INTRODUCCIN................................................................................................................................................ CAPTULO I: MARCO TERICOCircuitos neumticosMagnitudes BsicasElementos bsicos de un Circuito Neumtico

Esquema neumtico

Numeracin

Diagrama Espacio Fase

Diagrama Espacio - Tiempo

Ventajas y Desventajas

CAPTULO II: APLICACIONES NEUMATICAS....................................................................Los fluidos a presinPrincipio de pascalINTRODUCCININTRODUCCINUn nmero creciente de empresas industriales estn aplicando la automatizacin de su maquinaria mediante equipos neumticos, lo que, en muchos casos, implica una inversin de capital relativamente baja. Los elementos neumticos pueden aplicarse de manera racional para la manipulacin de piezas, incluso puede decirse que este es el campo de mayor aplicacin. Tomando como base la funcin de movimiento, hay que resaltar la extensa gama de elementos sencillos para la obtencin de movimientos lineales y rotativos.

Para dar una idea general de las posibilidades de aplicacin de la neumtica se puede hablar de varios procesos industriales. La cantidad de aplicaciones se ve aumentada constantemente debido a la investigacin y desarrollo de nuevas tecnologas. La constante evolucin de la electrnica e informtica favorece la ampliacin de las posibilidades de aplicacin de la neumtica.

Un criterio muy importante es la existencia de compresor, si este existe la eleccin del sistema neumtico tiene muchas ms posibilidades. Esto es especialmente importante para procesos de especializacin no tcnicos tales como la agricultura, jardinera, etc.

A continuacin presento una lista de algunos sectores industriales donde se aplica la neumtica:

- Agricultura y explotacin forestal

- Produccin de energa

- Qumica y petrolfera

- Plstico

- Metalrgica

- Madera

- AviacinOBJETIVO PRINCIPAL:

Fortalecer los temas de automatizacin creando nuevos conceptos y desarrollando en los estudiantes nuevos herramientas de aplicacin en la carrera de ingeniera.CAPTULO I: MARCO TERICOI. NEUMTICA

Neumtica es la tecnologa que utiliza la energa del aire comprimido para realizar un trabajo. Se utiliza para automatizar procesos productivos.

Hoy en da son muchos los sistemas tcnicos que basan su funcionamiento en este tipo de energa. Por ejemplo, las puertas de algunos autobuses y trenes se accionan con aire comprimido; en la industria son muy tiles los sistemas neumticos porque proporcionan movimiento lineal y desarrollan grandes fuerzas, utilizndose para empujar y levantar cargas pesadas, en cadenas de montajes automatizados, etc.

El aire tiene las caractersticas de ser comprimible, capaz de absorber elevados niveles de energa potencial. Esta energa potencial se transforma en trabajo.

El aire comprimido que se utiliza en la industria procede del exterior. En las redes industriales se comprime hasta una presin de 6 7 bares.P.ABSOLUTA = P.ATMOSFRICA + P.RELATIVALa unidad de presin en el SI es el pascal (Pa). Y otra unidad muy utilizada en la industria es el barP.atmosfrica = 1 atm 1 bar 1 Kp/cm2 = 105 N/m2 = 105 Pa

1 MPa = 106 Pa

1.1. MAGNITUDES BSICAS: Leyes fundamentales de los gases perfectos: p V = n R T

A temperatura constante: P1 V1 = P2 V2

A presin constante:

A volumen constante: Caudal: es la cantidad de aire que suministra el compresor

Q = V / t = S c / t = S v (m3/s) c = carrera

Presin: es la fuerza ejercida por el aire por unidad de superficie

p = F / s(N / m2) Trabajo: W = F e = p S e = p V (J)

Potencia: P = W / t = p V / t = p Q (w)

II. ELEMENTOS BSICOS DE UN CIRCUITO NEUMTICO:

En los sistemas neumticos, el aire comprimido se produce en un elemento llamado compresor, que es una bomba de aire comprimido accionada normalmente por un motor elctrico. Este aire se almacena en un depsito denominado depsito. Desde ste, el aire es conducido a travs de vlvulas a los cilindros, que son los componentes encargados de realizar el trabajo.

Cuando el aire comprimido fluye en el interior de un cilindro, aumenta la presin y obliga a desplazarse a un mbolo situado en su interior, proporcionando un movimiento lineal y realizando un trabajo.

Las vlvulas tienen como misin controlar el flujo de aire comprimido que entra y sale de los cilindros. Las vlvulas son los elementos de control del circuito.

Hablamos de electroneumtica cuando el accionamiento de las vlvulas neumticas es elctrico.

1. ELEMENTOS ACTIVOS:

Son aquellos que comunican energa al fluido. La energa externa que se comunica al elemento activo es principalmente elctrica o trmica.

COMPRESORES: Son mquinas destinadas a elevar la presin del aire que aspiran de la atmsfera. Se deben instalar en un lugar fresco y exento de polvo. En el funcionamiento de un compresor aparecen implicadas dos magnitudes:

La presin que se comunica al aire.

El caudal que es capaz de proporcionar. El caudal es el volumen de fluido que pasa por una seccin en la unidad de tiempo. Se puede medir en l/s, l/h o m3/s

Tipos de Compresores ms utilizados en la Industria:

2. ELEMENTOS PASIVOS:Son los elementos que consumen energa, la transportan, administran o controlan.ACUMULADOR: Depsito que se coloca a continuacin del refrigerador. Su objetivo es almacenar aire comprimido para suministrarlo en los momentos de mayor consumo, adems garantiza un caudal constante.Generalmente el acumulador lleva un sensor de presin, que activar el compresor cuando la presin disminuya hasta un cierto lmite y que lo desconectar cuando la presin aumente.

3. ELEMENTOS DE PROTECCIN: Tenemos a la Unidad de almacenamiento: filtro, lubricador, regulador de presin y silenciador.

FILTRO: Elimina el agua que todava pueda quedar en el aire y las partculas o impurezas que estn en suspensin.LUBRICADOR: Inyecta unas gotas de aceite de tamao muy fino dentro del flujo de aire. Tiene como finalidad evitar que el aire produzca un desgaste excesivo de los elementos del circuito.REGULADOR O LIMITADOR DE PRESIN: Se encarga de que la compresin en el circuito se mantenga por debajo de un cierto lmite y a presin constante. Dispone de una vlvula de escape que libera aire cuando la presin aumenta. SILENCIADOR: Reduce el ruido cuando se expulsa aire a la atmsfera.

4. ELEMENTOS DE TRANSPORTE:Son los encargados de llevar el fluido en los circuitos hasta los puntos de consumo. Es la tubera flexible.

El material debe ser lo suficientemente resistente como para soportar la presin del aire en su interior. Adems debe presentar una superficie lisa en su interior.5. ELEMENTOS DE REGULACIN Y CONTROL:La presin y el caudal del aire comprimido, que se va a utilizar para el movimiento de las partes operativas o motrices del sistema neumtico, va a estar controlado mediante distintos tipos de vlvulas. Las vlvulas se clasifican como:

Vlvulas de direccin del flujo: Seleccionan hacia donde se dirige el flujo. Vlvulas antirretorno: permiten la circulacin del aire en un sentido nico, quedando bloqueado su paso en sentido contrario. Vlvulas de regulacin de presin y caudal: regulan y estabilizan la presin y caudal del flujo.6. ELEMENTOS DE TRABAJO:

Los elementos de trabajo o actuadores constituyen el final de cualquier circuito. En los circuitos neumticos, los actuadores ms habituales son los cilindros, que realizan su trabajo gracias a la presin que les comunica el aire.III. ESQUEMAS DE UN CIRCUITO NEUMTICO:

Los Componentes del Circuito Neumtico con sus conexiones se dibujan sobre el formato elegido entre varios niveles que se inician por un nivel inferior que representa el circuito de alimentacin de Presin y finalizan en un nivel superior donde van los elementos de trabajo.

Es decir que la presin de aire o alimentacin de energa del sistema fluye desde el nivel ms bajo hasta el ms alto a travs de los distintos componentes del circuito.

La estructura de niveles ms usual suele ser la indicada en la siguiente tabla:

Teniendo en cuenta que en un circuito, no necesariamente existirn componentes en todos los niveles, sino que ello depender de sus caractersticas. Aqu algunos ejemplos:

Ejemplo 01:Ejemplo 02:Ejemplo 03:IV. NUMERACIN DE LOS ELEMENTOS:

1. Los elementos de trabajo van numerados por este orden: 1.0, 2.0...

2. Los elementos de potencia o distribuidores principales llevan: 1.1, 2.1...

3. Los captadores de seal se nombran con:

- Los que intervienen en la salida del vstago (pares): 1.2, 1.4, 1.6... - Los que intervienen en el retroceso del vstago (impares): 1.3, 1.5, 1.7.

4. Los elementos de regulacin de velocidad:

- Los que intervienen en la salida del vstago (pares): 1.02, 2.02

- Los que intervienen en el retroceso del vstago (impares): 1.03, 2.03

5. Los elementos auxiliares de produccin y tratamiento de aire: 0.1, 0.2, 0.3...

V. DIAGRAMA ESPACIO FASE:

VI. DIAGRAMA ESPACIO TIEMPO:

VII. VENTAJAS Y DESVENTAJAS:1. VENTAJAS

El aire es de fcil captacin 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 fcilmente regulables

El trabajo con aire no daa los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete.

Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que daen los equipos en forma permanente.

Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa.

Energa limpia

Cambios instantneos de sentido2. DESVENTAJAS: En circuitos muy extensos se producen prdidas de cargas considerables.

Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado.

Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas

Altos niveles de ruido generados por la descarga del aire hacia la atmsfera.CAPTULO II:

APLICACIONES NEUMTICASI. APLICACIONES NEUMTICAS

Hoy en da el aprovechamiento del aire comprimido para realizar trabajo, es una de las tcnicas que ha contribuido con el mejoramiento y optimizacin de muchas actividades o procesos que se requieren a diario para la transformacin del entorno y la adquisicin de elementos para un mejor nivel de vida. Dentro de este contexto de mejoramiento continuo, cumplen un papel fundamental los principios o leyes fsicas que se aplican a diario en la cotidianidad, as como en las diferentes tcnicas de produccin a nivel industrial tales como sistemas electrnicos, mecnicos, elctricos, neumticos e hidrulicos segn las necesidades y requerimientos especficos, o bien una integracin de todas ellas, para poder obtener mejores resultados en cuanto a la competitividad industrial, apuntando a un mayor control de sus procesos mediante la automatizacin industrial.La Neumtica se encarga respectivamente del estudio de las propiedades y aplicaciones de los gases comprimidos. Aunque las aplicaciones de los fluidos a presin no son nuevas, lo que s es relativamente reciente es su empleo en circuitos cerrados en forma de sistemas de control y actuacin. Los circuitos neumticos se suelen utilizar en aplicaciones que requieren movimientos lineales y grandes fuerzas. Los siguientes son algunos ejemplos de aplicacin:

Maquinaria de gran potencia: Grandes mquinas como excavadoras, perforadoras de tneles, prensas industriales, etc. Produccin industrial automatizada: En los procesos de fabricacin se emplean circuitos neumticos para realizar la transferencia y posicionamiento de piezas y productos.

Accionamiento de robots: Para producir el movimiento de las articulaciones de un robot industrial y de las atracciones de feria, se emplean principalmente sistemas de neumtica.

Mquinas y herramientas de aire comprimido: Herramientas como el martillo neumtico los atornilladores neumticos o las mquinas para pintar a pistola, son ejemplos de uso de la neumtica.

II. LOS FLUIDOS A PRESIN

Segn la teora cintica, toda la materia, desde un papel a una gota de agua, est formada por partculas (tomos) en continuo movimiento.

Las partculas que constituyen un gas se encuentran bastante alejadas entre s y se mueven desordenadamente en todas las direcciones. Tienden siempre a expandirse, por lo que se dice que un gas no tiene un volumen ni forma propia, sino que adquiere los del recipiente que lo contiene. Por esta razn, los gases se pueden comprimir y expandir fcilmente sin ms que modificar el volumen del recipiente.

Un fluido almacenado en un recipiente ejercer una fuerza sobre las paredes del mismo. La fuerza ejercida por unidad de superficie se denomina presin.

La unidad de presin en el Sistema Internacional es el Pascal (Pa), que equivale a 1 N/m. Tambin se emplean otras unidades para medirla, como por ejemplo la atmsfera (1 atm = 101.300 Pa) o el bar (1 bar = 100.000 Pa).

III. PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de Pascal establece que toda presin ejercida sobre un lquido se transmite con la misma intensidad y de forma instantnea a todos sus puntos.

Si se coloca un lquido en el interior de dos cilindros comunicados entre s y cerrados por dos mbolos, la presin ejercida sobre el mbolo del primer cilindro (PA) se transmite por el lquido, de forma que el mbolo de la segunda se somete a la misma presin:

PA = PBComo la presin en cada mbolo es igual a la fuerza dividida por la superficie de cada uno:

Si elegimos adecuadamente la superficie de los mbolos, podemos conseguir que la fuerza recogida en el segundo mbolo (FB) sea varias veces mayor que la fuerza inicial aplicada (FA). Por ejemplo, si SB es el doble que SA, la fuerza FB ser tambin el doble que FA.

Este efecto tiene muchas aplicaciones: elevador hidrulico, frenos de automviles, etc. Cuanto mayor sea la diferencia entre las superficies de los mbolos, menor ser la fuerza necesaria para realizar un mismo esfuerzo. El fluido consigue un efecto multiplicador o amplificador de las fuerzas aplicadas.

IV. RED DE DISTRIBUCIN DEL AIREEs el conjunto de conductos que distribuyen el aire comprimido a toda la instalacin. Las conducciones principales suelen ser tuberas metlicas, mientas que para las derivaciones finales hacia los actuadores se usan tubos plsticos de polietileno o mangueras de goma.

Las redes de distribucin de aire comprimido surgen para poder abastecer de aire a todas las mquinas y equipos que lo precisen, por lo que se debe tender una red de conductos desde el compresor y despus de haber pasado por el acondicionamiento de aire, es necesario un depsito acumulador, donde se almacene aire comprimido entre unos valores mnimos y mximos de presin, para garantizar el suministro uniforme incluso en los momentos de mayor demanda.

El dimetro de las tuberas se debe elegir para que si aumenta el consumo, la prdida de presin entre el depsito y el punto de consumo no exceda de 0,1 bar. Cuando se planifica una red de distribucin de aire comprimido hay que pensar en posibles ampliaciones de las instalaciones con un incremento en la demanda de aire, por lo que las tuberas deben dimensionarse holgadamente.

Las conducciones requieren un mantenimiento peridico, por lo que no deben instalarse empotradas; para favorecer la condensacin deben tenderse con una pendiente de entre el 1 y el 2% en el sentido de circulacin del aire, y estar dotadas a intervalos regulares de tomas por su parte inferior, con las purgas correspondientes para facilitar la evacuacin del condensado.

Las tomas para enlazar con los puntos de consumo siempre deben producirse por la parte superior de las tuberas, para evitar el arrastre de agua condensada en las tomas de aire, que lgicamente, debido a su mayor densidad, circular por la generatriz inferior de la conduccin. En general las redes de distribucin suelen montarse en anillo, con conexiones transversales que permitan trabajar en cualquier punto de la red, instalndose vlvulas de paso estratgicamente, para poder aislar una zona de la red de distribucin en caso de producirse alguna avera, y que puede continuar trabajndose en el resto de la instalacin.

Los materiales adecuados para construir una red de distribucin deben cumplir una serie de condiciones: deben asegurar bajas prdidas de presin, limitacin de fugas, ser resistentes a la corrosin, permitir posibles ampliaciones y tener un precio reducido. Por todo ello y para los distintos tipos de instalacin, las conducciones pueden ser de: cobre, latn, acero galvanizado, polietileno o poliamida.

V. EJEMPLOS DE APLICACIONES NEUMTICASLos ejemplos ofrecen soluciones simplificadas de aplicaciones, en realidad, ms complejas. Ello significa que si son utilizados a modo de modelo, debern modificarse sus componentes de tal modo que sean adecuados para una solucin especfica. Esto ofrece una gran cantidad de componentes para la automatizacin, divididos segn grupos principales:

SMBOLOS PARA OPERACIN:Muchos ejemplos incluyen secuencias de funciones para las que se emplea un solo smbolo. Se distingue entre smbolos bsicos (manipular, controlar, fabricar), smbolos para funciones elementales (separar, unir, girar, desplazar, sujetar, soltar, controlar) y smbolos para funciones complementarias (por ejemplo, almacenamiento de piezas sin un orden determinado, transportar, etc.). Los smbolos y sus respectivas funciones facilitan la descripcin de los procesos y, adems, permiten representar las funciones de manera sinttica.

EJEMPLO 01: SISTEMA PARA COLOCAR LATAS EN OTRA CINTA DE TRANSPORTE

EJEMPLO 02: ESTACIN DE CONTROL Y CLASIFICACIN

VI. ALGUNOS EJERCICIOS DE CIRCUITOS NEUMTICOS:

CIRCUITO 01: VLVULA DE ESCAPE RPIDO

CIRCUITO 02: FUNCIONAMIENTO DE VLVULA SELECTORA O

CIRCUITO 03: ACCIONAMIENTO DE UN CILINDRO DESDE TRES PUNTOS

(PRESIN)

(FUERZA)

(SUPERFICIE)