pilotada neumáticamente y retorno por presión Válvula 3/2 accionada por pulsador o seta y retorno por muelle. 1.3– Válvula 3/2 accionada por pulsador o seta y retorno por muelle

Ejercicio: Explica el funcionamiento del siguiente circuito neumático En nuestro ejemplo (por la posición de la válvula 1.1) el aire ha entrado a presión a la cámara de la derecha del cilindro, expulsando todo el aire de la otra cámara hacia el exterior a través de la válvula 1.1. El vástago del cilindro está en reposo en la posición inicial de la carrera (cilindro retraído)

Ejercicio: Explica el funcionamiento del siguiente circuito neumático

A-Cuando se activa la válvula 1.2, se acciona neumáticamente la válvula 1.1, produciéndose la entrada de aire a presión en la cámara de la izquierda del cilindro provocando el avance del cilindro. El aire llega hasta el cilindro a través de la válvula reguladora Sin embargo ésta no opone ninguna resistencia al paso del aire en este sentido, por lo que el vástago del cilindro avanza a la velocidad normal.

B-Cuando se acciona la válvula 1.3, ésta manda una señal de presión a la válvula 1.1, que cambia de posición, de manera que el aire que abandona el cilindro sale por la reguladora (válvula 1.02). Esta vez, dicha válvula sí ralentiza el paso de aire. Por tanto, el retroceso del vástago del cilindro se produce lentamente