UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO

INGENIERA MECNICA AGRCOLA

Practica3: Circuitos neumticos.

SISTEMAS HIDRULICOS Y NEUMTICOS.

Alumnos:

ESPITIA PREZ OMAR.GRACIDA GARCA GUSTAVO. Profesor: Joaqun Morales.

GRADO: 6 GRUPO: 3

Fecha de entrega:

18/05/2015.

INTRODUCCION.En el siguiente reporte corresponde a la prctica de circuitos neumticos, que se realiz en el laboratorio de hidrulica y neumtica, en primer lugar definimos que los circuitos neumticos son instalaciones que se emplean para generar, transmitir y transformar fuerzas y movimientos por medio del aire comprimido.Un circuito neumtico est formado por los siguientes elementos:a. El generador de aire comprimido, que es el dispositivo que comprime el aire de la atmsfera hasta que alcanza la presin necesaria para que funcione la instalacin.b. Lastuberasy los conductos, a travs de los que circula el aire comprimidoc. Losactuadores, como los cilindros y losmotores, que son los encargados de convertir los tubos en mbolos y moverlos para accionar el circuito.d. Loselementos de control, como lasvlvulasdistribuidoras. Las vlvulas abren o cierran el paso del aire.A continuacin, se presenta el desarrollo del reporte con esquemas y dibujos, as como tambin la parte terica que esta corresponde; por ltimo la bibliografa que se utiliz.

OBJETIVOS. Comprender el funcionamiento de los elementos en un circuito neumtico.

REVISIN BIBLIOGRFICA.

Actuadores neumticos.A los mecanismos que convierten la energa del aire comprimido en trabajo mecnico se les denomina actuadores neumticos. Aunque en esencia son idnticos a los actuadores hidrulicos, el rango de compresin es mayor en este caso, adems de que hay una pequea diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad.

Existen varios tipos: Cilindros o pistones Neumticos.En este tipo de actuador, el movimiento se trasmite mediante la accin de un pistn alojado dentro de un cilindro a presin. Un cilindro est compuesto bsicamente de tres partes: El compartimiento, el mbolo y el vstago. Cilindros de doble vstago: Posee vstago en ambos extremos del compartimiento. Cilindro Tndem: Son dos cilindros acoplados mecnicamente, de modo que la fuerza resultante es la suma de la fuerza de cada cilindro. Cilindro multiposicional: Tambin son dos cilindros acoplados mecnicamente, de modo que si las longitudes de cada uno son diferentes, se pueden obtener cuatro posiciones distintas con dos seales de control. Cilindro de Impacto: Es un cilindro con dos cmaras de aire, en una de cuales se acumula una presin que luego es liberada de manera rpida sobre la cmara que contiene el mbolo. El resultado es un movimiento del vstago con velocidad tal que se transforma en un fuerte impacto. Cilindro de giro: Estos cilindros poseen un acople mecnico, que transforma el movimiento lineal de un vstago interno en un movimiento de giro sobre una pieza circular externa. Los cilindros pueden ser de efecto simple o doble.

-Cilindros de simple efecto: Este trmino no es dado a los actuadores que utilizan la presin del aire para generar el movimiento del eje en un solo sentido. Para el regreso, luego de eliminar la presin del aire, se utilizan resortes que empujan al eje hasta su posicin de reposo.-Cilindro de doble efecto: Son llamados as los actuadores que utilizan el aire a presin para generar los dos movimientos del eje, es decir, la ida y el regreso.

Existen otro tipo de actuadores neumticos que son los motores: Motores de Alertas Rotativas: Son ligeros y compactos con un arranque y una parada muy rpidos de velocidad variable, controlarlos resulta relativamente simple aunque no es as controlar la posicin con este tipo de motor.

Motores de pistones: Sus caractersticas son similares a las de los motores de alertas rotativas aunque la diferencia entre ambos radica fundamentalmente en que los de pistones son de una velocidad inferior as como el nivel de vibracin.

METODOLOGA.

1. Se explic previamente en lo que consistira la prctica, como seran los circuitos neumticos y como funcionaran.2. Se dividi en 2 equipos la seccin para poder trabajar ms eficientemente con el material disponible.3. Se sacaron los materiales y se asign un rea de trabajo a cada equipo.4. Se activ la fuente de potencia neumtica para las pruebas5. Se armaron 3 circuitos, uno por uno y se probara su funcionamiento.6. Se tomaron fotos del funcionamiento para el reporte.7. Se guard todo.

MATERIALES. Unidad de potencia o unidad generadora de aire comprimido. Vlvula 3x2, monoestable, accionamiento manual (Botn). Unidad de mantenimiento. Vlvula 3x2, monoestable, accionamiento mecnico (Palanca). Vlvula 5x2, biestable, accionamiento mecnico-neumtico. Vlvula reguladora de velocidad. Cilindro simple efecto, con retorno del vstago a su posicin inicial. Cilindro doble efecto.A continuacin se presenta la simbologa de cada uno de los materiales utilizados:

Figura 1: Unidad de potencia (Smbolos completos).Figura 2: Unidad de potencia (Smbolo simplificado).

Figura 4: Unidad de mantenimiento (smbolo simplificado).Figura 3: Vlvula 3x2, monoestable, accionamiento manual (Botn).

Figura 6: Vlvula 3x2, monoestable, accionamiento mecnico (Palanca).

Figura 5: Unidad de mantenimiento (smbolos completos).

Figura 7: Vlvula 5x2, biestable, accionamiento mecnico-neumtico.

Figura 8: Vlvula reguladora de velocidad.

Figura 10: Cilindro doble efecto.

Figura 9: Cilindro simple efecto, con retorno del vstago a la posicin inicial.

DESARROLLO.Siguiendo la metodologa antes mencionada, se sabe que esta prctica consisti esencialmente en realizar 3 circuitos neumticos, donde se contaron con los materiales previamente expuestos, para la realizacin de dichos circuitos. A continuacin se muestra la realizacin de cada circuito neumtico y el anlisis respectivo de ellos.I. Circuito de potencia.Se encarg de subministrar el aire comprimido necesario para mover los actuadores neumticos (cilindros). Esencialmente contaba con la unidad de potencia (ver figura 1 y 2); vlvula 3x2 (ver figura 3), monoestable, accionamiento manual (Botn) y la unidad de mantenimiento (ver figura 4 y 5). En la siguiente figura se presenta el circuito de potencia, utilizando la simbologa simplificada de la unidad de potencia y de mantenimiento (Ver figura 9):

Figura 11: Circuito de potencia. Interruptor (Botn) de la vlvula de control direccional no presionado.

Al observar la figura anterior (ver figura 11), se aprecia que al no estar presionado el interruptor (Botn) de la vlvula direccional 3x2, el aire comprimido proporcionado por la unidad de potencia (U.G de Aire comprimido) no puede circular hasta la unidad de mantenimiento y con ello no puede ser utilizado por ningn actuador neumtico. Sin embargo, si se presiona el interruptor de la vlvula 3x2 el fluido proveniente de la unidad de potencia pasa directamente a la unidad de mantenimiento sin restricciones, por lo tanto el aire comprimido generado puede ser utilizado por cualquier cilindro neumtico o actuador (ver figura 12).

Figura 12: Circuito de potencia. Interruptor (Botn) de la vlvula de control direccional presionado.

II. Circuito 1.Este circuito est compuesto del circuito de potencia (ver figuras 9 y 10); vlvula 3x2 (ver figura 6) monoestable, accionamiento mecnico (palanca) y un actuador neumtico (cilindro de simple efecto) (ver figura 9). A continuacin se presenta el circuito1 (ver figura 13):

Figura 13: Circuito 1. Interruptores de las vlvulas 3x2 sin presionarse; cuenta con el circuito de potencia y un actuador neumtico (cilindro simple efecto)

En la figura anterior (ver figura 13) los interruptores de las vlvulas 3x2 no se encuentran presionados, por ello, el aire comprimido proporcionado por la unidad de potencia no puede ser utilizado por el actuador neumtico para generar movimiento. Por otro lado, si se presiona el interruptor de la primera vlvula 3x2, que corresponde el circuito de potencia, el fluido (aire comprimido) pasara por la unidad de mantenimiento, pero no pasara por la segunda vlvula 3x2 que forma parte del circuito 1, ya que su interruptor mecnico (palanca) no se encuentra activado; por lo tanto, se provoca una sobrepresin en el sistema (circuito) neumtico y con ello se abre la vlvula de alivio, que forma parte de la unidad de potencia (ver figura 1). A continuacin se muestra como se circula el fluido (lnea azul), tomando en consideracin lo antes mencionando (ver figura 14):Figura 14: Circuito 1. Interruptor de la primera vlvula 3x2 activado. La lnea azul indica donde se encuentra el aire comprimido proporcionado por la unidad de potencia.

Ahora, si se presiona los interruptores de las vlvulas 3x2, el aire comprimido proporcionado por la unidad de potencia pasara por la primera vlvula 3x2, la unidad de mantenimiento, la segunda vlvula 3x2 y con esto se activara el actuador neumtico que este caso es un cilindro simple efecto, generando un movimiento horizontal positivo (Ver figura 15). Si se deja de presionado la palanca de la segunda vlvula 3x2, se genera una sobrepresin por lo que se abre la vlvula de alivio que se encuentra en la unidad de potencia (ver figura1). Por otra parte, si el interruptor de la segunda vlvula 3x2 se deja de presionar, el cilindro simple efecto regresa a su posicin inicial, ya que cuenta con un resorte que empuja la base del vstago (embolo) y lo regresa a su estado inicial; asimismo se cierra la vlvula 3x2 (segunda) y evita el paso del fluido al actuador neumtico (cilindro simple efecto). A continuacin se muestra el comportamiento del cilindro simple efecto, al actuar sobre los interruptores de las vlvulas 3x2:Figura 15: Circuito 1. Los interruptores de las vlvulas 3x2 estn activados. La lnea azul indica donde se encuentra el aire comprimido proporcionado por la unidad de potencia. La flecha roja indica que la palanca de la vlvula 3x2 est siendo presionada. El cilindro doble efecto realiza un movimiento horizontal positivo.

En seguida se muestra el circuito real, realizado en la prctica, con sus correspondientes elementos (ver figura 16):

Figura 16: Circuito 1 real realizado en la prctica.

Elementos mostrados en la figura 16.1. Vlvula 3x2, monoestable, accionamiento manual (Botn).2. Unidad de mantenimiento.3. Vlvula 3x2, monoestable, accionamiento mecnico (Palanca).4. Cilindro simple efecto, con retorno del vstago a su posicin inicial.

III. Circuito 2.En este circuito se utilizaron el circuito de potencia (ver figuras 9y 10); 2 vlvulas 3x2 de accionamiento mecnico (palanca), monoestables (ver figura 6); vlvula 5x2 de accionamiento mecnico neumtico, biestable (ver figura 7) y un cilindro doble efecto (ver figura 10). En seguida se muestra el circuito 2 (ver figura 17):(3)

Figura 17: Circuito 2. Interruptores de las vlvulas 3x2 y 5x2 sin presionarse; cuenta con el circuito de potencia y un actuador neumtico (cilindro doble efecto.)

Al observar el circuito anterior (ver figura 17) se puede notar que al no estar presionado el interruptor de la primer vlvula 3x2, el aire comprimido proveniente de la unidad de potencia no puede pasar a la unidad de mantenimiento y con ello a las siguientes vlvulas (3x2 y 5x2) no puede circular dicho fluido y adems con esto el actuador neumtico (cilindro doble efecto) no realiza ningn movimiento (positivo y negativo).Por otro lado, si se presionan los interruptores de la primera y segunda vlvula 3x2, el fluido puede circular desde la unidad de potencia hasta la vlvula 5x2 y con ello generar un movimiento horizontal positivo del vstago del cilindro (ver figura 18). Esto ocurre, ya que la vlvula 5x2 es de accionamiento mecnico neumtico, con esto el aire comprimido que ha pasado anteriormente por la vlvula 3x2 (2) acciona dicha vlvula 5x2 y con ello, el aire puede pasar libremente hasta el cilindro doble efecto por medio de la tubera 3. De manera inversa, si se presionan los interruptores de la primera y tercera vlvula 3x2(3), el fluido circula libremente hasta actuar sobre la vlvula 5x2 de accionamiento mecnico neumtico y con ello se genera un movimiento horizontal negativo del vstago del propio cilindro, por medio de la circulacin del fluido de la tubera 3 hasta dicho cilindro (ver figura 19).Adems como se sabe la vlvula 5x2, combina el accionamiento mecnico con el neumtico, esto quiere decir, que cuando se presionen los interruptores mecnicos la vlvula puede moverse al lado izquierdo o derecho, esto en dependencia de cual interruptor se presione.A continuacin se presentan el comportamiento del cilindro doble efecto en dependencia de las vlvulas activadas. Las lneas azules representan la circulacin del fluido (aire comprimido) y las lneas azul cielo muestran la no circulacin de dicho fluido:

(3)

Figura 18: Circuito 2. Interruptores de las vlvulas 3x2, 3x2(2) y 5x2 activados; se genera un movimiento horizontal positivo del actuador neumtico (cilindro doble efecto)

Figura 19: Circuito 2. Interruptores de las vlvulas 3x2, 3x2(3) y 5x2 activados; se genera un movimiento horizontal negativo del actuador neumtico (cilindro doble efecto)

En seguida se muestra el circuito real, realizado en la prctica, con sus correspondientes elementos (ver figura 20):654321

Figura 20: Circuito 2 real realizado en la prctica.

IV. Circuito 3.Este consto del circuito de potencia (ver figuras 9y 10); 2 vlvulas 3x2 de accionamiento mecnico (palanca), monoestables (ver figura 6); vlvula 5x2 de accionamiento mecnico neumtico, biestable (ver figura 7); vlvula de control de velocidad (ver figura 8) y un cilindro doble efecto (ver figura 10). En seguida se muestra el circuito 3 (ver figura 21):(3)

Figura 21: Circuito 3. Interruptores de las vlvulas 3x2 y 5x2 sin presionarse; vlvulas de control de velocidad sin modificarse; cuenta con el circuito de potencia y un actuador neumtico (cilindro doble efecto.)

Como puede observarse en la figura antes expuesta (ver figura 21), los interruptores de las vlvulas 3x2 (primera, segunda y tercera, de izquierda a derecha) se encuentran desactivadas (no presionadas), la vlvula 5x2 de la misma manera y las vlvulas de control de velocidad dejan el libre flujo de aire comprimido, pero al no estar activadas ninguna de las vlvulas anteriores el cilindro doble efecto no genera ningn movimiento horizontal.Por otra parte, si se activan los interruptores de las vlvulas 3x2 y 5x2 y adems se modifica en la vlvula de control de velocidad, con esto disminuye el flujo volumtrico (l/min). Con esto la cantidad de fluido (aire comprimido) es limitado (ver figura 22).En el siguiente diagrama se puede ver el circuito 3.Figura 22: Diagrama del Circuito 3. Las flechas indican el sentido del flujo

Ahora bien, en la realidad fsica, las 2 vlvulas de 3x2 estaban cerca del pistn para crear el efecto de autonoma del sistema.Cuando se pona funcionar todo el circuito, primero se activaba la primera vlvula de 3x2, esta permita pasar el fluido a todo el circuito. Luego se activaba la segunda vlvula de 3x2 y esta activaba la vlvula 5x2 de manera que permita el flujo al pistn y lo mova, haciendo que el vstago se moviera en sentido positivo (hacia la derecha). Dado que las 2 ltimas vlvulas de 3x2 estaban en la trayectoria del vstago, este las activaba, teniendo reaccin estas ltimas en la vlvula de 5x2. Esta ltima cambiaba el flujo de entrada en el pistn, lo que generaba constante movimiento retroalimentando todo el sistema. El circuito se mantendra en movimiento siempre y cuando la unidad de potencia este activa (ver figura 23).

En seguida se muestra el circuito 3Figura 22: Circuito 3 real realizado en la prctica.

CONCLUSION.La prctica se realiz en tiempo y forma, y pudo ver la importancia que tiene el sistema neumtico por sus aplicaciones en una gran variedad de mquinas e instalaciones industriales, por sus cuatro principales caractersticas: a) Disponibilidad de los fluidos b) seguridad en el uso c) variedad de funcionamiento c) capacidad de automatizacin.

BIBLIOGRAFA. Archivo PDF- Introduccin a los sistemas hidrulicos y neumticos. http://www.edu.xunta.es/centros/cpiantonioorzacouto/system/files/teorianeumatica.pdf Teora de circuitos neumticos http://seritiumneumatica.wikispaces.com/Circuitos+neum%C3%A1ticos+b%C3%A1sicos.