calculo para actuadores neumaticos
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Cálculos para actuadores neumáticos
EQUIPO 8ALDO A. MARQUINA
RAMÓN FIGUEROA
JOSÉ M. VISOSO
EMMANUEL BAHENA
BÁRBARA HIDALGO
CONCEPTOS BÁSICOS DE NEUMÁTICA FUNDAMENTOS FÍSICOS
AIRE:-Aprox. 78 Vol% de nitrógeno-Aprox. 21Vol% de oxígeno
AIRE NORMAL:-Temperatura normal Tn: 273.15K tn: 0°C-Presión normal Pn:101325Pa=1.01325bar
LEY DE NEWTON
Donde:F= fuerza (N)m= masa (Kg)a= aceleración (m/s2)
PRESIÓN
Donde:P= presión (Pa)F= fuerza (N)A= área (m2)
Presión atmosférica (Patm) -sobrepresión(Pe>0) -subpresión(Pe<0)
PROPIEDADES DEL AIRE
LEY DE BOYLE-MARIOTTE
𝑃 1𝑉 1=𝑃 2𝑉 2=𝑃3𝑉 3=𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
LEY DE GAY-LUSSAC
V1=volumen en T1
V2=volumen en T2
ECUACIÓN GENERAL DE LOS
GASES
𝑃1𝑉 1𝑇 1
=𝑃 2𝑉 2𝑇 2
Pcte.= variación isobáricaVcte.= variación isocóricaTcte.= variación isotérmica
PROPIEDADES DE LOS CILINDROS
FUERZA DEL ÉMBOLO
CARRERA VELOCIDAD DEL ÉMBOLO
CONSUMO DE AIRE
FUERZA DEL ÉMBOLO
La fuerza ejercida por el émbolo de un cilindro depende de:
Presión de aireResistencia por fricción de los
elementos estanqueizantes
Diámetro del cilindro
Se calculan 2 tipos de fuerza:
Fuerza teórica
Fuerza efectiva o real
Fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento.
FUERZA TEÓRICA
Donde:Fteo= fuerza teórica del émbolo (N)A= superficie útil del émbolo(m2)P= presión de trabajo (Pa)
FUERZA EFECTIVA O REAL
CILINDRO DE DOBLE EFECTO Carrera de avance:
Carrera de retroceso:
Donde:Fef= fuerza del émbolo efectiva (N)A= superficie útil del émbolo (m2)A‘= superficie útil anular del émbolo (m2)P= presión de trabajo (Pa)FR= fuerza por fricción(aprox. 10% de Fteo) (N)FM= fuerza del muelle recuperador (N)D= diámetro del cilindro (m)d= diámetro del vástago (m)
𝑨=𝑫𝟐∗𝝅
𝟒
𝑨 ′=(𝑫𝟐−𝒅𝟐)∗𝝅
𝟒
CILINDRO DE SIMPLE EFECTO:
CARRERALongitud de carrera
La carrera es la distancia recorrida por el émbolo entre sus dos posiciones extremas. No debe exceder de 2000 mm.
Cuando la carrera es muy larga, el esfuerzo mecánico del vástago y de los cojinetes de guía es muy grande, por lo que podrían sufrir pandeo.Para evitarlo se deben usar vástagos de diámetro superior a lo normal.
Cilindros normalizados
Normas DIN ISO 6431 y 6432 establecen que la carrera puede diferir de la carrera indicada debido a las tolerancias de fabricación. Estas tolerancias siempre son positivas. En la tabla constan las desviaciones admisibles exactas.
Norma aplicable
Diámetro del émbolomm
Carreramm
Desviación admisible de la carreramm
DIN ISO 6432 8, 10, 12, 16, 20, 25
...500 +1,5
DIN ISO 6431 32, 40, 50 ...500 +2
32, 40, 50 500...1250 +3,2
63, 80, 100 ...500 +2,5
63, 80, 100 500...1250 +4
125, 160, 200, 250, 320
...500 +4
125, 160, 200, 250, 320
500...1250 +5
VELOCIDAD DEL ÉMBOLO
La velocidad del émbolo de los cilindros neumáticos depende de:
CONTRAFUER
ZA
SECCIÓN ENTRE LA
UNIDAD DE
MANIOBRA Y
DE TRABAJO
CAUDAL DE
LA VÁLVULA
DE MANIOBRA
AMORTIGUACIÓ
N DE FINAL DE
CARRERA
PRESIÓN DE
AIRE
LONGITUD DE
LOS CONDUCTOS
VELOCIDAD MÁXIMA DE 10 m/s (CILINDROS DE IMPACTO)
---REDUCIDA MEDIANTE VÁLVULAS DE ESTRANGULACIÓN Y ANTIRRETORNO
---AUMENTADA CON SISTEMAS DE ESCAPE RÁPIDO
CONSUMO DE AIREGASTO O CAUDAL
¿Qué es?Se define como el volumen de un fluido ΔV que pasa por un área dada en la unidad de tiempo Δt. Sus unidades en el sistema internacional son los m³/s
Donde:Q= caudal volumétrico (m3/s) V= volumen (m3)t= tiempo (s)A=áreaS= longitud
Remplazando tenemos:
Vel= velocidad
𝑽=𝑨∗𝑺𝑽𝒆𝒍=
𝑸𝑨
𝑸=𝑽𝒕
𝑸=𝑨∗𝑽𝒆𝒍
𝑨=𝑸𝑽𝒆𝒍
Por lo tanto:
Para neumática
En una tubería:
𝑸=𝑽𝒕
o
El consumo de aire de un cilindro es:
[Para una sola carrera ]
El consumo para un ciclo será doble (carreras de ida y vuelta) ya que a niveles prácticos resulta despreciable el volumen del vástago en la carrera de retroceso y, en todo caso, dicho volumen compensa el de la tubería del circuito de alimentación del cilindro.
𝑸=𝑺∗𝑳∗𝑷𝒂𝒃𝒔
𝑸=(𝝅∗𝑫𝟐)
𝟒∗𝑳∗𝑷𝒂𝒃𝒔
GRACIAS POR SU ATENCIÓ
N
BIBLIOGRAFÍA
https://1mecanizadoelarenal.files.wordpress.com/2011/09/neumatica-festo.pdf
http://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp%20Neu/T12%20CILINDROS%20OK.pdf
http://roble.pntic.mec.es/jpoi0000/apuntes-t5.pdf
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