UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC

TRABAJO DE:INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

TEMAACTUADORES Y ELECTROVALVULAS

PRESENTADO POR:DEIVIS CONRADO O.

AL DOCENTE:EVIS BARCASNEGRAS

BARRANQUILLA-ATLANTICO2014

ACTUADORUnactuador esun dispositivo capaz de transformar energa hidrulica, neumtica o elctrica en la activacin de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las vlvulas.

Existen varios tipos de actuadores: Hidrulicos Neumticos Elctricos

Los actuadores hidrulicos, neumticos y elctricos son usados para manejar aparatos mecatrnicos.Por lo general, los actuadores hidrulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumticos son simples posicionamientos.Sin embargo, los hidrulicos requieren mucho equipo para suministro de energa, as como de mantenimiento peridico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumticos tambin son limitadas desde el punto de vista de precisin y mantenimiento.Los actuadores ms usuales son: Cilindros neumticos e hidrulicos. Realizan movimientos lineales. Motores (actuadores de giro) neumticos e hidrulicos. Realizan movimientos de giro por medio de energa hidrulica o neumtica. Vlvulas. Las hay de mando directo, motorizadas, electro neumticas, etc. Se emplean para regular el caudal de gases y lquidos. Resistencias calefactoras. Se emplean para calentar. Motores elctricos. Los ms usados son de induccin, de continua, sin escobillas y paso a paso. Bombas, compresores y ventiladores. Movidos generalmente por motores elctricos de induccin.ACTUADORES HIDRULICOSLos actuadores hidrulicos, que son los de mayor antigedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operacin, funcionan en base a fluidos a presin. En este tipo de actuador su fuente de energa es aceites minerales a una presin comprendida entre los 50 y 100 bares, llegando a superar los 300 bar.Existen tres grandes grupos: cilindro hidrulico motor hidrulico motor hidrulico de oscilacin

Cilindro hidrulicoExisten varios tipos o clases de cilindros hidrulicos: Cilindro hidrulico tipo buzo Cilindro hidrulico tipo simple efecto Cilindro hidrulico tipo doble efectoCilindro hidrulico tipo buzoEs el tpico cilindro que encontramos en los gatos o elevadores hidrulicos. Ejercen la presin en una sola direccin, liberndose dicha presin cuando accionamos algn tipo de mecanismo, ya sea una palanca, llave o pulsador. Solo disponen de una cmara, se suelen montar en vertical porque el retorno se hace por la fuerza de la gravedad.

CILINDRO DE EFECTO SIMPLELa barra esta solo en uno de los extremos del pistn, el cual se contrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del cilindro.

CILINDRO DE DOBLE EFECTOLa carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presin entre los extremos del pistn.

MOTOR HIDRULICOUn motor hidrulico es un actuador mecnico que convierte presin hidrulica y flujo en un par de torsin y un desplazamiento angular, es decir, en una rotacin o giro.

Ventajas Rpidos Alta relacin potencia peso Auto lubricantes Alta capacidad de carga Estabilidad frente a cargas estticasDesventajas Difcil mantenimiento Instalacin especial (filtros, eliminacin aire, sistemas de refrigeracin y unidades de control de distribucin.) Frecuentes fugas CostososACTUADORES NEUMTICOSA 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. En esta clasificacin aparecen los fuelles y diafragmas, que utilizan aire comprimido y tambin los msculos artificiales de hule, que ltimamente han recibido mucha atencin. En este tipo de actuador la fuente de energa es aire a presin entre 5 y 10 bar. Existen dos tipos: Cilndricos Neumticos Motores Neumticos(de aletas rotativas o de pistones axiales)CILINDROS NEUMATICOSEn este tipo de actuador el desplazamiento se consigue como la consecuencia de la diferencia de presin en ambos lados del cilindro sobre un embolo.

Existen dos clases: Efecto Simple Doble EfectoCILINDRO DE SIMPLE EFECTOEl cilindro de simple efecto, slo puede realizar trabajo en un nico sentido, para hacer avanzar el vstago, el aire a presin penetra por el orificio de la cmara trasera, llenndola y haciendo avanzar al vstago. Para que esto sea posible, el aire de la cmara delantera ha de ser desalojado al exterior, a travs del orificio correspondiente. Para el retorno, el cilindro cuenta con un muelle recuperador que lleva incorporado el cilindro, o bien mediante la accin de fuerzas exteriores.En la prctica existen varios tipos. Los ms empleados son los cilindros de mbolo. El movimiento de trabajo es efectuado por el aire a presin que obliga a desplazar al mbolo comprimiendo el muelle, y al desaparecer la presin, el muelle retorna al mbolo a su posicin original. Por eso, los cilindros de simple efecto se utilizan cuando el trabajo debe realizarse en una sola direccin. Hay que tener presente que en la cmara opuesta existe aire a presin atmosfrica, pero que por eso existe un orificio para que dicho aire escape por all.

CILINDRO DE DOBLE EFECTOAl mencionar que el cilindro es de doble efecto, nos referimos a que se puede mover en dos direcciones en funcin de por dnde le entre el aire comprimido al cilindro y por donde lo expulse. As el cilindro tiene la habilidad de ejercer un trabajo en los dos sentidos del movimiento. El campo de aplicacin de los cilindros de doble efecto es mucho ms extenso que el de los cilindros de simple efecto. Incluso si no es necesario ejercer una fuerza en los dos sentidos, el cilindro de doble efecto es preferible, que el cilindro de simple efecto con muelle de retorno incorporado.El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de mbolo y posee dos tomas para el aire comprimido situados a ambos lados del mbolo. Al aplicar aire a presin en la cmara posterior y comunicar la cmara anterior con la atmsfera a travs de una vlvula, el cilindro realiza la carrera de avance. La carrera de retroceso se efecta introduciendo aire a presin en la cmara anterior y comunicando la cmara posterior con la atmsfera, para que el aire atrapado en esa cmara salga y permita el desplazamiento.

MOTORES NEUMATICOSLos motores neumticos realizan la funcin de transformar la energa neumtica en energa mecnica de rotacin. El proceso se desarrolla de forma inversa al de la compresin. Sus principales caractersticas pueden resumirse en: son ligeros y compactos El arranque y paro es muy rpido, pueden trabajar con velocidad y par variable, sin necesidad de un control complejo Baja inercia MOTORES DE ALETA ROTATIVAAl entrar aire a presin en uno de los compartimientos, formados por dos aletas la carcasa, tienden a girar hacia un sentido.

MOTORES DE PISTONES AXIALESTienen un eje de giro solidario a un tambor que se obliga a girar por las fuerzas que ejercen varios cilindros, que se apoyan sobre un plano inclinado.

Ventajas Son ligeros y compactos El arranque y paro es rpido Pueden trabajar con velocidad y par variables sin necesidad de un control complejo Baja inercia Proporcionan una marcha suave, contina y exenta de vibraciones No se daa con sobrecargas No son afectados por: el calor, ni por atmsferas Hmedas o corrosivas. Resisten explosiones y golpes.Desventajas Dificulta de control continuo Instalacin especial( compresor, filtros) RuidosoActuadores elctricosEste tipo de actuador presenta gran control sencillez y precisin, por tanto son los mas utilizados en los robots industriales actuales.Existen tres tipos: Motores de corriente continua DC Motores paso a paso Motores de corriente alternaMOTORES DCSon los mas usados en la actualidad debido a su facilidad de control. En este caso, se utiliza en el propio motor un sensor de posicin (Encoder) para poder realizar su control. Las velocidades de rotacin que se consiguen con estos motores son del orden de 1000 a 3000 rpm con un comportamiento muy lineal y bajas constantes de tiempo. Las potencias que pueden manejar de w hasta kw.Las desventajas del motor de corriente continua son el obligado mantenimiento de las escobillas, adems de que no es posible mantener el par con el rotor parado ms de unos segundos, debido a los calentamientos que se producen en el colector.

MOTORES ACLos motores de induccin son los ms empleados de todos los tipos, por su poco mantenimiento y robustez. Entre los diferentes tipos de motores de AC que han aparecido en el mercado para variar la velocidad, ninguno ha sido aceptado por la industria. Tanto que an se buscan los motores de rotor devanado para arranques pesados y un control burdo de velocidad, lo que es suficiente en algunas aplicaciones.

Las mejoras que se han introducido hacen que se presenten como un gran competidor de los motores de DC, esto se debe principalmente a: Construccin de rotores sncronos sin escobillas Uso de convertidores estticos Empleo de la microelectrnica Se divide en: Motores sncronos Motores asncronos

MOTORES SNCRONOS La velocidad de giro depende nicamente de la frecuencia de la tensin que alimenta el inducido, para poder variar esta con precisin, el control de velocidad se realiza mediante un convertidor de frecuencia.

MOTORES ASNCRONOSLos motores asncronos son un tipo de motores elctricos de corriente alterna. El primer prototipo de motor elctrico capaz de funcionar con corriente alterna.MOTORES PASO A PASOLos motores paso a paso se puede controlar posicionamiento sin recurrir a costosos servosistemas.Existen dos tipos de motores paso a paso: De imanes permanentes. De reluctancia variable.

IMANES PERMANENTESEl rotor posee una polarizacin magntica constante, gira para orientar sus polos de acuerdo al campo magntico creado por las fases del estator.RELUCTANCIA VARIABLEEl rotor est formado por un material ferro-magntico que tiende a orientarse de modo que facilite el camino de las lneas de fuerza del campo magntico generada por las bobinas del estator.Ventajas Precisos Fiables Fcil control Sencilla instalacin SilenciososDesventajas Potencia limitada

ELECTROVALVULASLas electrovlvulas son dispositivos que responden a pulsos elctricos. Gracias a la corriente que circula a travs del solenoide es posible abrir o cerrar la vlvula controlando, de esta forma, el flujo de fluidos. Al circular corriente por solenoide genera un campo magntico que atrae el ncleo mvil y al finalizar el efecto del campo magntico, el ncleo vuelve a su posicin, en la mayora de los casos, por efecto de un resorte.Las electrovlvulas son ms fciles de controlar mediante programas de software. Es ideal para la automatizacin industrial.Las electrovlvulas se utilizan en gran nmero de sistemas y rubros industriales que manejan fluidos como el agua, el aire, el vapor, aceites livianos, gases neutros y otros. En particular, las electrovlvulas suelen implementarse en lugares de difcil acceso ya que pueden ser accionadas por medio de acciones elctricas. Tambin son utilizadas en vaco o hasta en altas presiones y altas temperaturas.Vlvulas direccionales

Electrovlvulas 2/2Pertenecen a este grupo todas las vlvulas de cierre que poseen un orificio de entrada y otro de salida (2 vas) y dos posiciones de mando. Slo se utilizan en aquellas partes de los equipos neumticos donde no es preciso efectuar por la misma vlvula la descarga del sistema alimentado; slo actan como vlvulas de paso. Pueden ser normal cerradas o normal abiertas, segn cierren o habiliten el paso respectivamente en su posicin de reposo.

Vlvulas 3/2Adems de alimentar a un circuito, permiten su descarga al ser conmutadas. Tambin las hay normalmente cerradas o abiertas.

Vlvulas 5/2stas poseen cinco orificios de conexin y dos posiciones de mando. A diferencia de la 4/2, poseen dos escapes correspondiendo uno a cada utilizacin. Esto brinda la posibilidad, entre otras cosas, de controlar la velocidad de avance y retroceso de un cilindro en forma independiente.