circuitos neumaticos

© Sena Virtual Distrito Capital 2005

Neumática básica

Tema 1. Circuitos Neumáticos

BásicosMando directo de un cilindro de simple efecto

Mando Indirecto de Cilindro de Simple Efecto

Mando Directo de Cilindro de Doble Efecto

Mando directo de cilindro de doble efecto con control de velocidad

Mando indirecto de actuadores de doble efecto

Tema 2. Circuitos Con Funcio-

nes Lógicas Básicas Mando con Función Lógica And

Mando con Función Lógica OR

Mando de un cilindro de doble efecto con aumento de velocidad en

el avance

Mando de un cilindro de doble efecto en función del tiempo

Montaje en el banco de simulación

Mando con válvula de secuencia

Montaje en el banco de simulación mando en función de la presión

Mando secuencial de cilindros

El montaje de los elementos en el banco de simulación


Neumática básica© Sena Virtual Distrito Capital 2005

Neumática básica

Tema 1.

Circuitos Neumáticos Básicos

En la estructura de los circuitos neumáticos básicos propuestos en éste módu-

lo, vamos a utilizar imágenes de circuitos realizados con el simulador fluidSIM

neumática de la firma Festo y algunas imágenes tomadas en los bancos de

simulación del centro Metalmecanico, SENA Regional Distrito Capital.

La descarga del simulador fluidsim 3.6 Demo puede hacerse de la siguiente

forma:

- En la barra de direcciones de su Internet Explorer digite:

www.festo.com/Didactic

- Lleve el puntero hasta el link Services .

- En el menú Services coloque el puntero sobre el enlace Software y escoja All

y dé clic.

- De la pantalla que se le presenta dé clic en el recuadro que tiene como link

- Fluidsim 3.6 Pneumatics .

- De el listado que se presenta seleccione: Fluidsim 3.6 Demo ES (3M/exe) y

dé clic.

- De las opciones que se le presentan seleccione guardar en el equipo.

- Después de descargar el simulador proceda a instalarlo dando doble clic so-

bre el icono del programa.

Un esquema de un circuito neumático está compuesto por un conjunto de lí-

neas y símbolos, mediante los cuales es posible estudiar la solución más favo-

rable para una instalación, donde su finalidad es establecer un lenguaje técnico

entre quien lo proyecta y quien lo analiza y realiza el trabajo.

En la primera semana de nuestro curso, tuvimos oportunidad de estudiar la

simbología básica para los elementos neumáticos; ahora es necesario acoplar-

los estableciendo un circuito concreto.

En razón a que los esquemas se realizan sin tener en cuenta la posición real de

los elementos en la instalación, es recomendable que las líneas no se crucen;



Neumática básica

de no poder evitarse esta situación es importante no hacer realces en el cruce

para que no represente unión de tubería.

Recuerde que las líneas continuas son usadas como líneas de trabajo y las

líneas punteadas son usadas para enviar una señal para la conmutación de una

válvula con mando neumático.

Cada válvula o actuador debe representarse en la posición que antecede a la

función que va a realizar; así por ejemplo las válvulas de distribución podrán

estar activadas o no activadas según la función a desempeñar

Mando directo de un cilindro de simple efecto.

El concepto de mando directo representa el modo más sencillo de controlar el

funcionamiento de un cilindro, dado que allí participa solo una válvula con fun-

ción de distribución y de mando.

Algunos procesos utilizan actuadores pequeños y por lo tanto de bajo consumo

de caudal de aire; en algunos casos, dichos actuadores son comandado con

válvulas de mando, cuyos conductos son de diámetro de paso también pe-

queños y suministran el caudal necesario para realizar el trabajo; éste tipo de

mando es llamado “mando directo”.

En las siguientes figuras podemos observar el esquema diseñado en el simu-

lador fluidSIM, también el montaje físico realizado en el banco de simulación y

una posible aplicación de éste tipo de mando:

Figura 1

2

1 3

Actuador

Válvula demando 3/2

Unidad de mantenimiento

Fuente de airecomprimido



Neumática básica

Figura 2

Para éste circuito contamos con aire comprimido proveniente de un compresor,

disponemos también de una unidad de mantenimiento para controlar la presión

necesaria en el proceso que se está manejando.

Al operar la válvula 3/2, el aire llegará hasta el cilindro de simple efecto ha-

ciéndolo salir, en este caso, y cumpliendo el trabajo previsto; al soltar el pul-

sador la válvula regresará a su posición de reposo “cerrada” y el resorte del

cilindro lo hará retornar a su posición original desalojando el aire almacenado

en la recamara posterior, por el orificio de escape marcado con el numero 3 en

la válvula 3/2.

La figura 4 muestra una aplicación de este circuito en un dispensador de mate-

ria prima.

Figura 3

Figura 4

2

1 3

Válvula accionada

Dispensador de materia prima



Neumática básica

Mando Indirecto de Cilindro de Simple Efecto

No siempre es aconsejable que el operario actúe sobre la válvula puesta cerca

del cilindro.

Algunas aplicaciones utilizan actuadores de gran volumen; para maniobrar esos

actuadores eficientemente, se requieren válvulas que puedan suministrar un

caudal de aire proporcional al requerido por el actuador. Dichas válvulas re-

quieren por su tamaño un esfuerzo mayor para ser operadas, por esa razón,

deben utilizarse válvulas que accionen a la válvula de mando, éstas serán de

menor tamaño ya que su función es comandar la válvula mas grande “Válvula

de mando principal “.

Figura 5

2

1 3

1.2

2

1 3

1.1

1.0

1.2



Neumática básica

Figura 6

Al accionar la válvula demarcada con 1.2 el aire pasa de 1 a 2 e ingresa por el

conector 12 de la válvula de mando ( 1.1 ), accionando ésta y permitiendo que

un volumen de aire llegue hasta el cilindro 1.0; el cilindro de simple efecto se

extiende realizando el trabajo que se le tiene definido y permanece así hasta

tanto la válvula auxiliar 1.2 permanezca accionada.

Cuando es suspendido el accionamiento de la válvula 1.2 , ésta regresa a su

posición normal, en este caso “cerrada”, cancelando así la señal de mando a

la válvula 1.1, por lo tanto ésta también regresa a su posición de reposo y el

cilindro ya sin presión, por medio del resorte, desaloja el aire y regresa a su

posición “retraído” en éste caso.

En la figura 7 observamos una aplicación del circuito de mando indirecto en

una dobladora de lamina:

2

1 3

1.2

2

1 3

1.1

1.0

1.2



Neumática básica

Mando Directo de Cilindro de Doble Efecto

Algunos trabajos, requieren maniobrabilidad tanto de avance, como de retroce-

so, en esos casos debemos elegir cilindros de doble efecto.

Recuerde, que la aplicación del mando directo, obedece al mínimo dimensio-

namiento del actuador; recuerde también que para manipular actuadores de

doble efecto es conveniente utilizar válvulas de cinco vías.

Figura 8

2

1

3

4

5

1.2

1.0



Neumática básica

Figura 9

En posición de reposo la válvula 1.2 envía aire a la cámara anterior del cilindro,

es decir, al lado del vástago haciendo que el cilindro permanezca dentro.

Al oprimir el pulsador de la válvula 5/2, ésta permite el paso de aire de 1(p) a

4(A), el aire ingresa al cilindro por el lado del émbolo haciendo que se desplace

y al avanzar realice el trabajo dispuesto para él. El aire que sale de la cámara

del vástago es evacuado por el orificio 3(s).

Al soltar o desenclavar el pulsador la válvula regresa a su posición de repo-

so empujada por el resorte, de esa forma el aire pasa de 1(P) a 2(B) llega al

cilindro por el lado del vástago haciéndolo retraerse y realizando así el trabajo

dispuesto para el retorno del actuador. El aire que debe salir de la cámara del

émbolo se evacúa a través de la válvula por el conducto 5(R).

Figura 10

Figura 11

2

1

3

4

5

1.1

1.0

Aplicación cierre o apertura de válvula



Neumática básica

Mando directo de cilindro de doble efecto con control

de velocidad

En algunos procesos debe regularse la velocidad del actuador, tanto en el avan-

ce como en el retroceso; en ese caso deben ubicase válvulas de estrangulación

regulables con antiretorno en los conductos de alimentación de los actuadores.

El porcentaje de apertura de las válvulas de control de flujo, determinarán las

velocidades del actuador. Así mismo debe tenerse en cuenta el posicionamiento

de las válvulas de estrangulación regulables, ya que hablamos de dos posibili-

dades de regulación de velocidad del actuador. Una de ellas es la regulación del

caudal de aire que sale del cilindro y la otra es la regulación del caudal de aire

que ingresa al cilindro.

Figura 12 Figura 13

En la regulación del caudal que sale del cilindro (figura 12), se configuran inde-

pendientemente mediante los tornillos de graduación, la velocidad de avance

o de retroceso según la necesidad. En esta configuración, se genera una vi-

bración en el comienzo hasta que se equilibran las fuerzas. Posteriormente se

proyecta una mejor oportunidad de regulación. Si se utilizara una válvula 5/2

estos estranguladores podrían ir ubicados en los orificios de escape de la vál-

vula.



Neumática básica

En la regulación del aire que entra al cilindro (figura 12), el inicio es más ma-

nejable, pero escaso de exactitud en la regulación. No es recomendable utili-

zarse si se trata de esfuerzos de tracción. Este sistema es utilizado cuando se

trata de impulsar cargas con cilindros de pequeña dimensión.

Mando indirecto de actuadores de doble efecto

Si el cilindro de doble efecto que se va a utilizar, es de gran tamaño y requie-

re gran cantidad de aire, es conveniente utilizar una válvula, también de gran

capacidad de suministro de aire; para el accionamiento de ésta válvula se

necesitará una fuerza manual considerable, por lo tanto se recomienda un ac-

cionamiento indirecto, lo cual implica la utilización de una válvula auxiliar para

comandar la válvula de mando principal.

Figura 15 Figura 16

Baño 1 Baño 2



Neumática básica

Al accionar la válvula 1.2, pasa aire del conducto 1 al conducto 2 y la válvula

1.1 recibe una señal por la conexión 14. La válvula de mando conmuta y per-

mite el paso de aire de 1 a 4 haciendo que el cilindro avance. Al dejar de ac-

cionar la válvula 1.2, la válvula de mando deja de recibir señal y regresa a su

posición de reposo presionada por el muelle de reposición. En ese momento el

cilindro recibe aire por el lado del vástago y el cilindro debe regresar. Este co-

nexionado me permite que el cilindro avance o retorne cada vez que la válvula

1.1 es operada.

Figura 17

Figura 18



Neumática básica

Tema 2. Circuitos Con Funciones

Lógicas Básicas

En neumática la representación lógica de una situación de un circuito, está

beneficiada por el evento de que cada válvula puede suministrar, en salida,

una señal a la presión de la red (tomando un estado uno ) o en su defecto a la

presión atmosférica (presentando un estado cero ).

El concepto anteriormente planteado, nos indica dos posibles situaciones: en el

estado uno hay flujo de aire, mientras que en el estado cero no hay suministro

de aire.

Mando con Función Lógica And

Para realizar un circuito con función lógica And, debe establecerse una función

de control en la que se requiera la presencia de ambas señales en la entrada

para que se cumpla una condición de salida.

La aplicación de un mando con función lógica And aplica en aquellos lugares

donde un proceso pueda realizarse solamente cuando se cumplan varios re-

querimientos.

Una posible aplicación aparece en la siguiente figura:

1 3

1 3

2

2

A

X Y

A

X

Y

&

X0011

Y0101

A0001



Neumática básica

El taladro presenta un conjunto de tres husillos con diferentes tamaños de bro-

cas; debemos asegurar que el operario del equipo mantenga sus manos ocu-

padas durante el tiempo que dura la operación para evitar que tenga posible

contacto y pueda lesionase.

La operación del equipo implica que al accionar los pulsadores 1.2 y 1.4 la vál-

vula de simultaneidad 1.6 procesa la información y envía una señal de aire a la

válvula de mando 1.1 para que esta se conmute permitiendo el accionamiento

del dispositivo de taladrado mediante el cilindro 1.0.

Al soltar los pulsadores 1.2 y 1.4 la válvula 1.6 suspende la señal y el cilindro

regresa ya que su válvula de mando 1.1 ha tomado la posición de retorno.

Mando con Función Lógica OR

En muchas ocasiones debe poderse accionar un actuador desde dos o mas

sitios diferentes. La aplicación de un mando con función lógica “OR” aplica en

aquellos lugares donde el mando deba hacerse desde varios puntos; para ello

es posible utilizar válvulas 3/2 conectadas en serie, o también es posible utili-

zar válvulas selectoras de circuito conectadas en serie, o en paralelo.



Neumática básica

El campo de aplicación de la válvula selectora de circuito, aplica en la opera-

ción de componentes en paralelo; en este circuito es importante que la presión

de accionamiento, se alcance con rapidez para que no se produzcan flujos de

retorno en las válvulas de comando.

Una posible aplicación aparece en la figura siguiente:

X0011

Y0101

A0001

A

X

Y>= 1

1 3

2

1 3

2

A

X Y



Neumática básica

La apertura y cierre de una puerta debe poder hacerse desde dos puntos dife-

rentes, para mejor comodidad del usuario.

La apertura de la puerta, implica que al accionar los pulsadores 1.2 o 1.4 la

válvula de selectora 1.6 procesa la información y envía una señal de aire a la

válvula de mando 1.1 para que esta se conmute permitiendo el accionamiento

de la puerta mediante el cilindro 1.0.

Al accionar los pulsadores 1.3 o 1.5 la válvula 1.7 envía señal a la válvula de

mando 1.1 y el cilindro regresa ya que su válvula de mando 1.1 ha tomado la

posición de retorno, generando de esa forma el cierre de la puerta.

Mando de un cilindro de doble efecto con aumento de

velocidad en el avance

Cuando se requiere que los actuadores se desplacen a su máxima velocidad, es

conveniente utilizar válvulas de escape rápido ya que ellas permiten el desalojo

del aire mas rápidamente, al estar ubicadas muy cerca de los conectores del

actuador; esto quiere decir que el aire desalojado tendrá que hacer un recorri-

do menor para salir del circuito neumático y eso causará menor resistencia en

el desplazamiento del actuador.



Neumática básica

Al accionar la válvula 3/2 marcada como 1.2, ésta permite el paso de aire a

través de su conector 2, de esa forma el aire llega hasta el conector 14 de la

válvula de mando 1.1 haciendo que la válvula se conmute lo que ocasiona que

desde el conector 4 de la válvula de mando 1.1 llegue aire hasta el cilindro, por

el lado del embolo haciéndolo salir. El aire que sale del cilindro por el lado del

vástago, es evacuado por la válvula de escape rápido y ello le da mayor veloci-

dad a su desplazamiento.

Para que el cilindro regrese, debe manipularse la válvula auxiliar 3/2 marca-

da como 1.3 y en éste caso el cilindro regresará en forma controlada ya que

la válvula de estrangulación regulable con antirretorno, tendrá algún grado

de restricción y ello causara un movimiento lento por parte del cilindro en su

retorno.



Neumática básica

Mando de un cilindro de doble efecto en función del

tiempo

Cuando en un sistema se requiere manejar los tiempos de operación de los

procesos de mando con sistemas neumáticos, es conveniente utilizar tempori-

zadores. Para el ejercicio explicativo vamos a utilizar un temporizador cerrado

en posición de reposo, el cual va a comandar el retroceso de un cilindro en

acción retardada.

Al accionar el pulsador de la válvula 1.2, ésta se conmuta y permite el paso

de aire de su conducto 1 hasta el conducto 2, conduce aire al conector 14 de

la válvula de mando 1.1, lo que hace que esta cambie de posición y permita

el paso de aire de 1 a 4, de esa forma el cilindro 1.0 recibe aire por el lado del

embolo y se desplaza en un movimiento de avance; en su recorrido el vástago

del cilindro acciona el final de carrera 1.3, quien cambia de su posición cerrada

a una posición abierta llevando aire hasta la conexión “z” 12 del temporizador,

allí el aire ingresa a un acumulador, controlado por la válvula de estrangulación

con antiretorno quien es la que determina el tiempo que debe tardar en accio-

narse la válvula 3/2 normalmente cerrada que está incorporada en el tempori-

zador y que es quien finalmente lleva aire al conector 12 de la válvula de man-

do 1.1, para que ésta cambie de posición y el cilindro reciba aire por el lado del

vástago. De esa forma se cumple que el cilindro retorna en función del tiempo.



Neumática básica

La figura de la derecha nos muestra una aplicación de estampado en una pol-

trona forrada en cuero, este tratamiento requiere de un tiempo prudencial para

lograr que el cuero asimile en forma óptima el logotipo que quiere estampárse-

le.

Montaje en el banco de simulación



Neumática básica

Mando con válvula de secuencia

Cuando se requiere trabajar con una presión predeterminada, es conveniente

implementar un mando en función de la presión con una válvula de secuencia;

de allí se deriva que este mando obedece al valor de presión programado para

el desarrollo de un trabajo especifico.

Recordemos que el comportamiento de las válvulas de secuencia es muy simi-

lar al de una válvula limitadora de presión, ya que cuando alcanza el valor de

presión programado, su conducto permite el paso de aire hacia la válvula 3/2

normalmente cerrada, conmutándola y permitiendo que se genere una señal

de mando hacia el dispositivo que lo requiera según las necesidades.

Al accionar el pulsador de la válvula 1.2, ésta conmuta permitiendo el paso de

aire hasta el conector 14 de la válvula de mando 1.1, quién a su vez, también

cambia su posición de conmutación, permitiendo paso de aire de su conducto

1 a su conducto 4; de esa forma llega aire al cilindro por el lado del émbolo y

el cilindro comienza su desplazamiento; al ejercer fuerza contra el objeto de

trabajo se crea en la recamara posterior del cilindro un aumento de presión

que es registrado por la válvula de secuencia, al alcanzar el valor de presión

programado en ella, se activa y envía una señal a la válvula de mando 1.1 para

que cambie de posición y ordene al cilindro retraerse. Así queda concluido el

trabajo programado del mando en función de a presión.



Neumática básica

El ejemplo que aparece en la figura de la derecha muestra cómo se realiza un

estampado; la presión con la que se ejecuta la operación debe ser controlada

ya que de lo contrario el producto presentará deficiencias en su presentación,

por exceso o deficiencia de grabado.

Montaje en el banco de simulación mando en función

de la presión

Mando secuencial de cilindros

Al diseñar circuitos neumáticos con varios actuadores, es conveniente seguir

algunos pasos, para organizar la información y obtener finalmente una solución

que cumpla con las especificaciones requeridas.

Después de determinar el problema a solucionar, en base a un plano de si-

tuación, máquina o equipo, resulta una ecuación de movimientos, que no son

mas, que las oscilaciones que van a ejecutar los actuadores que intervienen en

la respuesta del problema.



Neumática básica

Ejemplo: A+B+A-B-.

“A+” Significa, que el primer actuador en este caso “A”= 1.0 debe salir.

“B+” Significa que el segundo actuador en este caso “B”= 2.0 debe salir

“A-“ Significa que el primer actuador en este caso “A”= 1.0 debe regresar.

“B-“ Significa que el segundo actuador en este caso “B” = 2.0 debe regresar.

En segundo término es importante realizar un diagrama de movimientos, el

cual nos va a representar gráficamente los movimientos que realiza cada uno

de los actuadores.

El realizar el esquema neumático, nos ayudará a ubicarnos en el contexto de

desarrollo del problema.

Es conveniente dividir la ecuación y colocar los finales de carrera que determi-

narán las señales en cada una de las fases que se van ejecutando.


Neumática básica

Explicación de la solución.

Cada fase o estado en la secuencia es un movimiento, el mando inicial genera-

do por el pulsador de marcha 1.2 si se quiere un solo ciclo, o 1.4 si se quiere

que la secuencia sea continua, acompañado por el final de carrera 1.8, ocasio-

nan el primer movimiento (A+), al salir el vástago del cilindro 1.0(A) el final

de carrera 2.2 es accionado y la señal llega hasta el conector 14 de la válvula

de mando 2.1, permitiendo se cumpla el segundo movimiento, de esa forma el

vástago del cilindro 2.0(B) se extiende y acciona el final de carrera 1.3 quien

envía una señal al conector 12 de la válvula de mando 1.1, ésta conmuta y

ordena al cilindro 1.1(A) regresar cumpliendo el tercer movimiento, al termi-

nar de regresar el vástago, es accionado el final de carrera 2.3 quien tiene la

función de hacer regresar el cilindro 2.0, mediante la conmutación de la vál-

vula 2.1 en el conector 12. Así se completa una secuencia de movimientos

que corresponden a la solución de un problema planteado para una máquina o

equipo.

El montaje de los elementos en el banco de simula-

ción.

circuitos neumaticos

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