Cuadernillo Teórico y Práctico
March 11, 2023 | Author: Anonymous | Category: N/A
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ÍNDICE UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGÍA SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA.......... NEUMÁTICA...........2 .2 1.1 Conceptos Básicos De La Neumáca................... Neumáca................................. ............................. .............................. ........................................ ......................... 3 1.2 Conceptos Básicos De La Hidráulica................. Hidráulica............................... ............................. .......................................................... ...........................................6 6 1.3 Símbolos y normas de neumáca e hidráulic hidráulica.................. a................................. ..................................................... ...................................... 25 1.4 Ventajas Y Desventajas Desventajas De Los Sistemas Hidráulicos Y Neumácos...................... Neumácos........................................50 ..................50 UNIDAD 2: DISPOSITIVOS DISPOSITIVOS NEUMÁTICOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS.................. HIDRÁULICOS................................. ............................. ................................ .................. 70 2.1 Producción y distribución de aire comprimido.............................. comprimido............................................. .........................................71 ..........................71 2.2 Producción y distribución de potencia hidráulica....................... hidráulica..................................... ............................. .............................. ...............88 88 2.3 Actuadores Neumácos E Hidráulicos................. Hidráulicos................................ ............................. ............................. .................................... .....................106 106 2.4 Válvulas Válvulas de vías neumácas e hidráulicas.................. hidráulicas................................. .............................. ............................. .............................110 ...............110 2.5 Válvulas de bloqueo, de presión y de fujo ...........................................................................139 UNIDAD 3: CIRCUITOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS NEUMÁTICOS Y ELECTRONEUMÁ ELECTRONEUMÁTICOS......................... TICOS......................................................143 .............................143 3.1 Desarrollo de circuitos circuitos neumácos................... neumácos................................. ............................. ..................................................... ...................................... 143 3.2 Desarrollo de circuitos circuitos electroneumácos........... electroneumácos......................... ............................. ..................................................160 ...................................160 UNIDAD 4 CIRCUITOS CIRCUITOS HIDRÁULICO HIDRÁULICOSS Y ELECTROHIDRÁULICOS...... ELECTROHIDRÁULICOS..................... .............................. ..................................180 ...................180 4.1 Desarrollo de circuitos picos hidráulicos......................... hidráulicos........................................ ................................................... ....................................181 181 4.2 Desarrollo picos de circuitos circuitos electrohidráulicos.......... electrohidráulicos......................... ............................. ........................................ ..........................187 187 UNIDAD 5 APLICACIONES APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA-ELECTRÓNI NEUMÁTICA-ELECTRÓNICA CA E HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA...........204 HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA...........204
SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS DE POTENCIA
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UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS FUNDAMENT OS Y SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA.
UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA. Los sistemas neumácos e hidráulicos se encuentran diundidos por todos los ámbitos, rieg riego o de ca camp mpos os,, inst instal alac acio ione ness de ag agua ua pota potabl blee y de dese desech chos os,, en lo loss ve vehí hícu culo loss autopropulsados ulizados en el transporte, aire acondicionado, etc. Sin embargo es en la industria donde nos interesa conocer cuál ha sido su implantación. Página 2
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1.1 Conceptos Básicos De La Neumática. La neumáca es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer uncionar mecanismos. Los procesos consisten en incrementar la presión de aire y a través de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumáco (por ejemplo ejemplo los cilindros) y eectuar un tra trabajo bajo úl. Los circuitos neumácos básicos están ormados por una serie de elementos que enen la unción de la creación de aire comprimido, su distribución y control para eectuar un trabajo úl por medio de unos actuadores llamados cilindros.
Historia. La neumáca es el conjunto de las aplicaciones técnicas (transmisión y transormación de uerzas y movimiento) que ulizan la energía acumulada en el aire comprimido. Desde hace mucho empo se ha ulizado consciente o inconscientemente en disntas aplicaciones. El griego Ktesibios ue el primero que se sepa con seguridad ulizó aire comprimido como elemento de trabajo. Hace más de 2000 años construyó una catapulta de aire comprimido. Uno de los primeros libros que trató el empleo de aire comprimido como energía data del siglo I, describiendo mecanismos accionados por aire comprimido. La propia palabra procede de la expresión griega “pneuma” “pneuma”,, que se reere a la respiración, el viento y, en losoa, al alma. Hasta nales del siglo pasado no se comenzó a estudiar sistemácamente sistemá camente su comportamient comportamiento o y reglas, ccuando uando el estudio de los gases es objeto de ciencos como Torricelli, Pascal, Marioe, Boyle, Gay Lussac, etc. La verdadera irrupción de la neum neumá áca ca en la in indu dust stri riaa se di dio o a par parrr de 19 1950 50 con con la in intr trod oduc ucci ción ón de la automazación en los procesos de trabajo, aunque al comienzo ue rechazada por su desconocimiento. Hoy en día no se concibe una explotación indust industrial rial sin aire comprimido. La automazación permite la eliminación total o parcial de la intervención humana. Asume pues algunas unciones intelectuales más o menos complejas de cálculo y de decisión. La “neumáca convencional” es la tecnología que emplea elementos neumácos con partes mecánicas en movimiento. La energía estáca contenida en un fuido bajo presión de 3 a 10 Kg/cm2 es transo transormada rmada en energía mecánica mediante los actuadores (cilindros o motores).
Propiedades Del Aire. Página 2
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•Elastcidad.Elastcidad.- La La presión ejercida en un gas se transmite con igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba. •Compresibilidad.- Un gas se puede comprimir en un recipiente cerrado aumentando la •Compresibilidad.- Un presión. •Incoloro.- Sin •Incoloro. Sin color. •Fluidez.- No •Fluidez. No orecen ningún po de resist resistencia encia al desplazamien desplazamiento. to. •Generación del aire aire comprimido.- sin limitaciones ya que la materia prima es sin costo. •Fácil disribución.- no disribución.- no precisa recuperación. •Fácil de acumular.- en acumular.- en tanques o depósitos. •Puede ser ulizado ser ulizado en ambientes explosivos o infamables. i nfamables. •No inerfere con inerfere con el medio ambiente.
Fundamentos Físicos. El aire es una mezcla de gases cuya composición volumétrica es aproximadamente la siguiente:
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Su peso especíco es de 1,293 Kg/m3 K g/m3 a 0ºC y una atmóser atmóseraa (1,013 bar) de presión. Es muy compresible, sensible a las variaciones de temperatura y se adapta perectamente a la orma del recipiente que lo conene. Es incoloro en masas normales y de color azulado en grandes volúmenes.
Cualidades DE La Neumática
El aire es un elemeno abundane en la nauraleza. Se puede ransporar ácilmene. Es compresible. No exise riesgo de explosión ni incendio en ambienes peligrosos. Las ugas no crean ningún problema debido a la limpieza del aire. Los elemenos se manejan ácilmene sin que enrañen peligrosidad.
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1.2 Conceptos Básicos De La Hidráulica. Introducción a la hidráulica La hidr hidráu áulic licaa es la ci cien encia cia qu quee orm ormaa part partee la sic sicaa y comp compre rend ndee la tran transm smis isió ión n y regulació reg ulación n de uerzas y movimi movimiento entoss por medio de los líquidos. Cuan Cuando do se escuch escuchee la palabra pala bra “hidr “hidráulic áulica” a” hay que rema remarca rcarr el concept concepto o de que es la tra trans nsorma ormación ción de la energ ene rgía, ía, ya sea de mec mecáni ánica ca ó elé eléctr ctrica ica en hid hidrá ráulic ulicaa par paraa obt obtene enerr un benecio benecio en términos de energía mecánica al nalizar el proceso. Emológicamente la palabra hidráulica se reere al agua: Hidros = agua. Aulos = fauta. Algunos Algun os especia especialist listas as que no empl emplean ean el agua como medio tra transmis nsmisor or de energ energía, ía, sino qu quee el ace aceit itee han esta estable blecid cido o los sig siguie uient ntes es té términ rminos os par paraa Oleodinámica, Oleohidráulica u Oleólica.
est estab ablece lecerr la dis disnc nción ión::
La Hidráulica es la tecnología que emplea un líquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer uncionar mecanismos. Básicamente consiste en hacer aumentar la presión de este fuido (el aceite) por medio de elementos del circuito hidráulico (compresor) para ulizarla como un trabajo úl, normalmente normalmente en un element elemento o de salida llamado cilindro. El aumento de esta presión se puede ver y estudiar mediant mediantee el principio de Pascal.
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Los cilindros solo enen recorrido de avance y retroceso en movimiento reclíneo, es por eso que si queremos otro movimiento deberemos acoplar al cilindro un mecanismo que hagaa el cam hag cambio bio de mo movim vimien iento to.. En un sis siste tema ma hid hidrá ráuli ulico co el ace aceite ite sus sustu tuye ye al air airee comprimido que se usa en neumáca. Muchas excavadoras, el camión de la basura, los coches, etc. ulizan sistemas hidráulicos para mover mecanismos que están unidos a un cilindro hidráulico movido por aceite. Al llamarse hidráulica puede pensarse que solo usa agua, cosa que no es así, es más casi nunca se usa agua solo se usa aceite. En la teoría si se usa aceite debería llamarse Oleohidraúlica, pero no es así. En la prácca cuando hablamos de sistemas por aceite, agua o cualquier fuido líquido usamos la palabra hidráulica.
Producción De Energía Hidráulica La ventaja que que implica la ulización de la energía hidráulica hidráulica es la posibilidad de transmir grandes uerzas, uerzas, empleando para ello pequeños elementos elementos y la acilidad de poder realizar maniob mani obra rass de ma mand ndos os y re regl glaj aje. e. A pesa pesarr de es esta tass ve vent ntaj ajas as hay hay tamb tambié ién n cie ciert rtos os inconvenientes inconvenien tes debido al fuido empleado como medio para la tran transmisión. smisión. Esto debido a las grandes grandes presio presiones nes que se manejan en el sist sistema ema las cuales posib posibilita ilitan n el pelig peligro ro de accidentes, por esto esto es preciso cuidar que los empalmes se encuent encuentren ren perecta perectamente mente apretados y estancos.
Fluidos de Potencia. La vida úl del sistema hidráulico hidráulico depende en gran medida medida de la selección y del cuidado que se tenga con los fuidos hidráulicos. hidráulicos. Al igual que con los componentes componentes metálicos de un sistema hidráulico, hidráulico, el fuido hidráulico deb debee seleccionarse con base en sus caracteríscas caracteríscas y propiedades para para cumplir con la unción para la cual ue diseñado. Se usan líquidos en los sistemas sistemas hidrául hidráulicos icos porqu porquee enen entre otras las siguient siguientes es ventajas: 1. Los líquidos oman la orma del recipiene que los contene. 2. Los líquidos son práctcamene incompresibles. 3. Los líquidos ejercen igual presión en odas las direcciones. 4. Los líquidos oman la orma del recipiene que los contene.
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5. Los líqu líquidos idos amb ambién ién uye uyen n en cualquie cualquierr dirección al pasar a ravé ravéss de ube uberías rías y mangueras de cualquier orma y amaño. Un líquido es práccamente incompresible. Cuando una sustancia se comprime, ocupa menos espacio. Un líquido ocupa el mismo espacio o volumen, aun si se aplica presión. El espacio o volumen ocupado por una sustancia se llama “desplazamiento”. De acuerdo acuerdo con la Ley de Pa Pascal, scal, “la pres presión ión ejerc ejercida ida en un líquido líquido,, conten contenido ido en un recipiente cerrado, cerrado, se transmit transmitee íntegramen íntegramente te en todas las direcciones y actúa con igual uerzaa en toda uerz todass las área áreas” s”.. Por tan tanto, to, en un sist sistema ema cerrad cerrado o de aceite hidrá hidráulico ulico,, una uerzaa apli uerz aplicada cada en cualquier punt punto, o, transmite transmite igual pres presión ión en toda todass las direc direcciones ciones a través del sistema. Las principales unciones de los uidos hidráulicos son: • Transmir potencia • Lubricar • Sellar • Rerigerar Transmisión de poencia. poencia. Puesto que un fuido prá Puesto práccame ccament ntee es incompr incompresib esible, le, un sist sistema ema hidrá hidráulico ulico lleno de fuido puede producir potencia hidráulica instantánea de un área a otra. Sin embargo, esto no signica signica que todo todoss los fuido fuidoss hidráu hidráulicos licos sean igua iguales les y tra transmit nsmitan an potenci potenciaa con la misma eciencia. Para Para escoger el fuido hidráulico corr correcto, ecto, se deben tener en cuent cuentaa el po de aplica aplicació ción n y las con condic dicion iones es de ope opera ració ción n en las qu quee un uncio cionar naráá el sist sistema ema hidráulico. Lubricación. Lubricación. Los fuidos hidráulicos hidráulicos deben lubricar las pieza piezass en movimiento del sistema sistema hidráulico. Los componentes component es que rotan o se deslizan deben poder tr trabajar abajar sin entra entrarr en contacto con otras supercies. supercies. El fuido hidráulico d debe ebe mantener una película delga delgada da entre las do doss supercies para evitar evitar el calor calor,, la ricción y el desgast desgaste. e. Acción sellane. Algunos componentes componentes hidráulicos están diseña diseñados dos para usar fuidos hidráulicos en lugar de sellos mecánicos mecánicos entr entree los compo component nentes. es. La propieda propiedad d del fuido de tener acción sellante depende de su viscosidad. Enriamieno Página 2
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El uncionamiento del sistema hidráulico hidráulico produce calor a medida que se transer transeree energía mecánica a energía hidráulica hidráulica y viceversa. La trans transerencia erencia de calor en el sistema se realiza entre los componentes componentes calientes y el fuido que circula a menor temperatura. temperatura. El fuido a su vez transere transere el calor al tanque o a los enriadores, diseña diseñados dos para man mantener tener la temperatura temperatura del fuido dentro de límites denidos. Otras pr propiedades opiedades que debe tener un fuido hidráulico son: Evitar la oxidación y corrosión de las piezas metálicas; resistencia a la ormación de espuma espu ma y a la oxid oxidación ación;; manten mantener er separa separado do el aire aire,, el agua y otr otros os conta contaminan minantes; tes; y mantener su estabilidad en una amplia gama de temperaturas. Viscosidad La viscosidad viscosidad es la medida de la resist resistencia encia de un fuido para fuir fuir a una tem tempera peratur turaa determinada.. Un fuido que fuye ácilmente determinada ácilmente ene una vviscosidad iscosidad baja. Un fuido que no fuyee á fuy ácilm cilment entee en enee una visc viscos osida idad d alt alta. a. La vis viscos cosida idad d de un fui fuido do dep depend endee de la temperatura. tempera tura. Cuando la tempera temperatura tura aument aumenta, a, la viscosidad del fuido disminuye. Cuando la temperatura temperatura disminuy disminuye, e, la viscosidad del fuido aument aumenta. a. El aceite vegetal es un buen ejemplo para mostrar el eecto de la viscosidad con los cambios de temperatura. Cuando el aceit Cuando aceitee vegeta vegetall está río, se espesa y ende a solidica solidicarse. rse. Si calent calentamos amos el aceite vegetal, se vuelve muy delgado y ende a fuir ácilment ácilmente. e. Se pueden dierenciar dierenciar res clases básicas de uidos hidráulicos, hidráulicos, esos son los siguienes: a.- Líquidos de base acuosa: Aceite acuosa: Aceite mineral en agua, Agua en aceite mineral, Agua con glicerina y Glicol – agua. b.- Líquidos sinétcos: Esteres sinétcos: Esteres Fosatados y Siliconas c.- Aceies minerales y vegeales En algunos textos se incluye incluye una cuarta categor categoría ía que es la de los fuidos que no causan da daño ño al med medio io ambi ambien ente, te, est esto o se re reer eree a que el dañ daño o será mín mínimo imo en caso de un derrame. Aceie lubricane Todos los aceites lubricantes se adelgaz adelgazan an cuando la temperatura temperatura aumenta y se espesan cuando la temperatura temperatura d disminuye. isminuye. Si la viscosidad de un aceite lubricant lubricantee es muy baja, habrá un excesivo escape por las juntas y los l os sellos. Página 2
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Si la vis viscos cosida idad d del acei aceite te lubr lubrica icant ntee es muy alt alta, a, el ace aceite ite end endee a “pe “pega gars rse” e” y se necesitar neces itaráá mayor uerz uerzaa para bombear bombearlo lo a tra través vés del sistema sistema.. La visco viscosida sidad d del aceite lubric lub rican ante te se exp expres resaa con un númer número o SAE, SAE, de deni nido do por la Socie Society ty o Aut Automo omove ve Engineers. Los números SAE están denidos como: 5W, 10W, 20W, 30W, 40W, etc. Aceies sinétcos. sinétcos. Los aceites aceites sin sinté téco coss se prod produce ucen n por pro proceso cesoss qu quími ímicos cos en los que ma mate teria riales les de composición especíca reaccionan reaccionan para producir un compu compuesto esto con propiedades úni únicas cas y predecibles. El aceite sintéco se produce especícamente para cierto po de operaciones realizadas a temperaturas altas y bajas. Fluidos resisenes al uego Hay tres pos básicos básicos de fuidos resistentes resistentes al uego: me mezclas zclas de glicol-agua, emulsiones de aceite-agua-aceite y fuidos sintécos. Los fuidos agua-glicol son una mezcla de 35% a 50% de agua (el agua inhibe el uego), glicol (químico sintéco o similar a algunos compuestos con propiedades ancongelantes) y espesantes espesantes del agua. Los adiv adivos os se añaden par paraa mejorar mejorar la lubr lubricació icación n y evit evitar ar la oxidación, la corrosión y la ormación de espuma. Los fuidos a base de glicol son más pesados que el aceite y pueden causar cavit cavitación ación de la bomba a altas vvelocidades. elocidades. Estos fuidos pueden reaccionar con aalgunos lgunos meta metales les y material de los sellos, y no se pued pueden en usar con algunas clases de pint pintura. ura. Las emulsiones emulsiones de agua agua-aceit -aceitee son los fuidos resis resisten tentes tes al uego más econ económico ómicos. s. Al igual que en los fuidos a base de glicol, un porcentaje porcentaje similar de agua (40%), se usa como inhibidor inhib idor al te ueg uego. o. Las emuls emulsiones iones agua agua-aceit -aceitee lase usan eny sistem sistemas as hidráu hidráulicos picos picos.. Generalmen Generalmente conenen adivos para prevenir oxidación la ormación de licos espuma. Los fuidos sintécos sintécos se usan bajo cierta ciertass condicion condiciones es para cumpli cumplirr requ requerimi erimiento entoss especícos. Los fuidos sintécos resistentes al uego son menos infamables que los aceites lubricantes y mejor adaptado adaptadoss para resisr presiones y tempera temperaturas turas altas. Algunas veces ve ces lo loss fuid fuidos os re resi sist sten ente tess al u ueg ego o re reac accio ciona nan n con con el ma mate teri rial al de lo loss se sello lloss de poliuretano poliuretan o y en estos casos puede requerirse el uso de sellos especiales. Vida útl del aceie hidráulico
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El aceite hidráulico no se se desgasta desgasta.. El uso de ltros para rremover emover las parculas sólidas y contaminantes contamina ntes químicos ala alargan rgan la vida úl del aceit aceite. e. Sin embargo embargo,, eventualmen eventualmente te el aceite se contamina tanto que debe reemplazarse. En las máquinas de construcción, el aceite se debe cambiar a intervalos de empos regulares. Los contaminantes contaminantes del aceite pueden usarse usarse como indicadores de desg desgaste aste no común y de posibles problemas del sistema. Aplicaciones neumátcas e hidráulic hidráulicas. as. La neumáca y la hidráulica de encargan respecvamente del estudio de las propiedades y aplicaciones de los gases comprimidos y de los líquidos. Emológicamente estas palabras derivan de las griegas pneuma e hydro, que signican y . Aunque las aplicaciones de los fuidos (gases y líquidos) no son nuevas, lo que sí es relavamente reciente es su empleo en circuitos cerrados en orma de sistemas de control y actuación. Un problema de automazación y control puede resolverse empleando mecanismos, circuitos eléctricos y electrónicos, circuitos neumohidráulicos neumohidráulicos o bien una combinación de todo ello.
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Los circuitos neumácos e hidráulicos se suelen ulizar en aplicaciones que requieren movimientos lineales y grandes uerzas. Como: Maquinaria de gran potencia (excavadora, peroradora de túneles) que emplean
undamentalmente circuitos hidráulicos. Producción industrial automaz automazada. ada. Se emplean circuitos neumácos o hidráulicos. Accionamientos de robot. Para producir el movimiento de las arculaciones de un robot industrial y de las atracciones de eria, se emplean principalmente sistemas neumácos. Máquinas y herramientas de aire comprimido. Como el marllo neumáco o máquinas para pintar a pistola, son ejemplos del uso de la neumáca.
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COMPRESORES. El aire aire comp compri rimi mido do se refi refier ere e a un una a te tecn cnol olog ogía ía o ap aplilica caci ción ón té técn cnic ica a que que ha hace ce us uso o aire que que ha sido sometido a a presión presión por por medio de un compresor . de aire La prod producc ucción ión de aire aire com compri primid mido o se rea realiz liza a med median iante te el compresor . Existe Existen n varias varias clasificaciones, si los clasificamos por la forma de producción sería:
Compresores dinámicos Compresores dinámicos:: Incorp Incorporan oran elemen elementos tos girato giratorios rios que aportan aportan energí energía a cinética al aire. Aumentando la velocidad se consigue mayor presión estática. Se caracterizan por producir un movimiento del aire continuo. Estos a su vez se dividen en:
Radial Axial Radiaxial
De desplazamiento positivo: Aumentan la presión al reducir el volumen, a veces con pistones, tornillos o compartimentos plásticos:
Alternativas
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Rotativas
Compresor alternativo. Tipos de compresores.
Compresores de desplazamiento no positivo o dinámicos.
Compresores de desplazamiento positivo.
Compresores alternativos o reciprocantes.
Compresor de piston.
Compresor de diafragma (membrana)
Compresores rotativos.
Compresor rotativos de paletas.
Compresor rotativo de tornillo.
Compresores de flujo axial
Compresor Roots o lóbulos.
Ventiladores centrifugos de flujo radial.
Compresor scroll.
El comp compre reso sorr re reci cipr proc ocan ante te,, ta tamb mbié ién n deno denomi mina nado do re recí cípr proc oco, o, al alte tern rnat ativ ivo o o de desplazamiento positivo, es un tipo de compresor de gas gas que que logra comprimir un volumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducido mediante una acción de desplazamiento mecánico del pistón pistón dentro dentro del cilindro. cilindro. En estos compresores capacidad se ve afectada por la presión de trabajo. Esto significa que una menor la capacidad presión de succión implica un menor caudal caudal;; para una mayor presión de descarga, también se tiene un menor caudal.
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Ventajas Ven tajas de los compresores alternativos.
Loss co comp mpre reso sores res al alte tern rnat ativ ivos os so son n ma marg rgin inal alme ment nte e má máss ef efic icie ient ntes es qu que e lo loss Lo compre com presor sores es rot rotati ativos vos,, en gen genera eral,l, sie siendo ndo cap capace acess de com compri primir mir la mis misma ma cantidad de gas con un consumo de energía de entre el 5 y el 10 por ciento menos. Permite comprimir tanto aire como gases, con muy pocas modificaciones. Larga duración. Los materiales utilizados en la fabricación de compresores de pistón deben ser de alta calidad y alta resistencia a la fricción y al desgaste. Capacidad de compresión variable. Dependiendo de la cantidad de cilindros, la capacidad de compresión puede aumentar o disminuir, según las necesidades del proceso. Adaptables. Los compresores de pistón pueden adaptarse al tipo de uso y de proceso industrial para el que se requieran. Mantenimiento sencillo y conocido por prácticamente todo el personal mecánico. Mejor CO COP Pa cargas (c (coe oefifici cien entt of perf perfom oman ance ce o co coef efic icie ient nte e de de dese semp mpeñ eño o de un compresor) parciales.
Desventajas de los compresores alternativos.
Frecuentes mantenimientos. Máquinas muy ruidosas. Temperaturas de descarga más elevadas lo que implica más consumo de aceite. Contaminación del fluido por el aceite.
Aplicaciones.
Refinación: las mezclas de hidrogeno e hidrocarburos se comprimen para producir gasolina limpia, diesel, combustibles pesados, aceites de calefacción, lubricantes, asfalto y otros productos de refinería. Petroquímica: miles de productos que van desde plásticos hasta champú, se crean a partir de la compresión de diversas mezclas gaseosas en muchos procesos químicos distintos. Transmisión de gas natural: la mayor parte del gas natural que calienta nuestros hoga hogare ress y coci cocina na nu nues estr tra a comi comida da es ac acop oplad lada, a, pr proc oces esad ada, a, al alma mace cena nada da y transportada por compresores a través de ductos. Embotellado Embotel lado P.E.T .E.T.. Arranque de motores.
Compresor rotativo de paletas.
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Compuesto de un rotor excéntrico provisto de paletas que giran en el interior de un cilindro estanco dotado de dos orificios: uno de aspiración de aire y otro de salida. El rotor está provisto de un cierto número de aletas que se deslizan en el interior de las ranuras y forman las células con la pared del cárter. Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas por la fuerza centrifuga contra la pared del cárter, y debido a la excentricidad el volumen de las células varía constantemente.
Ventajas Ven tajas del compresor rotativo de paletas.
Maquinas poco ruidosas. No necesitan válvula de admisión por lo que el aire o gas aspirado entra de manera continua. No existen espacios muertos perjudiciales. Rendimientos volumétricos muy altos.
Desventajas del compresor rotativo de paletas.
Su fabricación exige una gran precisión. Genera aire con vestigios de aceite, por lo que no se puede usar si quieres un aire estéril.
Aplicaciones.
Depuración de aguas residuales. Industria del papel. Electrónica. Maquinaría para embalaje. Página 2
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Transporte neumático. Odontología. Envasado Robótica.
Compresor rotativo de tornillo. Dos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. Los tornillos del tipo helicoidal engranan con sus perfiles y de ese modo se logra reducir el espacio de que dispone el aire. Esta situación genera un aumento de la presión interna del aire y además por la rotación y el sentido de las hélices es impulsado hacia el extremo opuesto.
Ventajas Ven tajas del compresor rotativo de tornillo de 2 rotores.
Cuenta con menos mantenimiento. Cuenta con menos partes móviles y por tanto susceptibles de problemas. Rendimiento Rendi miento energéti energético: co: el compre compresor sor de torni tornillo llo tiene un rendimiento rendimiento superior al alternativo cuando la instalación se encuentra a plena producción.
Desventajas del compresor rotativo de tornillo de 2 rotores.
Precio: más caro que el compresor alternativo. Mano de obra especializada para su mantenimiento.
Aplicaciones.
Líneas industriales de producción. Procesos de pintado y aplicaciones de adhesivos. Industria mueblera. Hogares. Página 2
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Hospitales Sand blast (“arenado”). Industria militar militar.. Industria de la construcción. Industria Aeronáutica. Inyección de plástico. Alimentación y bebidas.
Compresor Roots o Lóbulos. Emplea un doble husillo de forma que forma que toma el aire de la zona de aspiración y lo comprime al reducirse el volumen en la cámara creada entre ellos y el cuerpo del compresor.
Se conocen como compresores de doble rotor o de doble impulsor aquellos que trabajan con dos rotores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el compresor de lóbulos mayor conocida como "Roots", de gran ampliación como sobre alimentador de los motores diesel o sopladores de gases a presión moderada. Los rotores, por lo general, de dos o tres lóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda atrapado entre los lóbulos y la carcasa; con el movimiento de los rotores de la máquina, por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego existente entre los lóbulos que se desplazan por el lado interno.
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Ventajas Ven tajas del compresor Roots o Lóbulos.
En el rango de 1 a 100 m3 / s (según cuál sea la razón de compresión) es el más conveniente desde el punto de vista económico, pues basta una sola unidad. Se les pueden conseguir variaciones relativamente grandes de la capacidad sin que varíe mucho la presión de descargar. Ocupan relativamente poco espacio Flujo continuo y sin pulsaciones. Se pueden conectar directamente a un motor eléctrico o a una turbina movida por vapor. Largos periodo de tiempo entre reparaciones u operaciones de mantenimiento. No hay contaminación del gas por aceite lubricante. Proporciona un gran caudal, lo que lo hace especial para empresas que requieren soplar, mover gran cantidad de aire.
Desventajas del compresor Roots o Lóbulos.
La presión de descarga depende del peso molecular del gas: un cambio imprevisto de la comp compos osic ició ión n pued puede e mo modi dififica carr gran grande deme ment nte e la pr pres esió ión n de de desc scarg arga a (demasiado baja o demasiado alta). Se necesitan velocidades de giro muy altas. Aumentos relativamente pequeños de la pérdida de carga en la tubería de impulsión pueden provocar grandes reducciones de la capacidad. Se necesita un sistema complicado para evitar las fugas y para la lubricación.
Aplicaciones:
Transporte neumático por presión o vacío. Aireación de efluentes líquidos, industriales y equipamiento soplador bi lobular. Agitación neumática. Camiones barométricos. Estiércoleros.
cloacales;
estiercoleras;
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Compresor Scroll. Este tipo de compr compresores esores utiliz utilizan an dos espirales para realizar la compre compresión sión del gas. Las espirales se disponen cara contra cara. Siendo la superior fija y la que incorpora la puerta de descarga. La inferior es la espiral motriz, Las espirales disponen de sellos a lo largo del perfil en las cargas opuestas. Estos actúan como segmentos de los cilindros proporcionando un sello de refrigerante entre ambas superficies, el centro del cojinete de la espiral y el centro del eje del cigüeñal del conjunto motriz están desalineados. Esto produce una excentricidad o movimiento orbital de la espira móvil, el movimiento orbital orbit al permite a las espirales crear bolsas de gas, y, y, como la acció acción n orbita orbitall conti continua, nua, el movimiento relativo entre ambas espirales, fija y móvil, obliga a las bolsas de refrigerante a des despla plazar zarse se hac hacia ia la pue puerta rta de des descar carga ga en el cen centro tro del con conjun junto to dismin disminuye uyendo ndo progresivamente el volumen. Durante el primer giro o fase de aspiración, la separación de las paredes de las espirales permite entrar al gas, al completar el giro, las superficies de las espirales se vuelven a unir formando forma ndo las bolsas de agua, durant durante e el segundo giro o fase de compresió compresión, n, el volum volumen en de las bolsas de gas se reduce progresivamente, la finalización del segundo giro produce la máxima compresión, durante el tercer giro o fase de descarga, la parte final del scroll obliga al gas comprimido a salir a través de la puerta descargada.
Ventajas Ven tajas del compresor Scroll.
Buen rendimiento volumétrico. Inexistencia de espacio muerto perjudicial. Ausencia de válvulas de admisión. Adaptabilidad axial y radial muy buena. Página 2
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Elevada fiabilidad de funcionamiento. Excelente nivel sonoro.
Desventaja del compresor Scroll.
Limitación de fabricar compresores Scroll de tamaño pequeño. Presión de escape baja.
Aplicaciones.
Está encaminado a los pequeños desplazamientos (aire acondicionado y bomba de calor en viviendas) para potencias frigoríficas comprendidas entre 5 y 100 K KW W.
COMPRESOR DE MEMBRANA Su funcionamiento es similar a los de émbolo. Una membrana se interpone entre el aire y el pistón, de formacon queelse aumenta su superficieproporcionan útil y evita que aceite por de lubricación entre en contacto aire estos compresores aireellimpio, lo que son adecuados para trabajar en industrias químicas o alimentarias. Normalmente no superan los 30m3/h de caudal. Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.
Características -Diseño compacto: se logra un elevado incremento de presión en comparativamente pocas etapas gracias a la gran eficiencia volumétrica de sus cabezales. -Conservación de la limpieza del gas: el efectivo sistema de sellado de la cámara de compresión garantiza un procedimiento libre de contaminación. Página 2
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-Protección del entorno del compresor: su cámara completamente aislada evita que el gas comprimido pueda contaminar la zona circundante. -Sistema de seguridad: detecta cualquier posible rotura de los tres cabezales de los diafragmas, manteniendo la integridad de la cámara de compresión. -Estudio técnico específico de cada aplicación concreta. -Grupos plug and play completos que integran sistemas de control y equipos de regulación y de tratamiento de gases. -Sencillo mantenimiento, realizado casi en su totalidad por los propios operadores
COMPRESOR RADIAL Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrifuga y constan de un rotor centrifugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrifuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión. Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8-12 bares y caudales entre 10.000 y 20.000m3/h. Son maquinas de alta velocidad, siendo esta un factor fundamental en el funcionamiento ya que está basado en principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15.000 a 20.000 r.p.m.
Aplicaciones
*Turbo reactores
*túneles de viento
*turbina de gas Página 2
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*industria siderúrgica
*en el sector aeroespacial para la fabricación de turbinas y motores de jet
*En el sector industrial para la separación de aire en plantas y aire de alto horno
Ventajas
*Menor área frontal (importante para usos aeronáuticos) aer onáuticos)
*mayores relaciones de compresión y eficiencias,
*May *Mayor ores es re rela laci cion ones es de pr pres esió ión n ob obte teni nibl bles es me medi dian ante te mú múltltip iple less et etap apas as de compresión.
*Menores pérdidas de energía debido a que no existen cambios considerables en la dirección del flujo de aire.
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS DISTINTOS TIPOS DE COMPRESORES. A) Ventajas de los turbocompresores sobre los compresores reciprocantes. 1) Co Cons nstr truc ucci ción ón comp compac acta ta qu que e siem siempr pre e of ofre rece ce una una maqu maquin ina a gi gira rato tori ria a so sobr bre e un una a alternativa. 2) Tama amaño ño rredu educid cido o de máq máquina uina.. 3) Seg Seguri uridad dad en e ell fu funci ncionam onamien iento. to. 4) Ma Mant nten enim imie ient nto o mí míni nimo mo.. 5) De Desg sgas aste te desp despre reci ciabl ables es.. 6) Rec Recamb ambio io sup superf erfluo luo de p part artes. es. 7) Cim Ciment entaci ación ón se senci ncilla lla y e econ conómi ómica. ca. 8) Fác Fácilil inst instala alació ción nyo oper peraci ación. ón. 9) Funci Funcionami onamiento ento ssin in vib vibracio raciones nes o en gra grado do mí mínimo. nimo. 10) Regul Regulación ación progresi progresiva va fácil fácil.. 11) Empleo de motores eléctricos de iinducción nducción simples para actuarlos. 12) Remota contaminación del fluido por el aceite lubricante. 13) Gasto vvolumétrico olumétrico superior. B) Ventajas de los turbocompresores centrífugos sobre los axiales. 1) Más rob robustez ustez y, por tan tanto, to, may mayor or segur seguridad idad en lla a operac operación. ión. 2) Menor nú número mero de es escalon calonamient amientos os para la m misma isma re relació lación n total d de e presio presiones. nes. La ganancia por peso es mayor mayor.. 3) Prese Presentan ntan may mayor or faci facilidad lidad pa para ra aloj alojar ar los in interref terrefrigera rigeradores. dores. 4) May Mayor or estab estabili ilidad dad en su func funciona ionamie miento nto.. El fen fenóme ómeno no de oscila oscilació ción n es menos notorio. 5) Alc Alcanz anzan an presi presione oness de tra trabaj bajo o más altas altas,, has hasta ta de 400 bar bar.. Los axial axiales es está están n limitados a unos 50 bar. 6) La curv curva a de rendim dimien iento to es plan plana, a, el por ser men menos os sens sensibl ibles esyasobrecarga. los efe efecto ctoss de incidencia delren fluido sobre losmás álabes en trabajo a carga parcial Página 2
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C) Ventajas de los compresores axiales sobre los centrífugos. 1) Mejor rendim rendimiento iento trabaj trabajando ando en condi condiciones ciones de di diseño. seño. 2) Pa Para ra la mi mism sma a pote potenc ncia ia,, el axia axiall es de me meno norr ta tama maño ño y pe peso so,, au aume ment ntan ando do la velocidad de giro. Esta ttiene iene excelente aplicación. 3) Permi Permiten ten manej manejar ar mayore mayoress caudal caudales es de fluido que llos os centr centrífugos ífugos,, lo que signif significa ica una gran ventaja en su aplicación a los motores de turbina de gas, ya que se pueden obtener mayores potencias en estas máquinas. D) Ventajas de los compresores de desplazamiento positivo sobre los turbocompresores. 1) Los Los comp compre reso sore ress de desp despla laza zami mien ento to po posi sititivo vo rec recip ipro roca cant ntes es pued pueden en al alca canz nzar ar presiones de trabajo mucho más altas que con los turbocompresores. En ciertos procesos donde se exijan presiones superiores a los 500bar y hasta 8,000 es necesa nec esario rio hac hacer er uso de com compres presore oress rec recipr iproca ocante ntes. s. También ambién han res resulta ultado do conv conven enie ient ntes es los los comp compre reso sore ress de pist pistón ón en la in inge geni nier ería ía de la lass ba baja jass temperaturas, en procesos de llenado de tanques, en el manejo del gas natural, etc. Los compresores de pistón de laberinto ofrecen sistemas de sellado muy eficaces que permiten la compresión de fluidos libres de contaminación por el aceite de lubricante, como es la exigencia de ciertos procesos químicos. 2) Cuando la pr presión esión es lla a succió succión n es inferi inferior or a la atmosf atmosfera, era, los tu turbocom rbocompresor presores es tienen muy limitada su aplicación, salvo en aquellos casos donde no sea muy sensible esa reducción de presión, por ejemplo, hasta del orden de 500 m bar. Pero cuando se requieren presiones de vacio más drásticas es preciso recurrir a las bombas de vacío o compresores rotativos positivos, las cuales bien pueden ser del tipo Ro-Flo o de anillos líquidos, con las que se puede llegar a presiones en la succión desde 1 bar hasta 4 × 10 6 bar. −
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1.3 Símbolos y normas de neumática e hidráu hidráulica. lica. Norma UNE-101 149 86 (ISO 1219 1 y ISO 1219 2). A nivel nivel internacional la norma ISO 1219 1 y ISO 1219 2, que se ha adoptado adoptado en España como la norma UNE-101 149 86, se encarga de representar los símbolos que se deben utilizar en los esquemas neumáticos e hidráulicos. En esta unidad solamente nos ceñiremos a la citada norma, aunque existen otras normas que complementan a la anterior y que también deberían conocerse. Estas son:
Norma
Descripción
UNE 101-101Gama de presiones. 85 UNE 101-149Símbolos gráficos. 86 UNE 101-360-
Diámetros de los cilindros y de los vástagos de pistón.
86 UNE 101-362Cilindros gama básica de presiones normales. 86 UNE 101-363Serie básica de carreras de pistón. 86 UNE 101-365- Cilindros. Medidas y tipos de roscas de los vástagos de 86 pistón. Para conocer todos los símbolos con detalle, así como la representación de nuevos símbolos deben consultarse las normas al completo.
SIMBOLOGÍA.
Las válvulas de de manera regulación control, y representan arreglo a su constitución, quey se indicase ennombran primer lugar el número con de vías (orificios de entrada o salida) y a continuación el número de posiciones.
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Su representación sigue las siguientes reglas:
Por ejemplo: Válvula 2/2 Válvula de dos vías y dos posiciones.
1.Cada se posición indica por un cuadrado.
Válvula de tres vías y dos posiciones.
2.- Se indica en cada casilla (cuadrado), las canalizaciones, el sentido del flujo y la situación de las conexiones (vías).
Válvula de cinco vías y tres posiciones.
3.- Las vías de las válvulas se dibujan en la posición de reposo.
Válvula 3/2
Válvula 5/3
Válvula 4/2 Válvula de cuatro vías y dos posiciones.
4.- El desplazamiento a la posición de trabajo se realiza
transversalmente, hasta que las canalizaciones coinciden con las vías en la nueva posición. 5.- También También se indica el tipo de mando que modifica la posición de la válvula (señal de pilotaje). Puede ser manual, por muelle, por presión.
Por ejemplo:
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El aire circula de 1 a 2
El aire circula de 3 a 4
El trazo transversal indica que no se permite el paso de aire.
El punto relleno, indica que las canalizaciones están unidas.
El triángulo indica la situación de un escape de aire sobre la válvula.
El escape de aire se encuentra con un orificio roscado, que permite acoplar un silenciador si se desea.
Válvulas completas:
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Válvula 2/2 con activación manual por mando con bloqueo y retorno mecánico por muelle.
Válvula 3/2 con activación por presión y retorno mecánico por muelle.
La norma establece la identificación de los orificios (vías) de las válvulas, debe seguir la siguiente norma: Puede tener una identificación numérica o alfabética. al fabética.
Designación de conexiones
Letras
Números
Conexiones de trabajo
A, B, C ...
2, 4, 6 ...
Conexión de presión, alimentación de energía Escapes, retornos
P R, S, T ...
1 3, 5, 7 ...
Descarga
L
Conexiones de mando
X, Y, Z ...
10 10,,12,14 ...
Por ejemplo: La representación completa de las válvulas puede ser:
Válvula 3/2 pilotada por presión.
Válvula 5/2 pilotada por presión.
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Conexiones e instrumentos de medición y mantenimiento. Para empezar con los símbolos se muestran a continuación como se representan las canalizaciones y los elementos de medición y mantenimiento.
Conexiones Símbolo
Descripción
Unión de tuberías.
Cruce de tuberías.
Manguera.
Acople rotante.
Línea eléctrica.
Silenciador.
Fuente de presión, hidráulica, neumática.
Conexión de presión cerrada.
Línea de presión con conexión.
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Acople rápido sin retención, acoplado.
Acople rápido con retención, acoplado.
Desacoplado línea abierta.
Desacoplado línea cerrada.
Escape sin rosca.
Escape con rosca.
Retorno a tanque.
Unidad operacional.
Unión mecánica, varilla, leva, etc.
Motor eléctrico.
Motor de combustión interna.
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Medición y mantenimiento Símbolo
Descripción Unidad de mantenimiento, símbolo general.
Filtro.
Drenador de condensado, vaciado manual.
Drenador de condensado, vaciado automático.
Filtro con drenador de condensado, vaciado automático.
Filtro con drenador de condensado, vaciado manual.
Filtro con indicador de acumulación de impurezas.
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Lubricador.
Secador.
Separador de neblina.
Limitador de temperatura.
Refrigerador.
Filtro micrónico.
Manómetro.
Manómetro diferencial.
Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador lubricador.. Gráfico simplificado.
Válvula de control de presión, regulador de presión de alivio, regulable.
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Combinación de filtro y regulador.
Combinación de filtro, regulador y lubricador.
Combinación de filtro, separador de neblina y regulador.
Termómetro.
Caudalímetro.
Medidor volumétrico.
Indicador óptico. Indicador neumático.
Sensor.
Sensor de temperatura.
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Bombas y compresores.
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Mecanismos (actuadores). SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMecanismos MÁTICOS DE (actuadores) POTENCIA Símbolo Bombas, compresores y motores Símbolo
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Descripción
Cilindro de simple efecto, retorno por Desfuerzos escripcióexternos. n
Bomba hidráulica de flujo unidireccional. Cilindro de simple efecto, retorno por esfuerzos externos. Bomba hidráulica de caudal variable. Cilindro de simple efecto, retorno por muelle. Bomba hidráulica de caudal bidireccional. Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.
Bomba varible. hidráulica de caudal bidireccional Cilindro de simple efecto, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire. Mecanismo hidráulico con bomba y motor motor.. Cilindro de simple efecto, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire. Compresor para aire comprimido.
Cilindro simple anti giro, de carrera porefecto resorte, vástago (muelle),simple retorno general. Depósito. Símbolo por presión de aire.
Cilindro de simple efecto, vástago simple Depósito hidráulico. anti giro, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire. Depósito neumático. Cilindro de doble efecto , vástago simple.
Cilindro de doble efecto , vástago simple. Página 2
Cilindro de doble efecto , vástago simple anti iro.
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Válvulas direccionales.
Válvulas direccionales Símbolo
Descripción
Válvula 2/2 en posición normalmente cerrada.
Válvula 2/2 en posición normalmente abierta.
Válvula 2/2 de asiento en posición normalmente cerrada.
Válvula 3/2 en posición normalmente cerrada.
Válvula 3/2 en posición normalmente abierta.
Válvula 4/2.
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Válvula 4/2.
Válvula 4/2 en posición normalmente cerrada.
Válvula 3/3 en posición neutra normalmente cerrada.
Válvula 4/3 en posición neutra normalmente cerrada.
Válvula 4/3 en posición neutra escape.
Válvula 4/3 en posición central con circulación.
Válvula 5/2.
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Válvula 5/3 en posición normalmente cerrada.
Válvula 5/3 en posición normalmente abierta.
Válvula 5/3 en posición de escape.
Accionamientos. En una misma válvula pueden aparecer varios de estos símbolos, también se les conoce con el nombre de elementos de pilotaje. Los esquemas básicos de los símbolos son:
Accionamientos Símbolo
Descripción Mando manual en general, pulsador.
Botón pulsador, seta, control manual.
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Mando por palanca, control manual.
Mando por pedal, control manual.
Mando por llave, control manual.
Mando con bloqueo, control manual.
Muelle, control mecánico.
Palpador , control mecánico en general.
Rodillo palpador , control mecánico.
Rodillo escamoteable, accionamiento en un sentido , control mecánico.
Mando electromagnético con una bobina.
Mando electromagnético con dos bobinas actuando de forma opuesta.
Control combinado por electroválvula y válvula de pilotaje.
Mando por presión. Con válvula de pilotaje neumático.
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Presurizado neumático.
Pilotaje hidráulico. Con válvula de pilotaje.
Pilotaje hidráulico. Con válvula de pilotaje.
Presurizado hidráulico.
Válvulas de bloqueo, flujo y presión. Válvulas de control Símbolo
Descripción Válvula de cierre.
Válvula de bloqueo (anti retorno).
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Válvula de retención pilotada. Pe > Pa -> Cierre.
Válvula de retención pilotada. Pa > Pe -> Cierre.
Válvula O (OR). Selector.
Válvula de escape rápido. Válvula anti retorno.
Válvula de escape rápido, doble efecto con silenciador.
Válvula Y (AND).
Orificio calibrado. El primer símbolo es fijo, el segundo regulable.
Estrangulación. El primer símbolo es fijo, el segundo regulable.
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Válvula estranguladora unidireccional unidireccion al a diafragma.
Válvula estranguladora unidireccional. Válvula anti retorno de regulación regulable en un sentido.
Válvula estranguladora doble, anti retorno con regulador de caudal doble con conexión instantánea.
Válvula estranguladora de caudal de dos vías.
Distribución de caudal.
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Eyector de vacío. Válvula de soplado de vacío.
Eyector de vacío. Válvula de soplado de vacío con silenciador incorporado.
Válvula limitadora de presión.
Válvula limitadora de presión pilotada.
Válvula de secuencia por presión.
Válvula reguladora de presión de dos vías. (reductora de presión).
Válvula reguladora de presión de tres vías. (reductora de presión).
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Multiplicador de presión neumático. Accionamie nto manual.
Presostato neumático.
Presostato neumático.
Otros elementos. Existen otros símbolos que no se encuentran representados en la norma pero que también se utilizan con frecuencia. A continuación pueden verse algunos de ellos.
Símbolo
Descripción
Sensor por restricción de fuga.
Sensor de proximidad por reflexión.
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Barrera neumática, sin alimentación en tobera receptora.
Barrera neumática, con alimentación en tobera receptora.
Amplificador neumático 2 etapas.
Contador neumático de impulsos, retorno neumático o manual.
Contador diferencial.
1.4 Ventajas Y Desventajas De Los Sistemas Hidráulicos Y Neumáticos Sisemas Hidráulicos Los fuidos, ya sean líquidos o gases son importantes medios para transmir señales y/o potencias, y enen un amplio campo de aplicación en las estructuras producvas. Los sistemas en el que el fuido puesto en juego es un líquido se llaman sisemas hidráulicos. hidráulicos. El líquido puede ser, agua, aceites, o substancias no oxidantes y lubricantes, para evitar problemas de oxidación y acilitar el desplazami desplazamiento ento de las piezas en movimiento. Los sistemas hidráulicos enen un amplio campo de aplicación, podemos mencionar, además de la prensa hidráulica, el sistema hidráulico de accionamiento de los renos, elevadores hidráulicos, el gato hidráulico, los comandos de máquinas herramientas o de
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los sistemas mecánicos de los aviones, etc., en estos casos el líquido es aceite. Estos mecanismos constan de una bomba con pistón de diámetro relavamente pequeño, que al trabajar genera una presión en el líquido, la que al actuar sobre un pistón de diámetro mucho mayor produce una uerza mayor que la aplicada al pistón chico, y que es la uerza ulizable. Los circuitos hidráulicos básicos están ormados por cuatro componentes: un depósito para guardar el fuido hidráulico, una bomba para orzar el fuido a través del circuito, válvulas para controlar la presión del fuido y su fujo, y uno o más actuadores que convierten la energía hidráulica en mecánica. Los actuadores realizan la unción opuesta a la de las bombas. El depósito, la bomba, las válvulas de control y los actuadores son disposivos mecánicos. El fuido ulizado es un aceie obtenido de la deslación del petróleo, de ahí el nombre de oleohidráulica.
Hidráulica. Venajas: 1. El fu fuido ido hidr hidráu áulic lico o act actúa úa como lubr lubrica icant ntee y ademá ademáss pue puede de tran transpo sporta rtarr el calor calor generado hacia un intercambiador. 2. Los actua actuadores, dores, aaun un pequeñ pequeños, os, pueden desarrollar grandes uerzas o par pares.; es.; operar operar en orma connua sin dañarse; etc. 3. Redu Reducci cción ón de desg desgas aste te y ma mant nten enim imien iento to,, es está tá exen exenta ta de vib vibra racio cione ness y á ácil cil regulación de la velocidad. 4. Alto rrendim endimient iento o en la tra transmis nsmisión ión (h (hast astaa un 90%). 90%).
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Se pued puedee regu regular lar de o orma rma pr precisa ecisa la u uerza erza y vvelocid elocidad ad ejer ejercida. cida. Cont Control rol a dist distancia ancia de los elemen elementos tos d dee man mando. do. Larg Largaa dura duración ción de los elem elemento entoss hidrá hidráulicos ulicos de debido bido a la aut auto o lubrica lubricación. ción. Se puede pueden n tran transmir smir gr grande andess uerza uerzass uliza ulizando ndo pequ pequeños eños elem element entos. os.
9. REGULACI REGULACIÓN: ÓN: las las uerzas uerzas pueden pueden regula regularse rse de de manera manera connu connua. a. 10. SOBRECARG SOBRECARGAS: AS: se puede puede llegar en los elementos elementos hidráulic hidráulicos os de trabajo trabajo hasta su total total sin riesgos de sobrecarga al ycalentamiento. 11. parada, FLEXIBILIDAD: el aceite aceite se adapta adapta oa tendencia las tuberías transmite transmite uerza como si uera uera una barra de acero. 12. ELEMENTOS: ELEMENTOS: los elementos son REVERSIBLES REVERSIBLES además de que se puede pueden n renar en marcha. 13. SIMPLICI SIMPLICIDAD: DAD: hay pocas piezas piezas en movimien movimiento to como por ejemplo: ejemplo: bombas, bombas, motores motores y cilindros. 14. MULTIPLICACIÓN MULTIPLICACIÓN DE FUERZAS: visto en la prensa hidráulica. prensa hidráulica.
Desvenajas: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Nec Necesi esida dad d de ci circu rcuito ito d dee re reto torno rno.. Velocida Velocidad: d: se ob obenen enen vvelocida elocidades des ba bajas jas en lo loss actu actuador adores. es. Go Golp lpee d dee aari riet ete. e. Coste: las bo bombas, mbas, mot motores, ores, vválvulas álvulas p proporcionales roporcionales y servo válvulas son car caras. as. Se pu puede ede pr produci oducirr una uga uga de líqu líquido ido a aalta lta p presió resión. n. La pote potenci nciaa hid hidrá ráuli ulica ca no es tan áci ácilme lment ntee dis dispon ponibl ible, e, en com compar paraci ación ón con la potencia eléctrica. 7. El cos costo to de un sis siste tema ma hid hidrá rául ulic ico o en gen gener eral al es ma mayo yorr que que el de un sis siste tema ma eléctrico semejante que cumpla la misma unción; etc.
Un elevador hidráulico El circuito de un elevador hidráulico es bastante sencillo. Ulizando una válvula 4/3 y un cilindro de doble eecto conseguimos elevar cargas muy pesadas. La válvula puede estar en tres posiciones: 1) reposo, en la que el sistema se manene cerrado pero el líquido no pasa por el cilindro; 2) carrera acva, en la que el sistema se acva y el elevador unciona subiendo la carga, y 3) carrera de retroceso, en la que el elevador baja con carga o sin ella.
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Grúa hidráulica (reducción de la velocidad de descenso). Una grúa hidráulica coloca úles de estampar, punzonar y cortar (con elevado peso), en una prensa. Los movimientos de elevación y descenso están a cargo de un cilindro de doble eecto con el que debemos controlar la velocidad de descenso de la carga. Se barajan disntas soluciones como pueden ser la ulización de un estrangulamiento en la ida o el retorno, esto es poco adecuado ya que en la ida crearía una depresión por el eecto de arrastre de la carga, y en el retorno crearía un eecto de mulplicación de la presión como se explicó en el anterior Ejemplo. - La solución más adecuada es colocar una VLP con el eecto de retención (contrapresión) que además se opondrá a la caída de la carga, la válvula anrretorno elimina el eecto de esta en el sendo de subida. Sería necesario por tanto calcular la presión de tarado de la VLP. VLP .
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Conrol de avance de un orno (regulación de velocidad). En este Ejemplo se trata de automazar el avance de un torno mediante un cilindro hidr hidráu áulic lico o, la velo veloci cida dad d de es este te debe debe se serr re regu gula labl blee y la ve velo loci cida dad d re regu gula lada da ha de mantenerse mantener se constant constantee con independencia de los esuerzos a que se vea someda. En este caso dado que los esuerzo esuerzoss son muy variables y llaa velocidad ha de mantener mantenerse se constante, lo má máss ad adecu ecuado ado es ul uliza izarr una vál válvul vulaa reg regula ulador doraa de cor corrien riente te que com compen pensa sa las presiones a ambos lados del regulador para mantener el caudal constante, el anrretorno es para asegurar un retroceso rápido del carro.
Cepilladoraa (direccionamien Cepillador (direccionamieno o del caudal). El carro de una cepilladora horizontal es accionado por un cilindro de doble eecto con un embolo emb olo cuy cuyas as sup super ercies cies ante anterio riorr y pos poste terio riorr es está tán n en re relac lación ión 2:1 2:1,, por lo qu quee las velocidades de avance y retroceso están en igual relación (solo se mecaniza en el avance); se pretende que dichas velocidades sean iguales y regulables para poder aprovechar ambas carreras para mecanizar. El montaje elegido es el de la gura, conocido como circuito dierencial dierencial porque en el fuido expulsado en el avance de la cámara anterior se recircula hacia la cámara posterior para incrementar la velocidad de avance igualándola a la de retroceso; ambas velocidades son controladas controla das por llaa válvula reguladora de caudal.
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Taladradora (válvula reguladora de presión). - Una taladradora posee un sistema hidráulico que realiza las unciones de amarre de la pieza y avance de la herramienta, debido al proceso de taladrado necesitamos disntas uerzas de amarre a la vez que necesitamos la máxima uerza para el avance de la herra her ramie mient nta, a, reg regula ulando ndo la ve veloc locida idad, d, por lo que no podemo podemoss e eectu ectuar ar la reg regula ulació ción n mediante la VLP. Como se puede apreciar la solución más adecuada es ulizar una válvula reguladora de pres presió ión n para para as aseg egur urar ar la pi piez ezaa co con n la u uer erza za re requ quer erid idaa y un re regu gula lado dorr de caud caudal al compensado para el avance de la herramient herramienta, a, junto con una VLP oponiendose a la l a bajada de esta para evitar descensos intempesvos.
NEUMÁTICA La neumáca neumáca es la parte de la inge ingeniería niería que se dedica al estudio y aplicació aplicación n del aire comprimido en la automaz automazación ación de diversos procesos industriales. Página 2
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Hay dos pos de circuitos neumácos. Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo nal de circuito vuelve al origen evitando brincos por fuctuaciones y orecen mayor velocidad de recuperación ante las ugas, ya que el fujo llega por dos lados. Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución se orma por ramicaciones las cuales no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los compresores compresor es cuando hay mucha demanda o ugas en el sistema.
Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro pos de sub-sist sub-sistemas emas neumácos.
Sistema manual
Sistemas semiautomáco semiautomácoss
Sistemas automácos
Sistemas lógicos
Venajas y desvenajas de los sisemas. Venajas:
Cambios instantáneos de sendo Página 2
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Es muy económico Es abundante e ilimitado Se comprime ácilmente No hace alta circuito de retorno Puede ser almacenado y transportado en depósitos No existen riesgos de explosión ni incendios Almacenaje: El aire es almacenado y comprimido en acumuladores o tanques, puede ser transportado y ulizado donde y cuando se precise. Temperatura: El aire es able, incluso a temperaturas extremas. Limpie Lim pieza za:: Cua Cuando ndo se pr produ oduce ce esc escape apess de air airee no son pe perju rjudic dicial iales es y pue pueden den colocarse en las líneas, en depurador depuradores es o extractores para manten mantener er el aire limpio. Elementos: el el diseño diseño y y constución constución de los elementos es ácil y de simple conexión. VELOCIDAD: se obenen velocidades muy elevadas en aplicación de herramientas de montaje (atornilladores, llaves, etc.). REGULACIÓN: las velocidades y las uerzas pueden regularse de manera connua y escalonada. SOBRECARGAS: se puede llegar en los elementos neumácos de trabajo hasta su total parada, sin riesgos riesgos de sobrecarga o tendencia al calentamiento.
Desvenajas:
Produce ruido cuando se vierte al exterior, en algún caso puede resultar molesto. El aire comprimido debe ser trat tratado ado antes de su ulización eliminando impurezas y humedad. En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considera considerables. bles. Las presi presione oness a las que tr traba abajan jan nor normal malmen mente, te, no per permit miten en aplica aplicarr gr grand andes es uerzas. PREPARACIÓN: para la preparación del aire comprimido es necesaria la eliminación PREPARACIÓN: de impurezas y humedades previas a su ulización. OBTENCIÓN: la obtención del aire comprimido es costosa. atmósera ósera produce ruidos bastante molestos. Se RIUDOS: el aire que escapa a la atm superan mediante disposivos silenciadores. VELOCIDA VELOCI DAD: D: deb debido ido a su gr gran an co compr mpresi esibil bilida idad, d, no se ob oben enen en veloc velocida idades des uniormes en, los elementos de trabajo. LIMPIEZA: en la manipulación de los aceites, aparatos y tuberías, como el lugar de la ubicación de la maquina; en la prácca hay muy pocas maquinas hidráulicas que extremen las medidas de limpieza.
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ALTA PRESION: exige un buen mantenimiento.
Ampliación conceptual de sistemas Neumáticos e Hidráulicos.
Una de las aportaciones a la automazación de los procesos industriales más recientes lo han supuesto la neumáca y la l a hidráulica, que consisten en la aportación de presión sobre un fuido (aire o un líquido, normalmente aceites especiales) y, a través de la energía acumulada sobre ellos, eectuar un trabajo úl. A tú alrededor puedes ver muchos ejemplos en los que se emplean Sistemas Neumá Neumácos cos o Hidráulicos: Las puertas de los colecvos y trenes modernos, se accionan con aire comprimido, y algunos camiones, autobuses autobuses y otros vehículos gr grandes andes enen renos accionados por aire comprimido, etc. En la industria, los sistemas neumácos enen muchas aplicaciones. Hoy se emplean muchas herramientas de ese po, incluidas el taladro del densta, y la muy conocida (y ruidosa) peroradora neumáca, maquinas para ajustar las tuercas de las ruedas, etc. Los sistemas neumácos e hidráulicos enen los mismos elementos que cualquier otro po de circuito, como por ejemplo los eléctricos. En estos, la pila suministra la energía, que es conducida por los cables, y controlada por los interruptores hasta llegar al elemento receptor o consumidor. Suministro de energia
control del circuito
Receptor de energía
conductor de energía
En el siguiente cuadro puedes ver la equivalencia entre los elementos de un circuito eléctrico y uno neumáco o hidráulico. Página 2
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Circuios elécricos Circuios neumátcos o hidráulicos Pila Compresor o bomba que genera el fuido a presión. Cables Tubos Tubos por donde ci circula rcula el fuido a presión. Inerrupores Válvulas de control Recepores Cilindros neumácos Aplicaciones industriales de la neumáca Cina ransporadora de paquees El cilindro 1 se acciona gracias a una válvula de pulsador pulsador,, y el cilindro 2 se acciona por otra válvula que solo uncionará cuando el cilindro 1 eleve su pistón y accione mediante un rodillo la válvula 2.
Una guillotina para cortar láminas metálicas
BIBLIOGRAFIA:
W. Deppert / K. Stoll (1977). Aplicaciones de la Neumática. Marcombo -
Boixareu Editores Serrano, A. (2008). Neumática. España: Thomson Editores Spain Página 2
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P. Croser, F F.. Ebel: Neumatica básica. Festo Didactic. Esslingen 2003 Otras definiciones. Czekaj, D. (1988). "Aplicaciones de la ingeniería: ingeniería: Maquinaria hidráulica en embarcaciones". Editorial FAO.
UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN, FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGÍA DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA. PRÁCTICA.
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MANDOS NEUMÁTICOS BÁSICOS. Noa: Para Para la realización de los siguientes mandos, se ulizara el programa de simulación Noa: Festo FluidSim. TITULO: Conrol de de un cilindro TITULO: c ilindro de simple eeco con válvula 3/2 (mando direco). I.- OBJETIVO.
Familiarización con el circuito de control. Familiarización Familiarización Familiariz ación con el programa de simulación Festo FluidSim.
II.- EQUIPO.
Fuente de generación de aire comprimido Unidad de mantenimiento. Válvula 3/2 po pulsador retorno por resorte. Cilindro de simple eecto.
III.- PROCEDIMIENTO. A. Selecc Seleccionar ionar el equ equipo ipo a uliz ulizar ar en el menú que se encu encuentr entraa a la izquie izquierda rda de dell programa.
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MENU
B. Una ve vezz ya sele selecciona ccionado do el equip equipo o se proc procede ede a unir ccada ada un uno o de los elem element entos os en el siguiente orden: 1. Dar click en el punto de la uente de gener generación ación de aire comprimido y sin soltar unirlo al punto de la l a izquierda de la unidad de mantenimient mantenimiento. o. 2. Dar click en el otro punto de la unidad de mantenimient mantenimiento o y sin soltarlo unirlo a la vía 1 de la válvula 3/2. 3. Dar doble click en la vía 3 de la válvula 3/2 y seleccionar cualquier desogue que desee ulizar.
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4. Una vez seleccionado el desogue, dar doble click a la l a válvula 3/2, aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en el cuadro de RETORNO POR MUELLE que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO DERECHO, después dar click en donde dice ESFUERZO que se encuentr encuentraa en la sección ACCIONAMIENT ACCIONAMIENTO O IZQUIERDO y elegir el pulsador.
5. Unir la Vía 2 de la Válvula 3/2 con el cilindro de simple eecto. Deberá quedarte el diagrama de la siguient siguientee orma.
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A. Ya terminado el diagrama diagrama,, dar click en el b botón otón PLA PLAYY del progr programa ama o apr apretar etar F9 para iniciar la simulación.
PLAY
B. Ya inicia iniciada da la simu simulación lación d darle arle clic clickk al botó botón n de la válv válvula ula 3/2 3/2,, vera verass como el vástago vástag o del cilindro de simple eecto sale y al momento de dejar de pulsar el botón este mismo vástago vástago regresa a su posición inicial.
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IV.- DIAGRAMA DE MOVIMIENTO. 1
2
3
4
1(+) A 0(-)
TITULO: Mando de seguridad a 2 manos para un cilindro de simple eeco. TITULO: I.- OBJETIVO.
Conocer el sistema de conexión en serie de válvulas. Familiarización Familiariz ación con el programa de simulación Festo FluidSim.
II.- EQUIPO.
Fuente de generación de aire comprimido Unidad de mantenimiento. 2 Válvulas 3/2 po pulsador retorno por resorte (V1 y V6). Cilindro de simple eecto.
III.- PROCEDIMIENTO. Seleccionar el equipo a ulizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.
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MENU
A. Una ve vezz ya seleccio seleccionado nado el equ equipo ipo se pro procede cede a unir cad cadaa uno de los eleme elemento ntoss en el siguiente orden: 1. Dar cl click ick en eell pun punto to d dee la u uent entee de gener generación ación de air airee comp comprimid rimido o y sin soltar unirlo al punto de la izquierda de la unidad de mantenimiento. 2. Dar click en eell otro pu punt nto o de la unida unidad d de mant mantenimi enimient ento o y sin solta soltarlo rlo unirlo a la vía 1 de la válvula 3/2 (V1). 3. Ahor Ahoraa dar cli click ck en la vía 2 de la vválvul álvulaa 3/2 (V1 (V1)) y unirl unirlo o a la vía 1 de la válvula 3/2 (V6).
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4. Dar do doble ble clic clickk en la vía 3 d dee las vválvula álvulass 3/2 y se seleccion leccionar ar cual cualquier quier desogue que desee ulizar. 5. Una ve vezz selecci seleccionad onado o el des desogue ogue,, dar dob doble le click a las vá válvula lvula 3/ 3/2 2 (V1 y V6), aparecerá un recuadro recuadro con varias opciones, dar click en el cuadro de RETORNO POR MUELLE que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO DERECHO, después dar dar click en donde dice ESFUERZO que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO IZQUIERDO y elegir el pulsador pulsador..
6. Unir la Vía 2 de la V Válvu álvula la 3/2 (V6) co con n el cilindr cilindro o de simpl simplee eect eecto. o. Deber Deberáá quedarte el diagrama de la siguiente orma.
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C. Ya terminado el diagrama diagrama,, dar click en el b botón otón PLA PLAYY del progr programa ama o apr apretar etar F9 para iniciar la simulación.
PLAY
D. Ya iniciada la simulación da darle rle click al bo botón tón de la válvula 3/2 (V1), vveras eras co como mo el aire solo llega hasta la válvula V6 debido a que a esa válvula no ha sido accionada.
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E. Debid Debido o como en el prog program ramaa no se puede man mantene tenerr apres aprestad tados os al mismo em empo po las botoneras, deberos de quitarle la opción RETORNO POR RESORTE a cualquier válvula para que quede anclado y permita la circulación sin iinterrupción nterrupción del aire.
IV.- DIAGRAMA DE MOVIMIENTO. 1
1(+) A 0(-)
2
3
4
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UNIDAD 2 DISPOSITIVOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS
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UNIDAD 2: DISPOSITIVOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS. 2.1 Producción y distribución de aire comprimido. Preparación del aire comprimido.
Para garantizar la fiabilidad de un mando neumático es necesario que el aire alimentado al sistema tenga un nivel de calidad suficiente. Ello implica considerar los siguientes factores:
Presión correcta Aire seco Aire limpio
Si no se acatan estas condiciones es posible que se originen tiempos más prolongados de inactivación de las máquinas y además aumentaran los costos del servicio. La generación del aire a presión empieza por la compresión de aire. El aire pasa a través de una serie de element elementos os antes de llegar hasta el punto de su consumo. El tipo de compresor y su ubicación en el sistema inciden en mayor o menor medida en la cantidad de partículas, aceite y agua incluidos en el sistema neumático. Para el acondicionamiento adecuado del aire es recomendable utilizar los siguientes elementos:
Filtro de aspiración Compresor Acumulador de aire a presión Secador Filtro de aire a presión con separador de agua Regulación de presión Lubricador (bajo demanda) Puntos de evacuación del condensado
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El aire que no ha sido acondicionado debidamente provoca un aumento de la cantidad de fallos y en consecuencia disminuye la vida útil de los sistemas neumáticos. Esta circunstancia se manifiesta de las siguientes maneras:
Aumento del desgaste de juntas y de piezas móviles de válvulas y cilindros cilindros Válvulas impregnadas de aceite Suciedad en los silenciadores Corrosión en tubos, válvulas de los componentes móviles
En caso caso de in ines esta tanq nque ueid idad ad el aire aire com compr prim imid ido o sa salilient ente e pue puede de af afect ectar ar lo loss materiales a mecanizar (productos alimenticios). NIVEL DE PRESIÓN.
Los elemen elementos tos neu neumát mático icoss son concebid concebidos, os, por lo gen genera eral,l, par para a resist resistir ir una presión de 800 hasta 1000 kPa (8 hasta 10 bar). No obstante, para que el sistema funcione económicamente, es suficiente aplicar una presión de 600 kPa (6 bar). Dadas las resistencias que se oponen al flujo del aire en los diversos elementos (por ejemp ejemplo, lo, ende laspresión zonas entre de estra estrangulac ión)(0.1 y eny 0.5 las bar). tuberí tuberías, as, deberá cont contarse arse con una pérdida 10ngulación) y 50 kPa En consecuencia, el compresor deberá generar por lo menos una presión de 650 hasta 700 kPa (6.5 hasta 7 bar) con el fin de manten mantener er una presión de servicio de 600 kPa (6 bar). REGULACIÓN:
A fin de poder adaptar la cantidad suministrada del compresor a un consumo variable, se requiere una regulación del compresor. Entre márgenes ajustables para la presión mínima y máxima se regula la cantidad suministrada. Acumulador El tamaño del caudal depende de los siguientes criterios:
Caudal del compresor Cantidad de aire requerida en el sistema Red de tuberías regulación del compresor oscilación permisible de la presión en el sistema
SECADO DE AIRE
El aire comprimido con un contenido demasiado elevado de humedad reduce la vida útil de sistemas neumáticos. En consecuencia es necesario instalar secadores de aire con el fin de reducir el contenido de humedad del aire hasta
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alcanzar los niveles deseados. Para secar al aire puede recurrirse a alguno de los siguientes métodos:
Secado por enfriamiento Secado por adsorción Secado por absorción
Los costos adicionales ocasionados por la instalación de un secador de aire son rápidamente amortizados debido a la disminución de los costos de mantenimiento, por tiempos de inactividad menores y por la mayor fiabilidad del sistema. SECADO POR ENFRIAMIENTO. ENFRIAMIENTO.
El secado usado con más frecuencia es el secador por enfriamiento. En él, el aire es enfriado hasta temperaturas inferiores al punto de condensación. La humedad contenida en el aire es segregada y recogida en un recipiente.
El aire que penetra en el secador por enfriamiento pasa antes por un proceso de enfriamiento previo en el que se recurre al aire frio que sale de un intercambiador térmico.
Punto de condensación: La temperatura de punto de condensación es aquella que tiene que alcanzar el aire para que pueda condensar el agua.
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Cuando menor sea la temperatura en relación con el punto de condensación, tanto más agua condensara. El secado por enfriamiento permite alcanzar temperaturas entre los 2° C y 5°C. SECADO POR ADSORCION.
Depósito de materias en la superficie de cuerpos sólidos. El agente secador, también denominado gel secador, es un granulado compuesto principalmente de oxido de silicio. El método de secado por adsorción permite obtener los puntos de condensación más bajos (hasta -90°C). Siempre se utilizan dos unidades de adsorción. Si el gel de la primera unidad de adsorción está saturado el equipo conmuta a la segunda unidad. Entretanto, la primera unidad es regenerada mediante un proceso de secado con aire caliente.
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SECADO POR ABSORCION. El proceso de secado por absorción es un método puramente químico que es ulizado muy pocas veces a raíz de los elevados costos de servicio.
ABSORCIÓN:
Una materia gaseiforme es fijada por una materia solida o liquida. Primero. El aire a presión es guiado a través de un filtro para retirar la mayor cantidad de gotas de agua y de aceite posible. Cuando el aire entra en el secador, es sometido a un movimiento rotativo al travesar la cámara de secado, la cual contiene una más de secado. La humedad se une a dicha masa de secado y disuelv dis uelve. e. El líq líquid uido o obt obteni enido do de est este e mod modo o pasara pasara al dep depósi ósito to inferio inferiorr. Este Este depósi dep ósito to tiene tiene que ser vac vaciad iados os regula regularme rmente nte y, ade además más,, deb deberá erá sustit sustituir uirse se también con regularidad la masa de secado.
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Características del método de absorción:
Instalaciones sencillas del equipo Poco desgaste mecánico No hay necesidad de recurrir a fuentes de energía externas
UNIDAD DE MANTENIMIENTO Tiene la función de acondicionar el aire a presión. Dicha unidad es antepuesta al mando neumático LUBRICACION DEL AIRE A PRESION. En términos generales, no debería lubricarse al aire a presión. No obstante, si las part pa rtes es mó móvi vile less de va valv lvul ular ar y cili cilind ndro ross req requi uiri riese esen n de lu lubr bric icac ació ión, n, de deber bería ía enriquecerse el aire a presión constantemente con una cantidad suficiente de aceite. La lubricación del aire a presión debería siempre limitarse tan solo a los segm se gmen ento toss de dell si sist stem ema a qu que e ne nece cesit siten en lu lubr bric icac ació ión. n. El ac acei eite te que que pa pasa sa de dell compresor compres or al aire a presión no es apropiado para la lubricación lubricación de los eleme elementos ntos neumáticos. Los cilindros provistos de juntas resistentes al calor no deberían recibir aire a presión lubricado, ya que el aceite contenido en el aire podría producir un lavado de la grasa especial que llevan los cilindros. Si se opta por usar aire a presión no lubricado en sistemas que antes si lo usaban, será necesario renovar la lubricación original de fábrica de las válvulas y de los cilindros, ya que es posible que dicha lubricación original entretanto haya desaparecido. El aire a presión debería contener aceite de lubricación en los siguientes casos:
Necesidad de operar con movimientos extremadamente veloces Uso de cilindros de grandes diámetros
Si la lubricación es demasiado copiosa, pueden surgir los siguientes problemas:
Funcionamiento deficiente de elementos Mayor contaminación del medio ambiente Agarrotamiento de elementos después de periodos de inactividad y prolongados
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Fig. Lubricador de aire comprimido. El aire a presió presión n pasa a través de la unidad de lubricación. Al atravesar una zona de estrangulación en dicha unidad, se produce un vacio. Este vacío provoca la succión del aceite a través de una tubería conectada a un depósito. El aceite pasa a una cámara de goteo donde es pulverizado y mezclado con el aire.
AJUSTE DE LA UNIDAD DE LA UNIDAD DE LUBRICACIÓN. El aceite puede ser dosificado de la siguiente manera: La do dosi sififica caci ción ón de dell ac acei eite te pu pued ede e rea realilizar zarse se en co conco ncord rdanc ancia ia co con n un valor valor orientativo de 1 hasta 10 gotas por metro cubico de aire a presión. La dosificación correcta puede comprobarse siguiente modo: colocar un trozo de cartón a unos 20 cm de la salida de la del válvula más alejada del sistema. Después de un tiempo prudencial no deberá aceite del cartón.
MANTENIMIENTO DE LA UNIDAD DE LUBRICACIÓN. Hasta hace tan solo pocos años se considero que el aceite segregado por el compresor podía ser utilizado como lubricante para los elementos neumáticos. Sin emba em barg rgo o en entr tret etan anto to ha po podi dido do com compr proba obars rse e qu que e el acei aceite te pr prove oveni nient ente e de dell compresor se quema o se evapora debido al calor generado por dicha unidad. En consecuencia se trata de un aceite poro apropiado para fines de lubricación. Por lo contrario: ese aceite tendría un efecto abrasivo en los cilindros y válvulas con lo que el rendimiento de estos elementos se vería afectado seriamente.
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Los depósitos de aceit aceite e en las paredes interi interiores ores de las tuberías de alime alimentación ntación representan otro problema que deberá tomarse en cuenta al realizar los trabajos de mantenimiento mantenimiento de sistem sistemas as que funci funcionan onan con aire a presió presión n lubric lubricado. ado. Estos depósitos de aceite pueden ser absorbidos incontroladamente por la corriente de aire, con lo que aumentaría el grado de suciedad del aire a presión. Los trabajos de mantenimiento de sistemas que adolecen de este problema son sumamente complicados, puesto que la única forma de limpiar una tubería sucia por depósitos de aceite es desmontándola. Los depósit depósitos os de ace aceite ite tam tambié bién n pueden tener tener como como consec consecuenc uencia ia que los el elem ement entos os qu quede eden n ad adher herid idos, os, es espec pecia ialm lmen ente te si la in inst stal alaci ación ón ha est estad ado o si sin n funcionar funci onar durante un period periodo o prolon prolongado. gado. Tra Transcurri nscurrido do un fin de semana o un día festivo es posible que las unidades lubricadas ya no funcionen correctamente. En consecuencia, deberá acatarse la siguiente recomendación: acondicionar el aire a presión sin aceite. Resumiendo deberían tomarse en cuenta los siguientes aspectos:
No permitir que el aceite proveniente del compresor pase a la red del aire a presión (instalación de un separador de aceite) Instalar exclusivamente elementos que también puedan funcionar sin aire lubricado. Una Un a vez vez qu que e un sist sistem ema a ha func funcio iona nado do con con acei aceite te,, de debe berá rá segu seguir ir funcionando con aire lubricado ya que los elementos pierden su lubricación de fábrica en el transcurso del tiempo a causa del aceite agregado al aire.
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El condensado, las impurezas y demasiada cantidad de aceite pueden ser motivo de desgaste de piezas móviles y de juntas de elementos neumáticos. Dichas subst su bstan anci cias as pueden pueden con conta tami minar nar el me medi dio o am ambi bien ente te a tr travé avéss de fu fuga gass en el sistema. Si no se utilizan filtros, es posible que los productos que se produzcan en la fábrica queden inutilizados por efecto de la suciedad (por ejemplo, en el caso de alimentos o productos farmacéuticos o químicos). El abastecimiento de aire a presión de buena calidad en un sistema neumático depende en gran medida del filtro que se elija. El parámetro característico de los filtros es la amplitud de los poros. Dicho parámetro determina el tamaño mínimo de las partículas que pueden ser retenidas en el filtro. Determinados filtros de aire a presión también son apropiados para filtrar el condensado. El agua condensada deberá ser evacuada antes de que su volumen llegue al nivel máximo, ya que de lo contrario volvería a mezclarse con el aire. Si el cond conden ensa sado do es cuan cuantitios oso, o, es re reco come mend ndab able le inst instal alar ar un sist sistem ema a de evacuación automático en vez de recurrir a un grito manual. La cantidad de evacuación automática tiene un flotador que, al llegar a la marca de máximo actué sobre una palanca que abre una tobera dejando pasar aire a presión. El aire a presión actúa sobre una membrana la que, por su parte, abre una salida de evacuación. evacua ción. Una vez que el flo flotador tador llega llega al nivel mínim mínimo o de condensado en el depósito, cierra la tobera y se interrumpe la operación de evacuación. Además existe la posibilidad de vaciar el depósito manualmente.
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El aire a presión que entra en el filtro choca con un disco en espiral, por lo que se produce en movim movimiento iento rotativ rotativo. o. La fuerza centrif centrifuga uga tiene como consecuenc consecuencia ia la separación de partículas de agua y de substancias sólidas que se depositan en la pared interior del filtro, desde donde son evacuados hacia un depósito. El aire acondicionado de esta manera atraviesa el filtro, en el que son separadas las partículas partí culas de los poros poros.. Los filt filtros ros normal normales es tiene poros con di dimensio mensiones nes que oscilan entre 5 μm y 40 μm . Bajo el concepto de grado de filtración de un filtro se entiende el porcentaje de partículas que son separadas de la corriente d aire. So los poros son de 5 μm normalmente se obtiene un grado de filtración de 99.99%. Los fifiltltro Los ross titien enen en qu que e ver su sust stititui uidos dos de despu spués és de ciert cierto o titiem empo, po, ya que que la lass partículas de suciedad pueden obturarlos. Si bien es cierto que el efecto de filtración se mantiene incluso si el filtro está sucio, cabe tomar en cuenta que un filtro sucio significa una resistencia mayor al flujo del aire. En consecuencia se produce una mayor caída de presión en el filtro. Para determinar el momento oportuno para cambiar el filtro, deberá efectuarse un control visual o una medición de la diferencia de presiones. Si dicha diferencia es supe su perrior ior a va valo lore ress co comp mpre rend ndiidos dos entre ntre 40 y 60 Kp Kpa a (0 (0..4 y 0.6 0.6 ba bar) r),, es recomendable proceder al cambio del filtro correspondiente.
MANTENIMIENTO. Los intervalos para el cambio de los filtros dependen de la calidad del aire comprimido de la cantidad de aire requerido por los elementos neumáticos y del ta tama maño ño del del fifiltltro ro.. La Lass op opera eraci cione oness de mant manten enim imie ient nto o de fifiltltro ross inc inclu luyen yen lo siguiente:
Sustituir o limpiar el cartucho filtrante. Evacuación de condensado.
Al efectuar trabajos de limpieza deberán acatarse las indicaciones hechas por el fabricante en relación con las substancias que podrán utilizarse con ese fin. Por lo general es suficiente realizar las labores de limpieza utilizando agua tibia con jabón y, y, a continuación, soplando con aire comprimido.
REGULADORES DE PRESIÓN. El nivel de la presión del aire comprimido generado por el compresor no es cons consta tant nte. e. La Lass osci oscila laci cion ones es de la pr pres esió ión n en las las tube tuberí rías as pu pued eden en inci incidi dir r nega ne gatitivam vament ente e en la lass ca carac racte terí ríst stic icas as de co conm nmut utac ació ión n de la lass válv válvul ulas as en la
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veloc vel ocid ida ad de los cil cilindr indros os y en la re regu gula laci ción ón del tiemp iempo o de vá válv lvul ulas as de estrangulación y de retardo. En consecuencia,es importante que la presion del aire sea constante para que el equipo neumatico no ocasione problemas para obtener un nivel constante de la presion del aire se instalan reguladores de presion en la red de aire a presion con el din de procurar la uniformidad de la presion en el sistema de alimentacion de aire comprimido (presion secundaria); independientemente de las oscilaciones que surgan en el circuito principal (presion primaria). El reductor o regulador de presion es instalado detrás del filtro de aire, con el fin de mantener un nivel constante de la presion de trabajo. El nivel de la presion siempre deberia regirse por las exigencias que planteo la parte correspondiente del sistema.
6 bar en la sección de operación y 4 bar en la sección de mando:
Estas son las presiones que, en la práctica han demostrado ser la mejor soluci solución ón para satisfacer los criterios de generación de aire a presión y los del rendimiento de los elementos neumáticos. Si la presión de trabajo es más elevada, no se aprovecharía debidamente la energía y, además, el desgaste seria mayor; si la presión es menor, disminuiría la eficiencia, especialmente en la sección operativa del sistema.
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Funcionamiento: La presión de entrada (presión primaria) siempre tiene que ser mayor que la presión de salida (presión secundaria) en la válvula reguladora de presión. La presión presió n es regulada med mediante iante una membr membrana. ana. La presión presión de salida act actúa úa sobre uno de los lados de la membrana, mientras que por el otro lado actúa un muelle. La fuerza del muelle puede ajustarse mediante un tornillo
Si la presión presión aumen aumenta ta en el circu circuito ito secu secundar ndario, io, por ejem ejemplo plo al produc producirs irse e un cambio de cargas en un cilindro, la membrana es presionada contra el muelle, con lo que disminuye o se cierra el diámetro del escape en el asient asiento o de la válvula. El asiento de la válvula abre y el aire a presión puede salir a través de los taladros de evacuación.
Si disminuye la presión en el circuito secundario, el muelle se encarga de abrir la válvula. En consecuencia, la regulación de la presión de aire en función de una presión de servicio ajustada con antelación significa que el asiento de la válvula abre y cierra constantemente por efecto del volumen de aire que pasa a través de ella .La presión de trabajo es indicada en un instrumento de medición
Funcionamiento
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Si la presión de trabajo (Presión (Presión secunda secundaria) ria) es Demasiad Demasiado o alta, aument aumenta a La presió presión n en el asien asiendo do De la válvula, válvula, con lo que La membrana membrana actúa en Contra la fuerza del muelle. Al mismo Tiempo Tiempo es reducido o cerrado el Escape en el asiento de la junta. De Este modo modo queda reducid reducido o o bloquead bloqueado o El caudal d de e aire. Par Para a que pase el aire A presión es necesario que la Presión de trabajo en el Circuito secundario Sea menor que la presión del Circuito primario.
La unidad de mantenimiento es una combinación de los siguientes equipos:
Filtro de aire a presión Regulador de aire a presión Lubricador de aire a presión
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Consideraciones a tomar en cuenta en relación con la unidad de mantenimiento:
El tamaño de la unidad de mantenimiento depende del caudal de aire (m ³ / h ¿ . si el caudal es demasiado grande, la caída de presión en los elem elemen enttos neum neumát átic icos os se seri ria a co cons nsiide dera rabl ble. e. en con onse secu cuen enci cia a es indispensable acatar las indicaciones hechas por el fabricante respectivo. La presión de servicio no deberá rebasar el valor correspondiente indicado en la unidad de mantenimiento. La temperatura ambiente no debería ser superior a 50°c (valor máximo para elementos de material plástico)
Mantenimiento que deberá efectuarse con regularidad:
Filtro de aire: controlar regularmente el nivel del condensador, puesto que de ningún modo deberá permitirse que suba del nivel máximo. si el nivel es superior al nivel máximo, es posible que el condensado sea aspirado hacia las tuberí tuberías as de aire a presió presión. n. el excedente excedente de condensado condensado puede ser evacuado a través del grifo. Además, deberá revisarse el grado de suciedad del cartucho del filtro y, si fuese necesario, deberán efectuarse los trabajos de limpieza correspondientes.
Regulador de aire a presión: el regulador no precisa de mantenimiento, siempre y cuando se haya instalado delante de él un filt filtro ro de aire
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Lubricador de aire a presión: En este caso también es necesario controlar el nivel y, de ser necesar necesario, io, rellenar aceite. Solo podrán utilizarse utilizarse aceit aceites es minerales. minerales. Los filtros de plástico y los vasos no deberán limpiarse con disolventes. Para que Para que la distr istrib ibuc uciión de dell air ire e sea sea fiabl iable e y no ca caus use e pr pro oblem blemas as,, es recomendable recome ndable acatar una serie de puntos puntos.. Entre ellos, las dimensione dimensioness correctas correctas del sistema de tuberías son tan importantes como la elección correcta de los materiales, de la resistencia al caudal de aire, así como la configuración del sistema de tuberías y la ejecución de los trabajos de mantenimiento.
DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO. En in inst stal alac acio ione ness ne neum umát átic icas as in indus dustr tria iale les, s, lo norma normall es que exis exista ta un una a sol sola a estación de compresión y que el aire se distribuya a los puntos de utilización a través de tuberías.
Dimensionado de la red. El dimensionado delos lassiguientes tuberías de distribución del aire comprimido, debe hacerse teniendo en cuenta parámetros:
Caudal Caud al má máxi ximo mo so solilici cita tado do (t (ten enie iend ndo o en cu cuent enta a la lass po posi sibi bililidad dades es de ampliación) Longitud de tubería. Presión de servicio. Dificultad del tendido. Caída de presión admitida.
La presión óptima de funcionamiento es de 7 bar, a presiones más altas aumentas las fugas y a más bajas hay que sobredimensionar las tuberías y los elementos de trabajo. La caída de presión de la tubería de conducción de aire entre la salida del acumulador y el punto de utilización, no debe ser superior a 0.1 bar. Puede calcular analíticamente con la ecuación: 2
β v Lp ∆ p= RTD
Donde: ∆p
= Caída de presión en bar.
β = Coeficiente de resistencia.
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v = Velocidad del aire en m/s L = Longitud de la tubería en metros. p = Presión de la red en bar. R = Constante del aire (29.27) T = temperatura absoluta en ºK D = Diámetro interior de la tubería en mm. G = Caudal en kg/hora (1,293X60 Nm3/min) v<
6m
s
en la latubería tubería principal principal
10 < v < 20
m en tuberías secundarías secundarías s
En la práctica, para el dimensionado de las tuberías se utilizan monogramas y tablas de longitudes de tubería equivalente.
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Tendido de la red. En las redes de distribución del aire comprimido, no sólo es importante el correcto dimensionado, sino también la correcta instalación de las mismas. Las tuberías necesitan una vigilancia y mantenimiento regulares, por lo que no deberán instalarse en emplazamientos angostos, ya que la detección y reparación de fugas o averías resultará muy difícil. Si Siem empr pre e qu que e no se disp dispon onga ga de un equ quiipo de se seca cad do qu que e ga gara rant ntic ice e la imposibilidad de condensación de agua en la red, las tuberías principales deberán colocarse con una inclinación descendente de un 2 ó 3 % en el sentido de circulación del aire, para que el agua condensada pueda evacuarse al exterior a través de purgas colocadas en los puntos más bajos de la instalación. Las derivaciones de tomas de aire de la red principal, se harán siempre por la parte superior de la tubería. Para el tendido de la red principal se adoptan tres sistemas: En circuito abierto, que se emplea en instalaciones de bajo consumo. Su tendido tendi do es linea lineal,l, la estación de compresión se conecta en un extremo y el otro está cerrado. En circuito cerrado, que se usa en instalaciones con consumos intermedios o altos. Su tendido forma un anillo y la presión se mantiene más uniforme. Las redes mixtas están formadas formadas por una red cerrada de la que se derivan varias redes abiertas.
Los materiales empleados empleados pueden ser, ser, acero, cobre, latón o materi materiales ales plásticos; deben de ser resistentes a la oxidación y fáciles de instalar. Las tuberías de caucho nomáxima. deben instalarse si no es en casos en los que se precisa de una flexibilidad
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Tendido de redes.
2.2 Producción y distribución de potencia hidráulica. hidráulica. Introducción La ventaja que implica la utilización de la energía hidráulica es la posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje. A pesar de estas ventajas hay también ciertos inconvenientes debido al fluido empleado como medio para la transmisión. Esto debido a las grandes presiones que se manejan en el sistema las cuales posibilitan el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar que los empalmes se encuentren perfectamente apretados y estancos. Accesorios que implican en la generación y distribución de la potencia hidráulica:
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Filtro. El propósito de la filtración no es solo prolongar la vida útil de los componentes hi hidrá drául ulico icos, s, si no ta tamb mbién ién ev evititar ar pa parad radas as pr produ oduci cida dass po porr la acum acumul ulac ació ión n de impurezas en las estrechas holguras y orificios de válvulas y servo válvulas. Los filtros son clasificados como: Flujo pleno o total Flujo proporcional o parcial. En el tipo de filtro de flujo pleno o total, todo el fluido que ingresa a la unidad pasa a través del elemento filtrante, mientras que en el tipo de filtro de flujo proporcional, sólo una porción del fluido pasa a través del elemento. Filtro de flujo pleno El filtro de flujo pleno proporciona una acción positiva de filtrado; sin embargo, el mismo ofrece resistencia al filtrado, particularmente, cuando el elemento se ensucia. El fluido hidráulico entra al filtro a través del puerto.
Ilusración 1 Filro hidráulico de ujo pleno.
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Ilusración 2 Descripción de un flro hidráulico.
Depósitos o tanques. La función natural de un tanque hidráulico o tanque de reserva es contener o almacenar el fluido de un sistema hidráulico. Un tanque de hidráulico almacena un líquido que no está siendo usado en un sistema hidráulico. El mismo además permite permi te la extracción de los gases y materiales extraños extraños del líquid líquido. o. Además de funcionar como un contenedor de fluido, un tanque también sirve para enfriar el fluido, perm rmiitir asent nta ars rse e a los cont nta aminan anttes y el escape del ai airre retenido. Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora bloquea el fluido de retorno para impedir su llegada directamente a la línea de succión.
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El aceite aireado no transmitirá potencia correctamente debido a que el aire es compresible. Al aceite aireado tiene una tendencia a deteriorarse y perder su habilidad de lubricación. Un acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluido flu ido inc incomp ompresi resible ble y con conserv servarl arlo o a una cie cierta rta pres presión ión median mediante te una fue fuerza rza externa. El fluido hidráulico bajo presión entra a las cámaras del acumulador y hace una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o levanta un peso, y posteriormente cualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera otra vez.
Ilusración 3 Descripción de un anque hidráulico.
Ilusración 4 Tanque hidráulico.
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Acumuladores hidráulicos. Un acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluido flu ido inc incomp ompresi resible ble y con conserv servarl arlo o a una cie cierta rta pres presión ión median mediante te una fue fuerza rza externa. El fluido hidráulico bajo presión entra a las cámaras del acumulador y hace una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o levanta un peso, y posteriormente cualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera otra vez.
Simbología. Esta es la simbología existente sobre todos los tipos de acumuladores hidráulicos.
Símbolo del acumulador tipo peso
Símbolo del acumulador tipo muelle
Símbolo del acumulador general de gas
Símbolo del acumulador tipo vejiga.
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Símbolo del acumulador tipo cilindro neumático.
Símbolo del acumulador tipo membrana.
Aplicaciones del acumulador acumulador.. Los usos más comunes de los acumuladores son:
Alimentación auxiliar. auxiliar. Alimentación de emergencia.
Compensación de fuga.
Supresión de choque.
Suspensión de vehículos.
Compensación de fuerzas.
Alimentación auxiliar. auxiliar. Varias requieren alimentación auxiliar paragenerar suministrar el flujoaplicaciones de la bomba. En vezuna de fuente utilizarde una bomba grande para una potencia durante una fracción del ciclo, una pequeña bomba es empleada para extender la alimentación equitativamente a lo largo del ciclo. La figura 1 muestra un ejemplo. El cilindro en este circuito es operado ocasionalmente. Durante los períodos períod os en los cuales el acei aceite te no es requerido para la operaci operación ón del cilin cilindro, dro, la bomba almacena aceite en el acumulador. Una válvula de retención, que está conectada conect ada entre la fuente de alimentaci alimentación ón hidráulica y el acumulador, acumulador, previene previene al acumulador de descargarse a través del orificio de la línea de presión de la fuente de alimentación hidráulica, cuando la presión de la bomba se vuelve más baja que la presión del acumulador. Como ventajas importantes cabe mencionar:
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Empleo de bombas hidráulicas pequeñas. Menor potencia instalada. Poca producción de calor. Mantenimiento e instalación sencillos.
Fig. 1 Acumulador empleado como fuente de alimentación auxiliar.
Cuando llega el momento de que el cilindro se extienda, una válvula direccional accionada por un solenoide desciende. El aceite bajo presión es descargado desde el acumulador, incorporándose al que viene de la bomba, lo cual extiende el cilindro más rápido que si fuera únicamente el aceite de la bomba.
Alimentación de emergencia. Algunas aplicaciones requieren una fuente de alimentación alterna regresar el sistema a un estado seguro en caso de que la alimentación eléctrica se pierda. Por ej ejem emp plo, en un una a pr pren enssa hidrá ráu ulica ca,, puede ser necesar sario ret etrrae aer r automáticamente un cilindro cuando la energía eléctrica se pierde con el fin de liberar la presión. El acumulador proporciona el aceite de presión alta requerido para esta función.
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Fig. 2 Acumulador utilizado como una fuente de alimentación de emergencia.
Compensación de fuga. Diversas aplicaciones requieren de un cilindro para mantener la posición y la presión presió n durante largos periodos de suste sustento. nto. Sin embargo, la fuga se pierde y las variaciones de temperatura ocasionan que la presión caiga lentamente más de lo debido. Los acumuladores pueden compensar una disminución en la presión para que la bomba no necesite funcionar continuamente. Solamente cuando la presión es inferior Solamente inferior a la ajusta ajustada, da, la bomba vuelve a cone conect ctar arse se y carg carga a al acum acumul ulad ador or hidr hidráu áulilico co.. Co Como mo cara caract cter erís ístitica cass cabe cabe mencionar:
Las bombas no realizan servicio continuo. Poca producción de calor y, por ende, bajos costos de servicio. Elevada vida útil de la instalación.
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Fig3. Diagrama esquemático de un acumulador empleado como compensación de fuga.
Supresión de choque. La detención súbita o la inversión de la alta velocidad del aceite ocasionan oleadas de presión alta en un circuito hidráulico. Este incremento de presión o choques son causados por la inercia del aceite cuando se detiene rápidamente. El acum ac umul ulad ador or am amort ortig igua ua el ace aceitite, e, co comp mpri rimi mien endo do el res resort orte e en las un unid idad ades es cargadas por resorte. Por ejemplo, un acumulador puede ser usado para absorber algunos de los choques producidos, cuando el flujo de la bomba es detenido re repe pent ntin inam amen ente te o ca camb mbia ia de di dire recci cción, ón, co conf nform orme e la vá válv lvul ula a dire direcc ccio iona nall es desplazada.
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Fig. 4 Diagrama esquemático de una bomba de expulsión en la cual se utiliza un acumulador como amortiguador de pulsaciones.
Suspensión de vehículos En el caso de desniv desniveles eles en calles y camin caminos os se produce producen n golpes mecánicos que deterioran los mecanismos deecánicos traslación. Empleandoencilindros, en la suspensión hidroneumática los golpes m mecánicos se convierten golpes hidráulicos. Dichos golpes hidráulicos son absorbidos por acumuladores hidráulicos. La aplicación de suspensión hidroneumática en vehículos
Reduce el riesgo de accidentes, Aumenta la vida útil, Permite mayores velocidades al tomar curvas, Mantiene la carga en la posición deseada, Reduce la carga sobre los materiales y disminuye los costes de servicio.
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Fig. 5 Aplicación de acumuladores hidráulicos en la suspensión de vehículos
Compensación de fuerzas Por medio de los acumul acumuladores adores hidráu hidráulicos licos se pueden compen compensar sar fuerzas fuerzas o carre ca rreras ras.. Ello Ello res resul ulta ta neces necesar ario io cu cuand ando o en un proce proceso so co cont ntin inuo uo de maquinación, por ejemplo al laminar, como consecuencia de cargas diversas se producen produce n posici posiciones ones incli inclinadas. nadas. Con el balanc balanceo eo de los rodill rodillos os se logra un espeso esp esorr consta constante nte de banda banda.. En la fig figura ura 6 se pued puede e observar observar el esquem esquema a hidráulico hidráu lico para el balanceo de una herramienta con los acumul acumuladores adores hidráuli hidráulicos cos correspondientes y el bloque de seguridad y de cierre directamente montado. Como características cabe mencionar: Compensación suave y, con y, ello, de los del fundamentos del bastidor y Ahorro en de losfuerzas contrapesos conpoca ello,carga reducción peso y dey los Espacios de montaje.
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Fig. 6 Acumulador utilizado como compensador de fuerzas.
Acumuladores de contrapeso. El acumulador cargado por peso, ejerce una fuerza sobre el líquido almacenado, por medio de grandes pesos que actúan sobre el pistón o émbolo. Los pesos pueden fabricarse de cualquier material pesado, como hierro, concreto e incluso agua. Es el tipo acumulador en que la presión se mantiene constante, hasta que la único cámara delde acumulador quede prácticamente vacía. Generalmente los acumuladores cargados por peso son de gran tamaño; en algunos casos su capacidad es de varios cientos de litros. Pueden prestar servicio a varios sistemas hidráulicos al mismo tiempo y usualmente son utilizados en fábricas y sistemas hidráulicos centrales.
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Ilusración 7 Acumuladores de conrapeso.
Acumuladores de resorte. En los los acum acumul ulad ador ores es carg cargad ados os po porr re reso sort rte, e, la fuer fuerza za se ap aplilica ca al líqu líquid ido o almacenado por medio de un pistón sobre el cual actúa un resorte. Suelen ser más pequeños que los cargados por peso y su capacidad es de sólo algunos litros. Usualmente dan servicio a sistemas hidráulicos individuales y operan a baja presión en la mayoría de los casos. Mientras el líquido se bombea al interior del acumulador, la presión del fluido almacenado se determina por la compresión del resorte. Si el pistón se moviese hacia arriba y comprimiera diez pulgadas al resorte, la presión almacenada sería mayor que en el caso de un resorte comprimido tan sólo cuatro pulgadas.
Ilusración 8 Acumuladores de resore.
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Acumulador de pistón. Un acumulador de tipo pistón consiste en un cuerpo cilíndrico y un pistón móvil con sellos elásticos. El gas ocupa el volumen por encima del pistón y se comprime cuan cu ando do el flflui uido do en entr tra a al in inte teri rior or de dell cue cuerp rpo o cilí cilíndr ndric ico. o. Al sali salirr el flflui uido do de dell acumulador la presión del gas desciende. Una vez que todo el líquido ha sido descargado, el pistón alcanza el final de su carrera y cubre la salida manteniendo el gas dentro del acumulador. Aplicaciones hidráulicas en que es necesaria una gran cantidad de fluido para efectuar el trabajo pero este se realiza solo intermitentemente en el ciclo de la maquina.
Ilusración 9 Acumulador de pisón.
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Acumulador de Diafragma. El acu acumul mulado adorr de titipo po dia diafra fragma gma se com compon pone e de dos hemisf hemisferi erios os metáli metálicos cos atornillados juntos, pero cuyo volumen interior se halla separado por un diafragma de hule sintético, el gas ocupa el hemisferio superior. Cuando el fluido entra en el espacio inferior, el gas se comprime. Al descargar todo el líquido, el diafragma desciende hasta la salida y mantiene el gas dentro del acumulador. Este tipo de acumuladores son para caudales relativamente pequeños y presiones medias.
Ilusración 10 Acumulador de diaragma.
Acumulador de vejiga El acumulador de tipo vejiga se compone de un casco de metal en cuyo interior se encuentra una vejiga de hule sintético que contiene al gas. Cuando el fluido entra al interior del casco, el gas en la vejiga se comprime. La presión disminuye conforme el fluido sale del casco, una vez que todo el líquido ha sido descargado, la presión del gas intenta empujar la vejiga a través de la salida del acumulador. Sin embargo, una válvula colocada encima del puerto de salida, salid a, interrumpe automát automáticame icamente nte el flujo cuando la vejig vejiga a presio presiona na el tapón de la misma.
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Ilusración 11 Acumuladores de vejiga.
Accesorio para la distribución de la potencia hidráulica.
Mangueras hidráulicas. Para la conducción del fluido hidráulico se emplean tanto tuberías rígidas de acero sin soldadura, como mangueras flexibles, evitándose en todo momento emplear elementos galvanizados, dado que el zinc presente puede ser muy reactivo con ciertos aditivos presentes en los fluidos hidráulicos. Recomendaciones de instalación: a. a.-- Recu Recuer erde de qu que e lo loss flflex exibl ibles es so some metitidos dos a tr traba abajo jo su sufr fren en un una a elon elonga gaci ción ón o estiramiento 2% a 4% de su longitud inicial, por lo que se recomienda dejarlos de unentre largoun apropiado. b.- Siempre se debe mantener un radio de curvatura lo más amplio posible, con el fin de evitar el colapso o restricción del ffluido. luido. c.- Evite al instalar un flexible que este quede con alguna torcedura, por lo cual tome algún punto como referencia. d.- Evite el contacto o el roce entre flexibles para que no produzcan desgastes de las superficies, para lo cual se recomienda el uso de adaptadores, codo o curvas apropiados. e.- Procure evitar el contacto con pieza móviles o fuentes de calor, por ejemplo el tubo de escape, cardan.
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f. f.-- Los flflexi exible bless debe deben n ten tener er la longit longitud ud apropi apropiada ada para que cum cumpla plan n con su función de “flexible”.
Ilusración 12 Mangueras hidráulicas.
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Selección del diámetro diámetro interior de la manguera (caudal y velocidad).
Ilusración 13 Esa gráfca se utliza para deerminar el diámero inerno de la manguera que se necesia para cumplir con el caudal y requerimieno requerimienoss de velocidad.
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2.3 Actuadores Neumáticos E Hidráulicos Actuadores Neumáticos. El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo piñón piñ ón cremall cremallera) era).. También ambién enco encontr ntramo amoss actuad actuadores ores neum neumáti áticos cos de rot rotaci ación ón cont co ntin inua ua (m (mot otor ores es neu neumá mátiticos cos), ), movi movimi mien ento toss co comb mbin inad ados os e in incl clus uso o algu alguna na transformación mecánica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.
ACTUADORES LINEALES Los cili Los cilind ndro ross ne neum umát átic icos os inde indepe pend ndie ient ntem emen ente te de su form forma a cons constr truc uctitiva va,, re repre prese sent ntan an lo loss actu actuad ador ores es má máss comu comune ness que que se util utiliz izan an en lo loss ci circ rcui uito toss neumáticos. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales • Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.
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• Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Más adelante se describen una gama variada de cilindros con sus correspondientes símbolos.
CILINDROS DE SIMPLE EFECTO Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc. Puede ser de tipo “normalmente dentro” o “normalmente fuera”.
Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar sujetar,, marcar, expulsar expulsar,, etc. Tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, así que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande para conseguir una misma fuerza. También la adecuación del resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga y una longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto.
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La variedad constructiva de los cilindros de simple efecto es muy importante, pero pe ro to todo doss el ello loss pr pres esent entan an la mi mism sma a me mecán cánic ica a de tr trab abaj ajo. o. Se mu muest estran ran a continuación algunos ejemplos de los mismos:
CILINDROS DE DOBLE EFECTO Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto ssu u carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido. Su denominación se debe a que emplean las dos dos caras del émbolo (aire en ambas cámaras), por lo que estos componentes sí que pueden realizar trabajo en ambos sentidos. Sus componentes internos son prácticamente iguales a los de simple efecto, con pequ pe queña eñass va varia riaci cion ones es en su co const nstruc rucci ción. ón. Alguna Algunass de la lass má máss no nota tabl bles es la lass encontramos encont ramos en la culata anterior anterior,, que ahora ha de tener un orificio roscado para poder realizar la inyección de aire compri comprimido mido (en la dispos disposición ición de simple efecto este este orif orific icio io no suel suele e pr pres esta tars rse e a ser ser cone conexi xion onad ado, o, sien siendo do su func funció ión n la comunicación con la atmósfera con el fin de que no se produzcan contrapresiones en el interior de la cámara).
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El perfil de las juntas dinámicas también variará debido a que se requiere la
Estanqueidad entre ambas cámaras, algo innecesario en la disposición de simple efecto.
El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realización de esfuerzo en ambos sentidos. Esto es debido a que, por norma norma general (en función del ttipo ipo de válvula empleada para el control), los cilindros de doble doble efecto siempre contienen aire en una de sus dos cámaras, por lo que se asegura el posicionamiento. Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un actuador de doble efecto, es preciso que entre las cámaras exista una diferencia de presión. Por norma general, cuando una de las cámaras recibe aire a presión, la otra está está comu comuni nica cada da con la atm atmósf ósfer era, a, y vice vicever versa sa.. Es Este te proces proceso o de conmutación conmut ación de ai aire re entre cám cámaras aras nos ha de preoc preocupar upar poco, puesto puesto que es realizado automáticamente por la válvula d de e control asociada (disposicio (disposiciones nes de 4 ó 5 vías con 2 ó 3 posiciones). En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son los componentes más habituales en el control neumático. Esto es debido ha:
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• Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en am ambos bos sentidos (carreras de avance y retroceso). • No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de muelle en oposición. • Para una misma longitud longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento. No debemos olvidar que estos actuadores consumen prácticamente el doble que los de simple efecto, al necesitar inyección de aire comprimido para producir tanto la carr carrera era de avance como la de ret retroce roceso. so. Tamb También ién present presentan an un peq pequeño ueño desfas des fase e ent entre re fuerza fuerzass y vel veloci ocidad dades es en las carre carreras ras,, asp aspect ecto o que se det detall alla a a continuación.
2.4 Válvulas de vías neumáticas e hidráulicas CONOCIMIENTO DEL MÓDULO DE NEUMÁTICA BÁSICA.
I.-OBJETIVO. Aprender a identificar y describir los diferentes componentes que integra el módulo de neumática básica, a través de prácticas de mandos realizados.
II.-METODOLOGÍA A EMPLEAR
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Utilizar el módulo de neumática básica para poder tomar datos de los diferentes compon com ponent entes es neumát neumático icoss que ésta se conforma conforma.. Busc Buscar ar tipos, tipos, simbolog simbologías ías y funcionamiento básico a través de catálogos, internet, manuales, etc.
III.-LISTA DE MATERIALES 1. 2. 3. 4. 5.
Unidad de generación Unidad de mantenimiento Compuertas lógicas Válvula de 5 vías, 2 posiciones. Válvul Vál vula a de 3 ví vías, as, 2 po posic sicion iones es acc accion ionada ada por por puls pulsado adorr y reto retorno rno po por r muelle. 6. Vá Válv lvul ula a de 3 ví vías as,, 2 po possicio icion nes ac acci cion onad ada a po porr pu puls lsad ador or ccon on enclavamiento. 7. Manómetros. 8. Válvula direccional, 3 posiciones, centro cerrado. retención (check valve) con antirretorno 9. 10. Válvula de estrangulación regulable 11. Válvula de 5 vías, 2 posiciones, retorno por muelle. 12. Válvula de 3 vías, 2 posiciones, retroceso por resorte 13. Medidor de flujo (flow meter) 14. Cilindros de simple efecto 15. Cilindro de doble efecto 16. Rodillo palpador, control mecánico. 17. Rodillo escamotable, control mecánico
IV.- DESARROLLO Unidad De Generación Compresor.
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Operación. El motor yasla ucabeza compresor temperaturas. Para quem qu emad adur uras otro otross del da daño ños. s. NO Tgeneran OQ OQUE UE altas el co comp mpre ressor mientr ientras as prevenir es esttá en funcionamiento. Deje que se enfríe antes de moverlo, o darle mantenimiento. Siempre use gafas de seguridad y protección para los oídos. No use joyería, ropa holg ho lgad ada, a, corba corbata tas, s, bu bufa fanda ndass pa para ra evit evitar ar qu que e se at ator oren en co con n algun alguna a pa part rte e en moviendo del equipo. También recoja su cabello. El aire del compresor puede causar daños. Nunca dirija el flujo de aire al cuerpo. Comience a usar su compresor después de que haya conectado las herramientas neumáticas. No retire las herramientas neumáticas mientras el compresor esté en funcionamiento. El compresor aspira el aire de la atmosfera y lo comprime en un volumen más pequeño, almacenándolo después en un depósito. Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a través de tuberías.
Filtro de absorción: Este dispositivo sirve para disminuir o eliminar las impurezas y la humedad que contiene el ambiente es un elemento de suma importancia ya que de lo contrario estos contaminantes son concentrados durante la compresión y salen por el sistema de aire comprimido. Un sistema típico de compresión se contamina con
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partículas sólidas abrasivas como el polvo, residuos de tubería y oxido, lubricantes del compresor, gotas de agua condensada aceite y vapor de hidrocarburos.
Pistón: Es el dispositivo que absorbe y comprime el aire el gas a comprimir entra, a presión ambiental, por la válvula de admisión en el cilindro, donde se comprime con el pistón, que tiene un movimiento alternativo mediante un cigüeñal y una biela, y se descarga, comprimido, por la válvula de descarga.
Cubierta: Las cubiertas sirven como guardas para evitar que el usuario pueda tener contacto a las partes móviles como bandas, ventilador y partes que elevan su temperatura con el funcionamiento.
Ventilador: El un dispositivo que utiliza el fluido del ambiente para transferir el calor generado hacia el medio y este no sufra daños por calentamiento excesivo.
Motor: Su función principal es el de suminístrale energía de forma mecánica a la unidad de compresión mediante un rotor es este movimiento e ell que permite que el pistón se mueva de arriba hacia abajo absorbiendo y comprimiendo el suministro.
Tanque o depósito: Es un mayor tanquesea especial que almacena aire comprimido y soporta altas presiones. Entre su volumen, mayoreselserán sus intervalos de funcionamiento de la unidad de compresión
Unidad compresora: Es un elemento que aspira el aire a presión atmosférica y lo comprime mecánicamente. Existen muchos tipos de unidades compresoras, que son divididos en alternativos y rotativos.
Válvula anti-retorno: Deja pasar el aire comprimido de la unidad de compresión al depósito pero impide su retorno.
Manómetro:
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Es un indicador visual de la presión que se encuentra dentro del tanque.
Válvula de alivio: El gas a comprimir entra, a presión ambiental, por la válvula de admisión en el cilindro, donde se comprime con el pistón, que tiene un movimiento alternativo mediante un cigüeñal y una biela, y se descarga, comprimido, por la válvula de descarga.
Interruptor de presión: Un interruptor automático de presión registra cuando el nivel de presión es muy alto o muy bajo. Puede responder sin la necesidad de la intervención humana.
Regulador de presión: Los reguladores de presión son aparatos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante aguas abajo de los mismos. Este debe ser capaz de mantener la presión, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. La selección, operación y mantenimiento correcto de los reguladores garantiza el buen desempeño operativo del equipo al cual provee el gas.
Válvula de purga: Es un elemento que se utiliza para poder eliminar el líquido que se condensa dentro del depósito y evitar la corrosión y el daño de este.
Puesta En Marcha Gire el botón de la presión hasta el “0”. Conecte el enchufe a la toma de corriente. Arranque el compresor girando el botón de la presión hasta el “1”. El funcionamiento del compresor es completamente automático y es controlado por el interruptor de presión.
Almacenamiento Almacene el compresor en un lugar seco y frío. Tire hacia arriba la válvula de lilibe berac ració ión n de presi presión ón para para liliber berar ar to toda da la pr presi esión ón del del ta tanq nque. ue. De Desco scone nect cte e la manguera y cuélguela con el extremo abierto hacia abajo para permitir que la humedad sea drenada. Limpie los filtros. Drene el aceite de la caja del cigüeñal y
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reemplace con nuevo aceite. Cubra la unidad completamente para protegerla de la humedad y el polvo.
MODULO DE NEUMÁTICA BÁSICA.
El sistema de capacitación de Neumática es un sistema de formación compacto de práct pr áctic ica. a. El equi equipo po de enseñ enseñan anza za de Ne Neum umát átic ica, a, di diseñ señad ado o pa para ra ser ser cl claro aro,,
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comple comp leto to y ef efic icie ient nte, e, aprov aprovec echa ha lo loss má máss mo mode dern rnos os me medi dios os de dise diseño ño y de tecnología en el campo. El sistema cubre los más modernos desarrollos, con especial referencia a la utiliz utilizació ación n gen general eralizad izada a de cir circuit cuitos os ele electr ctróni ónicos cos de con contro trol,l, fun funcion cionando ando con energía neumática. Con un alto grado de modularidad y flexibilidad, el sistema de formación de Neumática puede funcionar como una estación de trabajo básica e independiente. El sistema de entrenamiento en Neumática está compuesto por los siguientes elementos:
PN 2130 Equipo de Capacitación en Neumática Básica
PN 2001 Tablero Maestro Universal para Neumática
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PN 2110 Equipo de Capacitación en Neumática Básica
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UNIDAD DE MANTENIMIENTO.
Los dispositivos conectados en los diferentes puntos de un circuito neumático necesitan recibir consiti una yslibre delessimpurezas. Además, mu much chos os de esto estosaire s di dispo sposi tivos vospresión titiene enen nuniforme elem elemen ento tos mó móvi vile qu que e pr preci ecisa san n se ser r lubrificados. La preparación del aire comprimido que consumen los dispositivos neumáticos conectados en diferentes puntos se realiza mediante las llamadas unidades de mantenimiento. Estas unidades están formadas por tres elementos diferentes: el filtro, el regulador y y el lubricador .
FILTRO Tiene como objetivo detener las impurezas que arrastra el aire comprimido (polvo, polen, restos de pequeñas oxidaciones, etc.). Su funcionamiento es el siguiente: El aire penetra en el filtro por la part rte e superi rior or izq zqu uier erd da. Una placa especialmente colocada a realizar un violento movimiento deflectora rotación. Las partículas más pesadasleyobliga las gotitas de vapor son impulsadas por de la fuerza centrífuga contra las paredes del recipiente, donde se condensa el vapor de
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agua., que cae al fondo del recipiente junto con las impurezas. Éstas son evacuadas al exterior a través de una abertura de vaciado tapada por un tornillo (tornillo de purg pu rga) a) que se en encu cuen enttra en el fondo del recipiente. Después, el aire se filtra a través de un cart cartucho ucho filtra filtrante nte con mat materi erial al poro po roso so,, qu que, e, au aunq nque ue pe perm rmitite e el paso del aire, impiden que pasen las partículas que lleva en suspen sus pensió sión. n. Los cart cartuch uchos os titienen enen que sustituirse cada cierto tiempo, ya qu que, e, si bien bien sigu siguen en filt filtra rand ndo o inclus inc luso o cua cuando ndo est están án sucios, sucios, hay que tener en cuenta que la suciedad produce mayor resistencia al flujo del aire y, como consecuencia, se reduce la presión del aire de utilización.
REGULADOR. El regulador de presión tiene como misión mantener el aire que utiliza el circuito neumático a una presión constante, independientemente de las variaciones de presión que se produzcan. La ent entra rada da de ai aire re se re regu gula la medi median ante te un to torni rnillllo o qu que e despl desplaz aza a un vás vásta tago go apoy ap oyad ado o en un una acomprimido memb membra rana nahacia mó móvi vil,l,el de ma mane nera ra que que de deja ja pas pasar ar una una ca cant ntid idad ad constante de aire punto de utilización.
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Cuando Cuan do en el punt punto o de util utiliz izac ació ión n se pr prod oduc uce e un au aume ment nto o de pr pres esió ión, n, la membrana membra na retrocede cerrándose la entrada de aire y abriéndose abriéndose los escapes que hacen bajar la presión del aire de utilización, por lo que la membrana recupera su posición desplazando el vástago y volviendo a abrir la entrada del aire
LUBRIFICADOR.
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Una vez filtrado, y regulada su pres presió ión, n, el aire aire comp compri rimi mido do pasa pas a a tra través vés del lubrif lubrificad icador or mezclándose con una fina capa de aceite que arrastra en suspe su spensi nsión ón ha hast sta a la lass pa part rtes es móv óviiles les de los los disp dispos osit itiv ivos os neumáticos. De esta manera son lu lubri brififica cado doss di dism smin inuye uyend ndo o la fricción y evitando el desgaste.
El funcionamiento del lubrificador es es el siguiente: Al pasar el aire por el estrechamiento que lubrificador, aumenta la velocidad y disminuye la presión.
hay
en
el
La bajada de presión produce un efe efecto cto de suc succió ción n, de manera que el aceite que permanece en el fondo del recipiente es aspirado por el extremo del tubo sumergido en él y sube a través de dicho tubo hasta la cámara superior (cámara de goteo). En se precipitan itan delentr fino cámara goteo cond conduc ucto to lasitu situad ado o ende su pa part rte e forman infe inferi rior or gotas ha hast sta aque la sezona zoprecip na do dond nde ea través se en encu cuen tra a el estrechamiento por el que circula el aire comprim comprimido; ido; allí, la velocidad del aire lo pulveriza y lo convierte en una fina niebla de aceite que el aire arrastra en suspensión.
COMPUERTAS LÓGICAS
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Compuerta OR La válvula “OR” es activada por las dos líneas de entrada de aire, marcadas con “A” y “B”, y una vía de descarga marcada como “salida”. Al estar presentes cualesquiera de las dos entradas de aire, ésta activa la válvula permitiendo su salida. Si están presentes al mismo tiempo las dos, la de mayor presión toma precedencia y es enviada fuera de la válvula.
Compuerta AND La válvula “Y” es activada por las dos líneas de entrada de aire, marcadas con “A” y “B”, y una vía de descarga marcada como “salida”. Al estar presentes las dos entradas de aire, al mismo tiempo, la de menor presión toma precedencia y es enviada fuera de la válvula.
VÁLVULAS DE VÍAS.
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Las válvulas de vías son dispositivos que influyen en el paso, el bloqueo y la dirección del flujo del aire. El símbolo de las válvulas informa sobre la cantidad de conexiones, la posición de conmutación y sobre el tipo de accionamiento. Sin embargo, los símbolos nada indican sobre la composición de las válvulas limitándose a mostrar su función. Diseño de válvulas:
Válvulas de asiento (bola o plato).
Válvulas de corredera.
En el caso de las válvulas de asiento, los pasos son abiertos o cerrados mediante bolas, platos, discos o conos. Las válvulas de asiento suelen llevar juntas de goma que hacen las veces de asiento. Estas válvulas de asiento suelen llevar juntas de goma que hacen las veces de asiento. Estas válvulas apenas tienen piezas que puedan desgastarse y, en consecuencia, tiene una vida útil larga. No son sensibles a la suciedad y son muy resistentes. No obstante, requieren de una fuerza de accionamiento relativamente grande, ya que tiene que superar la fuerza del muelle de recuperación y de la presión del aire. En el caso de válvulas de corredera, las conexiones son unidas o cerradas mediante correderas cilíndricas, planas o circulares.
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Válvula de 5 vías, 2 posiciones. Las válvulas de 5/2 vías tienen cinco conexiones y dos posiciones. Estas válvulas son utilizadas principalmente como elementos de maniobra para el accionamiento de cilindros. Se observa una válvula distribuidora 5/2 biestable denominada de disco flotante. Se invierte alternativamente por pilotaje mediante aire comprimido y permanece en la posición correspondiente hasta que recibe un impulso inverso; al recibir presión, el émbolo de mando se desplaza. En el centro de dicho émbolo se encuentra un disco con una junta anular, que une los conductos A (2) ó B (4) con empalme de presión P (1) o los separa de éste. El escape se realiza a través de R (3) ó S (5).
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Válvulaa de 3 ví Válvul vías, as, 2 p posi osicio ciones nes accion accionada ada po porr pul pulsad sador or y re retor torno no po por r muelle. 2
1
3
Las válvulas de 3/2 vías tipo pulsador permiten activar o desactivar señales. Tiene tres conexiones y dos posiciones.
Funcionamiento: cuando la válvula es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 2 permitiendo la salida del aire para su utilización, una vez desapretado el botón retorna a su estado normalmente cerrado gracias al muelle y la vía 2 se conecta a la vía 3 para el desfogue.
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Válvula de 3 vías, 2 posiciones accionada por pulsador con enclavamiento. 2
1
3
Las válvulas de 3/2 vías tipo pulsador permiten activar o desactivar señales. Tiene tres conexiones y dos posiciones.
Funcionamiento: cuando la válvula es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 2 permitiendo la salida del aire para su utilización esta acción permanece así porque queda Para el que retorne posición inicial basta de hacer de forma manualenclavado. desenclavando botón y la avíasus 2 se conecta a la vía 3 para el desfogue.
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MANÓMETROS.
El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local. En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.
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La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en Newton por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.
VÁLVULA VÁL VULA DIRECCIONAL, 3 POSICIONES, CENTRO CERRADO.
Cuando la palanca se encuent encuentra ra en la posici posición ón central claus clausura ura complet completament amente e las cuatro puertas de la válvula o sea 1, 2, 3, 4,5, bloqueándolas completamente unas a otras. Cuando la palanca está a la izquierda la vía 1 conecta a la vía 2 para suministrar aire al actuador y la vía 4 se conecta con la vía 5 para el desfogue. Cuando la palanca está del lado derecho la vía 2 se conecta a la vía 3 para el desfogue y la vía 1 se conecta a la vía 4 para la alimentación del actuador.
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Módulo De Válvulas.
El equipo está diseñado para ser una herramienta didáctica para realizar prácticas de Neumática Básica. En este módulo veremos las diferentes clases de válvulas que existen, con detalle. Para empezar vamos a clasificarlas, de esta forma sabremos lo que nos podemos encontrar en este módulo:
1. Válvula de distribución. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros. 2. Válvula de bloqueo. Son válvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el circuito. 3. Válvula reguladoras. Aquí nos encontramos con las válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.
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Válvulas Antirretorno.
Válvula De Retención (Check Valve)
Este tipo de válvula está diseñada para que deje fluir el aire en un sentido, mientras bloquea el sentido contrario.
Aquí podemos observar representación de dos símbolos de válvulas anti retorno que solo admiten un sentido de paso de fluido o aire. El símbolo central, quiere decir que funciona con un muelle. Las válvulas anti retorno se colocan antes que las válvulas de distribución, de esta forma protegen al circuito de posibles cortes de aire y de interferencias entre componentes.
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Válvula de Estrangulación Regulable Con Antirretorno
Modifica el caudal de aire en la dirección en la cual el antirretorno bloquea el paso. En la dirección opuesta, no hay regulación de flujo, puesto que todo el aire puede pasar por el antirretorno.
Las válvulas estranguladoras con retención, conocidas como válvulas reguladoras de velocidad, son híbridas. Desde el punto de vista de la estrangulación son válvulas de flujo y como tales se las emplea en neumática. La función de retención les hace ser al mismo tiempo una válvula de bloqueo. El regulador de flujo se alimenta con aire del suministro. Dicho regulador emite un flujo de aire controlado en una conexión en T. Una tubería de esta conexión se conecta a la válvula accionada por diafragma y la otra se deja abierta para que salga aire a la atmósfera. Es muy utilizada para la modificación de velocidades de actuadores de los cilindros neumáticos.
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En esta utilización se recomienda colocar las válvulas conectadas en las vías de utilización de las cámaras de los cilindros, para que sean totalmente efectivas.
Válvulas Distribuidoras
Válvula De 5 Vías, 2 Posiciones, Retorno Por Muelle.
Tiene las mismas funciones que la válvula 4 vías 2 posiciones, tan solo se diferencia en la utilización de la quinta vía para realizar los escapes de las cámaras de forma independiente. Cada cámara del cilindro tiene su escape.
Válvula Piloto De Retorno Por Muelle (Way Valve Pilot Spring Return)
Válvula De 3 Vías, 2 Posiciones, Retroceso por Resorte Utilizadas para el contro Utilizadas controll del funciona funcionamient miento o de cilindros de simple efecto (D/E) y para realizar señales (pilotajes) neumáticos. Al tener la tres vías, permiten dos direcciones flujo de (posición aire, lo que les ayuda a realizar alimentación (posición abierta) ydel el escape cerrada) de la
cámara del embolo en un cilindro de simple efecto. Página 2
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Medidor De Flujo (Flow Meter)
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El Medidor De Flujo provee una lectura directa del caudal de aire. Consiste en una bolilla liviana que al ser impulsada por el flujo de aire se mueve verticalmente dentro de un tubo de sección decreciente, indicando así los distintos valores de caudal.
CILINDROS DE SIMPLE EFECTO
Cilindro de simple efecto, retorno por Resorte El cilindro CY1 y CY2 son unos tubos cilíndricos cerrados dentro de los cuales hay un émbolo unido a un vástago que se desplaza unido a ellos. Por un extremo hay un orifi orificio cio para entrar o salir el aire y el retorno a su posici posición ón in inic icia iall se re real aliz iza a por medi medio o de un mu muel elle le recup recuper erado adorr qu que e llllev eva a el ci cililind ndro ro incorporado o bien mediante la acción de fuerzas exteriores. Por eso los cilindros de simple efecto se utilizan cuando el trabajo debe realizarse en una sola dirección. Hay que tener presente que existe aire a la presión
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atmosférica en la cámara opuest atmosférica opuesta, a, pero puede escapars escaparse e a la atmósfera atmósfera a través través de un orificio de escape.
Cilindro de simple efecto retorno por muelle
CILINDRO DE DOBLE EFECTO
Cilindro de doble efecto, vástago simple. Página 2
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Los cilindros de doble efecto CY2 y CY3 se trata de unos tubo cilíndricos cerrados con un diseño muy parecido al cilindro de simple efecto, pero sin el muelle de retorno, el retorno se hace por medio de otra entrada de aire. Este tipo de cilindro trabaja en los dos sentidos, cuando el aire entra en él produce fuerza desaloja el cuando aire queelestá el otro del aireyse produce aireen entra por compartimento. el otro orificio. El retroceso y desalojo
Cilindro de doble efecto
La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vástago corresponde con la fórmula. Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo La fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentro el vástago corresponde con la fórmula. Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo - Superficie del vástago) De manera que la fuerza que podemos obtener de retorno es menor que la de empuje hacia fuera.
RODILLO PALPADOR, CONTROL MECÁNICO.
Rodillo palpador, control mecánico.
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La válvula de 3/2 vías accionada por rodillo, La válvula se acciona presionando sobre la palanca con rodillo, por ejemplo, con la leva de presencia del bastago de un cilindro. Al soltarse la palanca con el rodillo, la válvula vuelve a su posición normal por efecto de un muelle de recuperación. Este rodillo proboca que eldel mando cambie a mando semiautomatico, cuandosin el bastago llega ala posicion rodilloseeste automaticamente regresa el bastago, necesidad de pulsar otra botonera botonera. Tienen una entrada de presion P y su actuador A Las válvula de 3/2 vías accionada por rodillo LV1 y LV2 van instalados en el inicio y la final del recorrido del cilindro de doble efecto CY3 estos se utilizan para hacer el cilindro semi automatico o automatico.
Laválvula de 3/2CY2 víasrelize accionada por rodillo LV4 essinelnecesidad que proboca el cilindro de doble efecto el recorrido y regrese de que presionar otra botonera, hace el mando semi automatico.
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Laválvula de 3/2 vías accionada por rodillo racores rápidos en L, LV5 es la que realiza que el Cil, de S/E CY1 se regrese a su posicion iniciall pero solo si el cilindro LV5 LV5 regresa a su posicin inicial mediante la acción de fuerzas exteriores.
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RODILLO ESCAMOTEABLE, CONTROL MECÁNICO
.
La válvula de 3/2 vías con rodillo escamoteable LV3 se acciona cuando la leva de un cilindro sobrepasa el rodillo en un sentido determinado. Si el rodillo no se presiona, la válvula vuelve a su posición normal por efecto de un muelle de recuperación. Cuando la leva del cilindro pasa por encima del rodillo en sentido contrario, el rodillo vuelve a su posición inicial y la válvula no se acciona.
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V.-CONCLUSIÓN. Tras el estudio realizado sobre los diferentes componentes que integra el módulo de ne neum umát átic ica a bás básic ica, a, lllleg egam amos os a la co conc nclu lusi sión ón qu que e to todo doss lo loss co comp mpon onen ente tess desem de sempe peña ñan n fu func ncio ione ness espec específ ífic icas as qu que e titien enen en co como mo res resul ulta tados dos dise diseños ños y características especiales.
VI.- BIBLIOGRAFÍA.
Catálogo T 250-25 de Toolman aire compresor lubricado de 25 litros. Catalogo De Festón Neumática Básica.
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2.5 Válvulas de bloqueo, de presión y de flujo. Válvulas de bloqueo Válvulas bloqueo. Estas válvulas sirven para bloquear el paso del fluido, se pueden pue den distin distingui guirr 4 tip tipos os de vál válvul vulas as de blo bloque queo: o: ant antirr irreto etorno, rno, sim simult ultanea aneas, s, selectivas y de escape. Válvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de estar activado. A continuación continuación se ve su constituci constitución ón interna. Se trata de una válvula válvula activa por un pulsador y retorno por un muelle. En estado de reposo, permite que el aire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no pueda entrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puede pasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.
Válvula OR (O): Se trata de una válvula que implementa la función OR, esto es, cuando penetra el aire por cualquiera de sus entradas hace que este salga por la salida. Se utiliza para activar cilindros desde dos lugares distintos.
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Válvula AND (Y): Se trata de una válvula que implementa la función AND, esto es, sólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con presión por las dos entradas a la vez. Se utiliza para hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo se activará cuando existe presión en las dos entradas.
Válvula antirretorno: Se encarga de permitir el paso del aire libremente cuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientras que no permite circular el aire desde el terminal 1 al 2.
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Válvula estranguladora unidireccional : Se encarga de permitir el paso del aire libremente cuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientras que estrangula el aire cuando circula desde el terminal 1 al 2. Se utiliza para hacer que los cilindros salgan o entren más lentamente.
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UNIDAD 3 CIRCUITTOS NEUMÁ CIRCUI NEUMÁTICOS TICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS.
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UNIDAD 3: CIRCUITOS NEUMÁTICOS Y ELECTRONEUMÁTICOS. 3.1 Desarrollo de circuitos neumáticos. Un circuito neumático está formado por los siguientes elementos: 1. de El gener generador ador de hasta aire ccomprim omprimido, ido, qu que e es el dispos dispositivo itivo q que uepara comprime compri el air aire e la atmósfera que alcanza la presión necesaria queme funcione la instalación. tuberías a a través de la cual circula el aire comprimido a utilizar. 2. Las tuberías elemen mentos tos de contro control,l, com como o las válvulas válvulas distr distribuido ibuidoras. ras. Las válvul válvulas as 3. Los ele abren o cierran el paso del aire. actuadores,, como los cilindros y los motores motores,, que son los encargados 4. Los actuadores de convertir la energía que transmite el aire, en energía mecánica para accionar el circuito.
Nota: Para la realización de los siguientes mandos, se utilizara el programa de simulación Festo FluidSim-P. TITULO: OPERACIÓN DE LA VÁLVULA DOBLE PILOTO 5/2. I.-OBJETIVOS. 1.1 Explicar cómo puede mejorarse un sistema de operación directa que contiene un cilindro de acción doble, por la adición de un elemento de memoria. 1.2 Construir el sistema.
II.- EQUIPO. 1 Cilindro de doble acción CY2. 1 Válvula doble piloto de 5/2 vías (V2) 2 Válvulas 3/2 de operación manual con retorno a resorte (V1 Y V6) Múltiple en T
III.- DESCRIPCIÓN. La configuración del control de la prensa de un cilindro fue modificada para mejorar su desempeño. A continuación continuación se muestra la configuración de control.
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CY2 B
V2
V1
4
2
5
3 1
1
V6
2
2
1
3
3
A s
Figura 1 Confguración del conrol
IV.- DIAGRAMA DE MOVIMIENTO. 1
2
3
4
1(+) A 0(-)
V.- PROCEDIMIENTO. C. Selecc Seleccionar ionar el equ equipo ipo a utili utilizar zar en el menú que se encu encuentra entra a la izqu izquierda ierda del programa.
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MENU
D. Un Una a vez vez ya sele selecc ccio iona nado do el eq equi uipo po se pr proc oced ede e a un unir ir cada cada un uno o de los los elementos en el siguiente orden: 1. Dar click en el punto de la fuente de generación de aire comprimido y sin sin so solt ltar ar unirl nirlo o al pu punt nto o de la izq izquier uierda da de la un unid idad ad de mantenimiento (como se muestra en la siguiente imagen)
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2. Dar click en el otro punto de la unidad de mantenimiento y sin soltarlo unirlo a la vía 1 de la válvula 3/2 (V6)
3. Dar doble click en la vía 3 de la válvula 3/2 (V6) y válvula 3/2 (V1) seleccionar cualquier desfogue que desee utilizar.
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seleccionado el desfo desfogue, gue, dar doble click a las válvulas 3/2 4. Una vez seleccionado (V1 y V6), aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en el cuadro de RETORNO POR MUELLE que se encuentra en la sección ACCIONAMIENTO DERECHO, después dar click en donde dice ESFUER ESF UERZO ZO que se encuen encuentra tra en la sec secció ción n ACC ACCION IONAMI AMIENT ENTO O IZQUIERDO y elegir el tipo pulsador. pulsad or.
5. Unir la Vía 1 de la Válvula 3/2 (V1) a la línea que une la unidad de mantenimiento con la vía 1 de V6, de tal modo que forme una “T”.
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6. Dar doble click a la válvula 4/2, aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en la opción NEUMÁTICO/ELÉCTRICO y elegir el pivote piv oteado ado de en med medio io tan tanto to del ACCIO ACCIONAM NAMIEN IENTO TO DER DERECH ECHO O como com o del ACCIONA ACCIONAMIE MIENT NTO O IZQ IZQUIE UIERDO RDO,, des despué puéss dar click click en aceptar.
7. Una vez obtenido las vías pivoteadas de la válvula V2, unir ambas vías 2 de las válvulas V1 y V6 a las vías pivoteadas de la válvula V2, después unir la vía 1 a la línea que alimenta a V1 y V6 formando una “T”. Elegir un desfogue para la vía 3 de la V2, por último unir la vía 4
y 2 al cilindro de doble efecto (CY2) (Como se muestra en la siguiente imagen). Página 2
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E. Ya terminado terminado el diagram diagrama, a, dar click en el bot botón ón PLAY PLAY del program programa a o apretar F9 para iniciar la simulación.
PLAY
F. Al apre apretar tar V1 vera com como o el vástago vástago sale en su total totalida idad d y se mant mantien iene e en esa posición hasta apretar V6 que permite el regreso del vástago en su posición original.
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VI.- CUESTIONARIO. 6.1 ¿Es posible obtener una posición en la que el cilindro B pueda ser desplazado hacia adelante y hacia atrás, como en el ejercicio anterior? Explique. R= R= Si Si 6.2 En la figura 5.1, la presión momentánea en uno de los dos botones pulsadores moverá al cilindro B hasta el final de su carrera, sin detenerse en el recorrido. ¿Por qué? R= Porque los botones solo están para dar cambio de memoria a la válvula V2. La válvula válvul a V2 cuenta con su propia alim alimentaci entación ón por lo tanto al momen momento to del cambio de memoria le surtirá de presión al actuador sin interrupción. Al oprimir simultáneamente ambas válvulas d de e con control trol V1 y V6 V6,, podemos obtener una posición en la que no haya movimiento. ¿Por qué? R= Porque ambas válvulas mandan la misma presión, lo que impide que la válvula R= Porque V2 cambie de memoria.
VII.- CONCLUSIÓN. La válvula 5/2 vías mejora al sistema de operación directa que contiene un cilindro de acción doble porque le manda presión directa a las cámaras del cilindro lo que permite moverse el vástago sin detenerse. Con el fin de que las válvulas tipo pulsador solo tenga la función de cambiar la memoria de la válvula 5/2 doblemente
piloteada. Página 2
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TITULO: USO DE SENSORES EN CIRCUITOS DE CONTROL. I.- OBJETIVO. 1.1 Compresión del uso de sensores en un circuito de control. 1.2 Comprender la construcción de un circuito de control neumático con un cilindro de doble acción. 1.3 Análisis de aplicaciones que requiera llevar acabo ciertas condiciones simples.
II.- EQUIPO. 2 Válvulas de 3/2 vías de operación manual con retorno a resorte (V1 y V6) 1 Cilindro de doble acción (CY3) (C). 1 Válvula de 3/2 vías de operación manual (V3). 2 Válvulas de 3/2 vías de rodillo con retorno a resorte (L (LV1 V1 y LV2). 1 Válvula doble piloto de 5/2 vías (V2).
III.- DESCRIPCIÓN. La figura 1 muestra un circuito de control, para una máquina que reparte e ítems consecutivamente. La función del sensor V3 consiste en asegurar que haya ítems en el cargador M. La función del sensor V6 consiste en asegurar que a un no se hayan repartidos ítems. Cuando el sensor V3 detecta un ítems en el cargador M, y el sensor V6 detecta que a un no ha sido repartido un ítems, un nuevo ítems es repartido. Para concluir, las condiciones requeridas para el ciclo operativo correcto son: (1) El sensor V3 esta activado. (2) El sensor V6 esta desactivado. (3) La válvula V1 esta activada. El circuito de control es como sigue:
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CY3 C0
C1
C 1
4
C 0
2
5
C0
3
1
2
3
1
1
LV1
2
3
LV2
3 3
1 2
2
2
1
1
3
V1
V3
V6
Figura 1
IV.-DIAGRAMA DE MOVIMIENTO. 1
2
3
4
1(+) A 0(-)
V.- PROCEDIMIENTO. A. Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.
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MENU
B. Un Una a ve vezz ya se sellec eccciona ionado do el eq equi uipo po se pr proc oced ede e a un unir ir ca cada da un uno o de los elementos en el siguiente orden: 1. Poner todas las válvulas 3/2 de forma vertical, esto logra dando click izquierdo y después click derecho y dar en la opción GIRAR, para las válvulas LV1 y LV2 LV2 dar en 270º y para V1, V2 y V3 dar en 90º.
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2. Dar click en el punto de la fuente de generación de aire comprimido y sin sin so solt ltar ar unirl nirlo o al pu punt nto o de la izq izquier uierda da de la un unid idad ad de mantenimiento, después dar click en el otro punto de la unidad de mantenimiento y unirlo a la vía 1 de la válvula LV2.
3. Dar doble click a la válvula 5/2, aparecerá un recuadro con varias opciones, dar click en la opción NEUMÁTICO/ELÉCTRICO y elegir el pivote piv oteado ado de en med medio io tan tanto to del ACCIO ACCIONAM NAMIEN IENTO TO DER DERECH ECHO O como com o del ACCIONA ACCIONAMIE MIENT NTO O IZQ IZQUIE UIERDO RDO,, des despué puéss dar click click en aceptar.
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4. Dar doble click a cada válvula 3/2 y dar click en el RETORNO DE MUEL MU ELLE LE de lado lado AC ACCI CION ONAM AMIE IENT NTO O IZ IZQU QUIE IERD RDO O (a la V3 sin sin muel mu elle le), ), des despu pués és da darr clic clickk en la opc opció ión n ES ESFU FUER ERZO ZO qu que e se encuentra del lado ACCIONAMIENTO DERECHO y elegir el tipo pulsador para las válvulas V1 y V3. Para V6 es lo contrario a lo dicho anteriorment anteri ormente. e. Las válvul válvulas as LV1 y LV2 elegir la opción MECÁNIC MECÁNICA, A, seleccionar el tipo rodillo del la lado ACCIONAMIENTO IZQUIERDO y dar click en RETORNO DE MUELLE de lado ACCIONAMIENTO DERECHO.
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LV1 con la vía 2 de V6 des después pués unir la vía 3 de V6 5. Unir la vía 2 de LV1 con la vía 1 de V3, unir la vía 2 de V3 con la vía 1 de V1, por consiguiente unir la vía 2 de V1 con la válvula 5/2 pivoteada del lado izquierdo. Unir la válvula 5/2 pivoteada del lado derecho con la vía 2 de LV2, por último unir la vía 2 y 4 de la válvula 5/2 con el cilindro de doble efecto.
6. Camb Cambia iarr cuer cuerpo po de la válv válvul ula a V1 de norm normal alme ment nte e cerr cerrad ado o ha normalmente abierto.
7. Unir la vía 1 de la válvula 5/2 y LV1 con la línea que une a la unidad de mantenimiento con la vía 2 de LV2. Para terminar ponerle los Página 2
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desfogues a la vía 3 y 5 de la válvula 5/2, también a las vías 3 de las válvulas LV1, LV2, V1 y V3 a excepción de V6 se le pondrá desfogue en la vía 1.
8. Seleccionar de la barra de materiales la “Regla de distancia” y ponerla encima del cilindro de doble efecto. Esta regla nos indica hasta qué distancia uno desee que salga el vástago.
9. Dar doble click en cada Rodillo de las válvulas LV1 y LV2 y asignarla el siguiente nombre para LV1 ponerle C0 y para LV2 asignarle el
nombre nomb re C1. De igua iguall mane manera ra dar dob doble le cli click ck a la Regl Regla a de distancia” distan cia” y en la column columna a donde dice Marc Marca a poner los nom nombre bre de Página 2
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C0 y C1 en cada barra, después para la columna que dice Posición asignarles numero para C0 ponerle 0 y para C1 ponerle 100, dar aceptar al terminar.
C. Ya terminado terminado el diagrama, dar clic clickk en el botón PLA PLAY Y del programa o apretar apretar F9 para iniciar la simulación. PLAY
D. Al apretar V1 not notara ara como se activa activa la válvula 5/2 perm permitien itiendo do que el vástago salga en su totalidad para después activar a LV2 con la finalidad de volver activar a la válvula 5/2 pero ahora para el regreso del vástago a su posición
Original. Notara si presiona V3 queda enclavado por lo que al apretar V1 no ocurre nada, esto pasa por que V3 es el encargado de alimentar a V1 y al Página 2
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cambiarle la memoria a V3 deja de suministrar aire para V1 que es el que activa a la válvula 5/2.
VI.- CUESTIONARIO. 6.1 ¿Por qué conectamos las válvulas V1 y V3 en serie? R=Para R=Para tener seguridad si al dado caso que alguien por error active V1, V3 no permitirá que haya presión en V1 hasta que V3 sea activado antes. 6.2 ¿Por qué la válvula V6 fue conectada invertida y en serie a las válvulas V1 y V3?R= V3? R= Por Por que se usa como mando de “paro predominante” ya que si se mantiene apretado V6 no se mandara presión a las válvulas V3 y V1, por lo que nunca se activara el e l actuador. 6.3 Estudie el circuito de la figura 24.1 y explique su operación. R= Se R= Se activa V3 quedando enclavado el botón permitiendo el pase de presión a V1, después se aprieta V1 para mandar presión al pilotaje de la válvula 5/2 permitiendo el cambio de memoria para que el vástago se extienda para activar LV2 y por consiguiente permita el cambio de memoria nuevamente de lla a válvula 5/2 para el regreso del vástago que activara LV1 que nuevamente alimentara de aire a V6 para que esté a su vez alimente a V3 y nuevamente empiece el circuito.
VII.- CONCLUSIÓN. Este circuito es una forma de tener una combinación de mando de seguridad y operación de un control neumático semiautomático. Con la activación necesaria de
dos válvulas para la activación del actuador y con dos sensores para el regreso automático del vástago. Página 2
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3.2 Desarrollo de circuitos electroneumáticos. Práctica no. 1 TITULO: DISPOSITIVO DE CLASIFICACIÓN. I.- OBJETIVO DIDÁCTICO. 1. 1 Cilindro de simple efecto – mando directo. II.- EQUIPO. 1 Cilindro de simple efecto. 2 Válvulas 3/2. 1 Unidad de mantenimiento.
III.- PLANTEAMIENTO DEL EJERCICIO.
Trazar el esquema neumático y eléctrico del circuito. Realizar el montaje del circuito neumático y eléctrico. Comprobar el funcionamiento del mando.
IV.- DESARROLLO DEL PROBLEMA. Con un dispositivo de clasificación, deben clasificarse piezas sobre una banda transportadora. Al accionar un pulsador, el vástago de un cilindro de simple efecto empuja una pieza que se halla en la banda transportadora. Al liberar el pulsador, el vástago retrocede a su posición final posterior.
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V.- PLANO DE SITUACIÓN.
VI.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
2 Y1 1
3
2
1
3
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VII.- ESQUEMA ELÉCTRICO. 1
+24V
S1
Y1 0V
VIII.- PROCEDIMIENTO. Nota: Para el desarrollo de los siguientes circuitos electroneumáticos utilizar el programa FESTO FLUIDSIM. A. Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.
MENU
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B. Un Una a ve vezz ya se sellec eccciona ionado do el eq equi uipo po se pr proc oced ede e a un unir ir ca cada da un uno o de los elementos en el siguiente orden: 1. Conect Conectar ar la ffuente uente d de e tensi tensión ón 0V co con n la vá válvula lvula soleno solenoide. ide. 2. Co Cone nect ctar ar la otra otra term termin inal al de la válv válvul ula a sole soleno noid ide e con con el inte interr rrup upto tor r (obturador) en serie. 3. Con Conect ectar ar la ter termin minal al sobra sobrante nte del inter interrup ruptor tor (obturad (obturador) or) con la fue fuente nte de tensión de 24V.
4. Co Cone nect ctar ar la fu fuent ente e de gene generac ració ión n de aire compri comprimi mido do con la unid unidad ad de
mantenimiento. 5. Dar d dobl oble e clic clic a llas as vá válvu lvulas las 3 3/2: /2:
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1. A u un na de la las vá vállvula ((n no imp importa cu cua al) po pon nerle en la la opción ESFUERZO y seleccionar el primer botón, tanto de ACCIONAMIENTO DERECHO e IZQUIERDO, cambiarle la posición inicial.
2. La vvá álvula 3/2 sso obrante d da arle e en n lla a o op pción d de el ACCIONAMIENTO IZQUIERDO en donde dice NEUMÁTICO/ELÉCTRICO y seleccionar la primera opción y del lado ACCIONAMIENTO ACCIONAMIENTO DERECHO darle click en la opción RETORNO DE MUELLE.
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6. Con Conect ectar ar la Unidad Unidad de mant mantenim enimien iento to con la vía 1 de la válvula válvula 3/2 con doble botonera de ambos lados. 7. Co Cone nect ctar ar la ví vía a 2 de la vá válv lvul ula a 3/2 con con la vvía ía 1 de la vvál álvu vula la 3/2 3/2 pilotada. 8. Co Cone nect ctar ar la ví vía a 2 de la vá válv lvul ula a pilo pilota tada da con el ci cililindr ndro o de sim simpl ple e efecto. 9. Ponerl Ponerle e desf desfogue ogue a las vvías ías 3 de las válvul válvulas as 3/2 3/2.. 10.Darle doble click a la válvula solenoide y ponerle en la marca Y1, lo mismo dar doble click al MAGNETO de la válvula 3/2 y ponerle la misma marca Y1.
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C. Ya terminado terminado el diagrama, dar clic clickk en el botón PLA PLAY Y del programa o apretar apretar F9 para iniciar la simulación. PLAY
IX.- DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN. Al accionar el pulsador S1, el circuito eléctrico de la bobina bo bina magnética Y1 se cierra y conmuta la electroválvula de 3/2 vías. El vástago del cilindro de simple efecto avanza hacia la posición final delantera. Al soltar el pulsador S1, el circuito de la bobinaY1 se abre y la electroválvula de 3/2 vías conmuta conmuta a la posición de reposo. El vásta vástago go retrocede hacia hacia la posición final posterior.
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PRÁCTICA NO. 2. TITULO: DISPOSITIVO DE CIERRE. I.- OBJETIVO DIDÁCTICO. 1.1 Cilindro de doble efecto – mando directo.
II.- EQUIPO. 1 Cilindro de doble efecto. 1 Válvula 3/2 con doble botonera. 1 Válvula 5/2 con pilotaje magnetizado y retroceso con resorte. 1 Unidad de mantenimiento. 1 Fuente de Generación de aire comprimido. 1 Válvula solenoide. 1 Pulsador obturador. o bturador. III.- Planteamiento del ejercicio.
Trazar el esquema neumático y eléctrico del circuito. Realizar el montaje del circuito y eléctrico. Comprobar el funcionamiento del mando.
IV.- DESARROLLO DEL PROBLEMA. Con un dispositivo de cierre debe cerrarse y abrirse la válvula de una tubería. Al accionar un pulsador, la válvula se abre. Al liberar el pulsador, la válvula se cierra.
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V.- PLANO DE SITUACIÓN.
VI.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
4
2
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3 1 2
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VII.- ESQUEMA ELÉCTRICO. 1
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VIII.- PROCEDIMIENTO. Nota: Para el desarrollo de los siguientes circuitos electroneumáticos utilizar el programa FESTO FLUIDSIM. A. programa. Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del
MENU
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A. Una vez ya seleccionado el equipo se procede a unir cada uno de los elementos en el siguiente orden: 1. Con Conect ectar ar la fuent fuente e de ten tensió sión n 0V con lla a válv válvula ula so solen lenoid oide. e. 2. Co Cone nect ctar ar la otra otra term termin inal al de la vá válv lvul ula a so sole leno noid ide e co con n el int inter erru rupt ptor or (obturador) en serie. 3. Con Conect ectar ar la termina terminall sobrante sobrante de dell inte interrup rruptor tor (o (obtu bturado rador) r) con la fue fuente nte de tensión de 24V.
1. Co Cone nect ctar ar la fu fuent ente e de gene generac ració ión n de aire compri comprimi mido do con la unid unidad ad de
mantenimiento.
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2. Dar dobl doble e clic a la válv válvula ula 3/2 y tan tanto to del AC ACCIO CIONAM NAMIEN IENTO TO IZQ IZQUIE UIERDO RDO como DERECHO seleccionar la primera botonera que es se encuentra en opción ESFUERZO, también cambiarle la posición po sición inicial.
3. Da Darr do dobl ble e clic clic en la válv válvul ula a 5/2, 5/2, de dell AC ACCI CION ONAM AMIE IENT NTO O IZ IZQU QUIE IERD RDO O seleccionar el MAGNETO DE VÁLVULA que se encuentra NEUMÁTICA/ELÉCTRICO, dar clic en la opción RETORNO DE MUELLE que se encuentra en el ACCIONAMIENT ACCIONAMIENTO O DERECHO.
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4. Con Conect ectar ar la Unida Unidad d de manten mantenimi imient ento o con la ví vía a 1 de la vál válvul vula a 3/2 con 5. 6. 7. 8.
doble botonera de ambos lados. Conect Conectar ar la vía vía 2 de de la válvul válvula a 3/2 con lla a vía 1 de lla a válv válvula ula 5 5/2. /2. Conect Conectar ar la vía 2 de la vál válvula vula 5/ 5/2 2 con el ci cilindro lindro d de e simpl simple e efect efecto. o. Ponerl Ponerle e des desfogue fogue a las vías 3 y 5 de lla a vál válvula vula 3/2 y 5/ 5/2. 2. Darle do doble ble cli click ck a la válv válvula ula sol solenoide enoide y po ponerle nerle en lla a marca Y Y1, 1, lo mis mismo mo dar doble click al MAGNETO de la válvula 3/2 y ponerle la misma marca Y1.
A. Ya terminado el diagrama, dar click en el botón PLA PLAY Y del programa o
apretar F9 para iniciar la simulación.
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PLAY
IX.- DESCRIPCIÓN DE LASOLUCIÓN. Al accionar l pulsador S1, el circuito eléctrico de la bobina magnética Y1 se cierra y conmuta la electroválvula de 5/2 vías. El vástago del cilindro de doble efecto avanza hacia la posición final delantera. Al soltar el pulsador S1, el circuito de la bobina Y1 se abre y la electroválvula de 5/2 vías conmuta a la posición de reposo. El vástago retrocede hacia la posición final trasera.
PRÁCTICA NO. 3. TITULO: ESTACIÓN DE MONTAJE. I.- OBJETIVO DIDÁCTICO. 1.1 Cilindro de doble efecto. 1.2 Mando directo con función “Y” de las señales de conexión.
II.- EQUIPO. 1 Cilindro de doble efecto. 1 Válvula 3/2 con doble botonera.
1 Válvula 5/2 con pilotaje magnetizado y retroceso con resorte. 1 Unidad de mantenimiento. Página 2
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1 Fuente de Generación de aire comprimido. 1 Válvula solenoide. 2 Pulsadores obturador.
III.- PLANTEAMIENTO DEL EJERCICIO.
Trazar el esquema neumático y eléctrico del circuito. Realizar el montaje del circuito neumático y eléctrico. Comprobar el funcionamiento del mando.
IV.- DESARROLLO DEL PROBLEMA. En una estación de montaje han de ensamblarse piezas. Al accionar dos pulsadores, el dispositivo avanza y las piezas quedan ensambladas. Al liberar uno cualquiera de los pulsadores, el dispositivo regresa a la posición inicial. V.- PLANO DE SITUACIÓN.
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VI.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
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VII.- ESQUEMA ELÉCTRICO. 1
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VIII.- PROCEDIMIENTO. Nota: Para el desarrollo de los siguientes circuitos electroneumáticos utilizar el programa FESTO FLUIDSIM. A. Seleccionar el equipo a utilizar en el menú que se encuentra a la izquierda del programa.
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MENU
B. Un Una a ve vezz ya se sellec eccciona ionado do el eq equi uipo po se pr proc oced ede e a un unir ir ca cada da un uno o de los elementos en el siguiente orden: 1. Conect Conectar ar la ffuente uente d de e tensi tensión ón 0V co con n la vá válvula lvula soleno solenoide. ide. 2. Co Cone nect ctar ar la otra otra term termin inal al de la válv válvul ula a sole soleno noid ide e con con el inte interr rrup upto tor r (obturador) en serie. 3. Conect Conectar ar la otra ttermin erminal al sobrant sobrante e del int interrupto erruptorr obturad obturador or con el seg segundo undo interruptor obturador de manera que estén en serie. 4. Con Conect ectar ar la ter termin minal al sobra sobrante nte del inter interrup ruptor tor (obturad (obturador) or) con la fue fuente nte de
tensión de 24V.
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5. Co Cone nect ctar ar la fu fuent ente e de gene generac ració ión n de aire compri comprimi mido do con la unid unidad ad de mantenimiento. 6. Dar dobl doble e clic a la válv válvula ula 3/2 y tan tanto to del AC ACCIO CIONAM NAMIEN IENTO TO IZQ IZQUIE UIERDO RDO como DERECHO seleccionar la primera botonera que es se encuentra en opción ESFUERZO, también cambiarle la posición po sición inicial.
7. Da Darr do dobl ble e clic clic en la válv válvul ula a 5/2, 5/2, de dell AC ACCI CION ONAM AMIE IENT NTO O IZ IZQU QUIE IERD RDO O seleccionar el MAGNETO DE VÁLVULA que se encuentra
NEUMÁTICA/ELÉCTRICO, dar clic en la opción RETORNO DE MUELLE que se encuentra en el ACCIONAMIENT ACCIONAMIENTO O DERECHO.
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9. Con Conect ectar ar la Unida Unidad d de manten mantenimi imient ento o con la ví vía a 1 de la vál válvul vula a 3/2 con doble botonera de ambos lados. 10. Conectar la vía 2 de la válvula 3/2 con lla a vía 1 de lla a válvula 5/2. 11. Conectar la vía 2 de la válvula 5/2 con el ci cilindro lindro de simple efecto. 12. Ponerle desfogue a las vías 3 y 5 de la válvula 3/2 y 5/2. 13.Darle 13. Darle doble click a la válvul válvula a solenoide y ponerle en la marca Y1, lo mismo dar doble click al MAGNETO de la válvula 3/2 y ponerle la misma marca Y1.
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C. Ya te term rmin inado ado el di diagr agram ama, a, dar clic clickk en el botón botón PL PLA AY de dell pro progr gram ama a o apretar F9 para iniciar la simulación. PLAY
IX.- DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN. Al accionar los pulsadores S1 y S2, el circuito eléctrico de la bobina magnética Y1 se cierra y se la electroválvula de 5/2 vías queda conmutada. El vástago del cilindro de simple efecto (doble efecto) avanza hacia la posición final delantera.
Al el pulsador S2, el circuito de laabobina y larecuperador. electroválvula de soltar 5/2 vías conmutaS1 a lao posición de reposo través Y1 de se un abre muelle El vástago del cilindro de doble efecto retrocede hacia la posición final trasera. Página 2
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UNIDAD 4 CIRCUITOS CIRCUIT OS HIDRÁULICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS PRÁCTICA.
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UNIDAD 4 CIRCUITOS HIDRÁULICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS. ELECTROHIDRÁULICOS . 4.1 Desarrollo de circuitos típicos hidráulicos. hidráulicos . Practica No. 1. TITULO: Mando de un cilind TITULO: cilindro ro de doble efecto mediante mediante un dist distribui ribuidor dor de 4v ,3p, con posición centro cerrada y que se acciona manualmente . I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto Accionar el cilindro mediante una válvula de 4v/3p manualmente.
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta Descripción del problema: Se desea manipular un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4v/3p centro a descarga manualmente.
III.- FUNCIONAMIENTO: En posición 1, el vástago realiza la salida. En posición 2, el vástago realiza el retorno o entrada. En posición 0, el vástago queda bloqueado. No. Componente s
Denominación del componente
1
Bomba
1
Tanque
1
Válvula 4 4V V/3P, centro a descarga
1
Cilindro doble efecto
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IV.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
Practica No. 2. TITULO: Mando de un cilindro de simple efecto. I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de simple efecto Accionar el cilindro mediante una válvula de 3v/2p manualmente.
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Se desea manipul manipular ar un cilind cilindro ro de sim simple ple efecto efecto medi mediant ante e una válv válvula ula 3v/2 3v/2p p centro a descarga manualmente. VI.- FUNCIONAMIENTO: El esquema 1 corresponde a un montaje en el que el grupo de accionamiento suministra el caudal de líquido a presión. Para que la presión en el sistema, que puede leerse en el manómetro, no sobrepase un cierto valor admisib admisible, le, se monta una válvula limitadora de presión. Para llevar a cabo el mando del cilindro de simple efecto se intercala una válvula distribuidora 3/2. Al accionar esta válvula se abre el paso de P a A y el émbolo de trabajo se desplaza hasta alcanzar su
posición final.
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Para volver a la posición inicial, la válvula distribuidora se conmuta a la posición de reposo, lo que trae como consecuencia que el émbolo descienda por la acción de la pesa. De esta manera, el líquido a presión sale del cilindro y regresa al depósito a través tra vés de A →T. →T. No.componente s
Denominación del componente
1
Válvula limitadora de presión
2
manómetros
1
Bomba
1
Tanque
1
Válvula de 3v 3v/2p, centro a descarga
1
Cilindro de simple efecto
V.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
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Practica No. 3. TITULO: Mando de un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4v/2p. I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto Accionar el cilindro mediante una válvula de 4v/2p manualmente.
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Se desea manipular un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4v/2p centro a descarga manualmente.
IV.- FUNCIONAMIENTO: Al igual que en 1, el grupo de accionamiento suministra el caudal de líquido a presión, y una válvula limitadora se encarga de que el valor de esta presión, señalado por el manómetro, no rebase un límite determinado. El mando del cilindro de doble efecto se realiza por medio de una válvula distribuidora 4/2. Al accionar esta válvula, se abre el paso de P a B, y el émbolo se desplaza hasta su posición p osición final, saliendo el vástago hacia hac ia el exterior. Cuando la válvula distribuidora se conmuta a la posición de reposo, se abre el paso de P a A; el émbolo de trabajo se desplaza en sentido contrario al anterior, penetrando el vástago en el interior del cilindro. De esta manera, el líquido a presión que existe en el lado del émbolo se descarga al depósito a través de B →T. No.componente s
Denominación del componente
1
Bomba
1
manómetro
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1
Válvula reguladora de presión
1
Tanque
1
Válvula de palanca 4v/2p ,centro a descarga
1
cilindro doble efecto
V.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
Practica No. 4 TITULO: Mando de un cilindro de doble efecto mediante válvula 4v/3p. I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto Accionar el cilindro mediante una válvula de 4v/3p manualmente.
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Página 2
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Se desea manipular un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4v/3p centro a descarga manualmente.
IV.- FUNCIONAMIENTO: Un doblede efecto también se puede pilotar por medio de una válvula 4/3 concilindro posicióndemedia circunvalación. Cuando la válvula se encuentra en esta posición media, el líquido puede pasar sin obstáculo alguno al depósito. Los empalmes A y B están cerrados. Al conmutar la válvula a la posición de avance (a), se abre el paso de P a A y de B a T, y el vástago del émbolo del cilindro sale. Si la válvula conmuta a la posición de retorno (b), se abre el paso de P a B y de A a T T,, y el vástago del émbolo entra. Si en el transcurso del movimi movimiento ento de avance la válvul válvula a se conmut conmuta a a la posición media de circunvalación, el émbolo se detiene y no puede moverse aplicando una fuerza exterior. Cuando es preciso que le émbolo se detenga, la ventaja que ofrece el circuito de circunvalación es que el caudal enviado por la bomba puede evacuarse directamente sin presión, sin calentarse y sin necesidad de que pase por la válvula limitadora de presión. No.componente s
Denominación del componente
1
Bomba
3
manometros
1
Valvula reguladora de presion
1 1
Tanque Válvula de palanca 4v/3p, centro a descarga
1
cilindro doble efecto
V.- ESQUEMA NEUMÁTICO. Página 2
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4.2 Desarrollo típicos de circuitos electrohidráulicos. electrohidráulicos . Electrohidráulica Un sistema electrohidráulico es un conjunto de elementos que, dispuestos en forma adecuada y conveniente, producen energía electrohidráulica partiendo de otra ot ra fu fuen ente te,, qu que e norm normal alme ment nte e es el elec ectr trom omec ecán ánic ica a (m (mot otor or eléc eléctr tric ico) o) o term termo o mecánica (motor de combustión interna). La energía entregada por los medios mencionados es receptada por los elementos del sistema, conducida, controlada y por ultimo transformada en energía mecánica por los actuadores. El fluido transmisor de esta energía es principalmente aceite, evidentemente no cualquier aceite. Ya Ya que debe poseer p oseer algunas características particulares. La energía electrohidráulica se genera de la siguiente manera. Se recibe energía electromecánica a través de la bomba de instalación. Esta la impulsa obligándola a pasar por el circuito, hasta llegar a los puntos de utilización. Ósea hasta los actuadores encargados de transformar dicha energía en mecánica podemos evidenciar tres grupos perfectamente localizados, a detallar: Sistema de impulsión y bombeo Sistema intermedio compuesto por elementos de control, comando y conexiones
Actuadores y consumidores.
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Electroválvulas La válvula de solenoide eléctrica funciona al suministrar corriente eléctrica al imán de la bobina, el campo magnético mueve el cuerpo de cilindro deslizante de la válvula, el cual dirige el aceite. Cabe recordar que la única diferencia entre una válvula hidráulica/eléctrica y una válvula hidráulica ordinaria es la forma en que se mueve el cuerpo de cilindro
Se les llama solenoides por ser accionadas por corriente continua, cuando son accionadas por corriente alterna se les llama electroimanes.
Válvulas hidráulicas de cuatro vías, operadas eléctricamente en la figura 7.15 a vemos una válvula directamente accionada por solenoide, que es aquella en la
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cual el elemento motriz para accionar la corredera deslizante es únicamente un electroimán o un solenoide. La acción de este, cuando se encuentra energizado, se traduce en un empuje o una tracción de la corredera. corredera. En dicha figura tenemo tenemoss una válvu válvula la de cuatro vías, dos posiciones, de retorno por la acción de un resorte antagonista, y accionada por el electroimán dibujado al costado derecho de la válvula. Cuando se energiza la solenoide solenoide la correde corredera ra es empujada empujada por la acción de este hacia la izquie izquierda, rda, se conecta la presión a la cara 2 del cilindro mientras que la cara 1 queda drena al tanque. La corriente eléctrica debe ser mantenida sobre el solenoide para que este a su vez mantenga a la corredera empujada totalmente hacia la izquierda. Cuando se co cort rta a la co corr rrie ient nte e y el so sole leno noid ide e se des des ene nerg rgiz iza, a, el re reso sort rte e emp mpuj uja a enérgicamente a su vez a la corredera hacia la derecha conectándose entonces las puertas del cuerpo de la válvula de la manera demostrada en la figura.
Las válvulas solenoides siempre se representan en los esquemas de circuitería con el conexionado correspondiente a su posición des energizada.
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Relevadores Con los relevadores fue posible establecer automáticamente una secuencia de operaciones, programas tiempos de retardo o conteo de eventos, pero aun con todas sus ventaj ventajas, as, por su naturaleza electrom electromecánic ecánica, a, tienen un solo periodo de vida, sus partes conductoras de corriente en algún momento pueden dañarse y más aún, la inconveniencia más importante de la lógica con relevadores, es su naturaleza fija, es decir, la lógica de un panel de relés es establecida por los diseñadores desde un principio y mientras la maquina dirigida por este panel este llevando los mismo pasos en la misma secuencia, todo está perfecto. Pero cuando se necesite un cambio de producción en las operaciones de ese proceso, la lógica del panel debe ser re-diseñada, y si el cambio es muy grande puede ser más económico desechar el panel actual y construir uno nuevo involucrando gran cantidad de tiempo, trabajo y materiales, a parte de las pérdidas ocasionadas en la producción.
Relevador Marca FESTO El modulo incluye tres relés con conexiones y dos barras colectoras para la alimentación de tensión. Todos Todos los conectores de seguridad son de 4mm. La unidad se monta sobre un bastidor o en el panel de prácticas perfilado mediante cuatro adaptadores enchufables.
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Ta Tabla bla de Tipos de dispositvos elécricos.
Circuitos Electrohidráulicos Para el diseño de un circuito es imprescindible el conocimiento exacto de las necesidades y trabajos a realizar por los elementos accionadores (velocidades, fu fuerz erzas, as, titiem empo pos, s, ci cicl clos, os, et etc. c.)) as asíí com como o la lass lilimi mita taci cion ones es (es (espac pacio io,, po pote tenc ncia ia disponible, tipo de energía, etc.) con los datos del diseño. Y con la ayuda de los símbolos, símbo los, se hace un croquis en el que se dibujan los ele elementos mentos acc accionado ionadores res y los impulsores, a continuación se elabora una secuencia de los movimientos y trabajos a realizar rea lizar.. Estos movimientos y trabajos o fases del ciclo ayudaran a definir los componentes de regulación y control que se han de intercalar entre el accionador final y el elemento impulsor. Finalmente se añaden al croquis los accesorios del sistema. Una vez realizado el croquis del circuito, se enumeran los componentes, y en una relación aparte se les da el nombre y apellido: lo que en el croquis era una bomba debe definirse y concretarse en tipo, velocidad de funcionamiento, presión de trabajo, trabaj o, etc. El cilindro debe definirse en funció función n de su longitud longitud de carrera, áreas, diámetro del vástago, etc. Y así se hará con cada uno de los componentes (tipo de conexión y montaje, escala de los indicadores, tipo de fluido, etc.)
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PRÁCTICA NO. 1. TITULO: CONTROLA UN PISTON DE DOBLE EFECTO CON UNA VALVULA DE PALANCA 4V/3P, CENTRO DE DESCARGA. I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto. Accionar una secuencia lógica mediante una válvula de palanca. Utilizar válvulas de palanca 4V/3 P, centro de descarga. descarga .
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Se desea manipular un cilindro de doble efecto mediante una válvula 4V/3 P centro a descarga manualmente.
IV.- FUNCIONAMIENTO: Esta práctica consiste en controlar el accionamiento de un pistón de doble efecto. Para esto podemos utilizar una válvula de palanca 4v/3p, centro a descarga. La palana tiene tres funciones avance, neutro y retroceso. Si movemos la palanca para atrás el cilindro avanza (figura1.1) y después lo movemos hacia el centro (neutro). Entonces movemos la palanca para adelante (retroceso). Para que el pistón vuelva a regresar a la posición inicial (figura 1.2). No.componente s
Denominación del componente
1
Bomba
1
Tanque
1
Válvula de palanca 4/3 vías, centro a descarga
1
cilindro doble efecto
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V.- ESQUEMA NEUMÁTICO. Diseño del Diagrama
Funcionamiento
Figura 1
Figura 1.1
Figura 1.2
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PRÁCTICA NO. 2 TITULO: CONT NTR ROLAR UN PISTON DE DOBLE EFECTO CON UNA ELECTROVÁLVULA ELECTROVÁL VULA DE UN ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto Accionar una secuencia lógica mediante un botón de enclave (obturador) Utilizar electroválvulas distribuidora de 4v/2p con solenoides. Utilizar fuente de CD y relevadores
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar componentes adecuados Comparar la propia solución con la propuesta Conectar circuito y observar los resultados
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Se pretende accionar un cilindro de doble efecto con una electroválvul electroválvula a 4v/2p, en este caso mediante un circuito.
IV.- FUNCIONAMIENTO: Esta práctica consiste en controlar r el accionamiento de un pistón de doble efecto. Para esto podemos utilizar un botón de enclave (obturador) que controlaría la bobina de una válvula de 4v/2p de un accionamiento eléctrico. Si presionamos S1 el pistón se activa y llega al final de carrera (figura 2.1) y permanecerá así hasta que el mismo botón sea pulsado (figura 2.2) Marca
Deno enomin inaación d deel co com mponent ente hi hid dráulico ico
1
Bomba
2
Tanque
3
Electroválvula 4/2 vías
4 Marca
Cielinnodm roin daoció el ectcoomponente eelléct D ina cibólened del ctrrico
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SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS DE POTENCIA Fuente de tensión de 24V Fuente de tensión de 0V S1
Interruptor (botón de enclave)
K1
Relé
K1
Contacto normalmente abierto
Y1
Válvula solenoide
V.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
Funcionamiento:
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PRÁCTICA NO. 3 TITULO: CONTROLA UN PISTON DE DOBLE EFECTO CON UNA VALVULA DE UN ACCIONAMIENTO ELÉCTRICO
En este caso utilizaremos una válvula limitadora de presión
I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto Accionar una secuencia lógica mediante un botón pulsador (obturador) Utilizar electroválvula distribuidora de 4v/2p con solenoide Utilizar una válvula limitadora de presión Utilizar fuentes de CD y relevadores
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados. Comparar la propia solución con la propuesta Conectar el circuito y observar los resultados
III. FUNCIONAMIENTO: Lo que realiza este circuito es controlar el vaivén del cilindro. Pero ahora se utilizan dos botones pulsadores uno de avance S1 y el otro de retroceso S2 (figura Página 2
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3) es decir controla el inicio (figura 3.1) y el fin de este proceso (figura 3.2). En este es te cas caso o se de desar sarrol rolla la el circ circui uito to reg regene enerat rativ ivo o par para a con conse segu guir ir una ma mayo yor r velocidad al avance. El volumen desalojado por el cilindro en su movimiento de avance se ha regenerado como un volumen de fluido capaz de suministrar un trabajo mecánico. Tal Tal circuito entonces es un circuito regenerativo El propósito de un circuito regenerativo es incrementar la velocidad de la carrera de avance del cilindro. La regeneración no puede ser nunca lograda en la carrera de retorno. Marca Ma rca De Deno nomi mina naci ción ón del del com compo pone nent nte e hidráulico
Marc a
Denominación del componente eléctrico
1
Bomba
S1
Botón pulsador (NA)
2
Tanque
S2
Botón pulsador (NC)
3
Válvula limitadora de presión
K1
Relé
4
Electroválvula de 4/2 vías
K2
Contacto NA
5
Cilindro de doble efecto
5
Válvula solenoide
IV.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
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Funcionamiento
PRÁCTICA NO. 4 TITULO: MANDO Y CONTROL DE POSICIÓN DEL ACTUADOR. En este caso utilizaremos una válvula limitadora de presión
I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto
Accionar una secuencia lógica mediante un botón pulsador (obturador) Utilizar electroválvula distribuidora de 4v/2p con solenoide
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Utilizar sensores iinductivos nductivos
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el diagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados. Comparar la propia solución con la propuesta Conectar el circuito y observar los resultados
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. Controlar el cilindro de doble efecto con una electroválvula de 4v/2p, mediante un circuito eléctrico utilizando sensores inductivos
IV.- FUNCIONAMIENTO: Ahora se pretende accionar un pistón de doble efecto y que el retorno sea automático. Para ello utilizaremos lo que son los sensores ( en este caso al inicio y final de carrera) la función de este sensor A0 es iniciar el recorrido del actuador (figura 4.1), al llegar el pistón hasta su máximo desplazamiento el sensor A1 se activa y acciona el retorno por muelle de la electroválvula y1 (figura 4.2). Por lo tanto el pistón regresa. V.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
Funcionamiento
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PRÁCTICA NO. 5 TITULO: MANDO Y CONTROL ELECTROHIDRÁULICO CON TEMPORIZACIÓN. I.- OBJETIVOS: Visualizar el funcionamiento de un cilindro de doble efecto Accionar una secuencia lógica mediante un botón pulsador (obturador) Utilizar electroválvula distribuidora de 4v/2p con solenoide
II.- ACCIONES: Diseñar y dibujar el d diagrama iagrama de desplazamiento-fase con ayuda de la descripción del problema. Seleccionar y utilizar los componentes adecuados. Página 2
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Comparar la propia solución con la propuesta Conectar el circuito y observar los resultados
III.- DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Accionar un cilindro de doble efecto con una electroválvula de 4v/p vías mediante un circuito eléctrico. Utilizar temporizadores On Delay
IV.- FUNCIONAMIENTO: En esta práctica podemos hacer que el cilindro alcance el final de la carrera y tarde 5 segundos para volver a su posición inicial (figura 5.1) para este caso podemos utilizar el relé temporizador tipo On Delay Se presenta el dispositivo eléctrico, relé temporizador, que permite la temporización de los procesos o partes de los mismos. Los sensores son de tipo inductivos.
Marca Ma rca De Deno nomi mina naci ción ón del del com compo pone nent nte e hidráulico
Marca
Denominación d de el componente eléctrico
1
Bomba
S1
Botón pulsador (NA)
2
Válvula limitadora de presión
A0,A1
Sensores inductivos
3
tanque
K1, K3
Relé
4
Electroválvula de 4/2 vías
K1, K2
Contacto NA
5
Cilindro de doble efecto
K3
Contacto NC
K2
Relé On Delay
Y1
Válvula solenoide
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V.- ESQUEMA NEUMÁTICO.
Funcionamiento:
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UNIDAD 5 APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA-ELECTRÓNICA E HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA PRÁCTICA.
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UNIDAD 5 APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA-ELECTRÓNICA E HIDRÁULICA-ELECTRÓNICA. Definición de PLC y Características Un lógico define como unstruc dispositivo que qu econtador un una a me memo mori ria a programable pr progr ogram amabl able e se pa para ra gu guar arda darr in inst rucci cion ones es electrónico y lllleva evarr adigital cabo cabo funciones lógicas de configuración de secuencia, de sincronización, de conteo y aritméticas, para el control de maquinaria y procesos. Los PLC tienen la gran ventaja de que permiten modificar un sistema de control sin tener que volver a alambrar las conexiones de los dispositivos de entrada y sali salida da;; ba bast sta a con con qu que e el op oper erad ador or digi digite te en un tecl teclad ado o las las inst instru rucc ccio ione ness correspondientes. Los PL Los PLC C cu cuen enta tan n co con n ca carac racte terí ríst stic icas as espe especí cífificas cas qu que e lo loss dife difere renc ncia ian n de la lass computadoras y microcontroladores:
Son robustos y están diseñados para resistir vibraciones, temperaturas, humedad y ruido. La interfaz para las entradas y las salidas esta dentro del controlador. Es muy sencilla tanto la programación como el entendimiento del lenguaje de programación que implementan, el cual se basa en operaciones de lógica y conmutación.
Conformación interna de un PLC
Los elementos principales que forman parte de la estructura de un PLC son: CPU (Un (Unida idad d centra centrall de procesam procesamien iento) to):: Con Contro trola la y proc procesa esa todas todas las operaciones realizadas dentro del PLC. Relo Re loj:j: Es la fuen fuente te de temp tempor oriz izac ació ión n y sinc sincro roni niza zaci ción ón de todo todoss los los elementos del sistema. Su frecuencia típica ronda entre 1 y 8MHZ. Sist Sistem ema a de bus: Lle Lleva va inf infor orma maci ción ón y da dato toss de desd sde e y hac hacia ia el CP CPU, U, la memoria y las unidades de entrada/salida. Batterí Ba ería: Se enc ncar arga ga de man ante tene nerr el co cont nten enid ido o de la RA RAM M por por un determinado tiempo, en caso de que se corte el suministro de energía eléctrica.
Unidad Unid ad de en entr trad ada/ a/sa salilida: da: Es la in inte terf rfaz az en entr tre e el si sist stem ema a y el mu mund ndo o externo. Para introducir programas en esta unidad se usa un tablero, el cual puede variar de una sencilla configuración de teclado con pantalla de cristal
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líquido, o bien llegar a tener incluso unidades de presentación visual con teclado y pantalla. Canales de entrada/salida: Proporcionan funciones para el acondicionamiento y aislamiento de señales, lo que permite conectarlos directamente a sensores y actuadores, sin depender del uso de otros circuitos. Memoria: RAM: Almacena el programa del usuario. ROM: Almacena de forma permanente la información del sistema operativo y datos corregidos.
Usos y aplicaciones del PLC (Programmable Logic Controller). Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés inglés P PLC LC (Pro (Programma grammable ble Logic Controller Controller), ), es una computadora computadora util utilizada izada en la in inge geni nier ería ía aut autom omát átic ica a o auto automa matitiza zaci ción ón indu in dust stria riall, para automatizar electromecánicos,, tales como el control de la maquinaria de la fábrica procesos electromecánicos en líneas de montaje montaje o o atracciones mecánicas. Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de fu funci ncion onam amie ient nto o de la má máqui quina na se su suel elen en al alma mace cena narr en bate baterí rías as co copi pia a de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tie tiempo mpo real real du duro ro dond donde e lo loss res resul ulta tados dos de sa salilida da de debe ben n ser pr produ oduci cido doss en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, que de lo contrario no producirá el resultado deseado. Las aplicaciones típicas de los controladores programables incluyen:
Manejo de materiales Aplicaciones de envasado Maquinaria industrial general Impresión Alimentos y bebidas Farmacéutica Aguas/aguas residuales/SCADA Control de embrague/freno Control de posición: recogida y colocación/transportador
Los PLC comprenden diversos sistemas de automatización pequeños (Micro-plcs) que se pueden utili utilizar zar para numero numerosas sas tareas. Gracias a su diseño compacto, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los sistemas de automatización son Página 2
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idóneos para controlar tareas sencillas. La gran variedad de modelos y el software de pro progra grama maci ción ón bas basad ado o en Wi Wind ndows ows ofrec ofrecen en la flflex exib ibililid idad ad ne nece cesar saria ia para para solucionar las tareas de automatización.
Convenciones utilizadas para describir las operaciones. Funciones del editor A AWL. WL. El editor AWL visualiza el programa textualmente. Permite crear programas de control introduciendo la nemotécnica de las operaciones. El editor AWL sirve para crear ciertos programas que, de otra forma, no se podrían programar con los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el lenguaje nativo de los PLC, a difere diferencia ncia de los edi editor tores es gráf gráfico icos, s, suj sujeto etoss a cie cierta rtass rest restricc riccion iones es para pod poder er dibujar los diagramas correctamente. Como muestra la figura 5-2, esta forma textual es muy similar a la programación en lenguaje ensamblador.
Funciones del editor KOP El editor KOP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a un esquema de circuitos. Los programas KOP hacen que el programa emule la circulación de corriente eléctrica desde una fuente de alimentación, a través de una serie de condiciones lógicas de entrada que, a su vez, habilitan condiciones lógicas de salida. Los programas KOP incluyen una barra de alimentación izquierda que está energizada. Los contactos cerrados permiten que la corriente circule por ellos hasta el siguie siguiente nte elemento, en tanto que los contac contactos tos abiertos bloquean el flujo de energía.
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La ló lógi gica ca se di divi vide de en seg segme ment ntos os (”net (”netwo works rks”). ”). El pr prog ogram rama a se ejec ejecut uta a un segmento tras otro, de izquierda a derecha y luego de arriba abajo. La figura 5-3 mues mu estr tra a un ej ejem empl plo o de un pr progr ogram ama a KOP KOP. La Lass op opera eraci cione oness se re repr prese esent ntan an mediant med iante e sím símbol bolos os grá gráfic ficos os que inc incluye luyen n tre tress for formas mas bási básicas cas.. Los contac contactos tos representan condiciones lógicas de entrada, tales como interruptores, botones o condiciones internas. Las bobinas representan condiciones lógicas de salida, tales como lámparas, a arrancadores de motor, relés arrancadores de motor relés interpuestos o condiciones internas de salida. Los cuadros representan operaciones adicionales, tales como temporizadores, contadores u operaciones aritméticas.
Funciones del editor FUP. El editor FUP visualiza el programa gráficamente, de forma similar a los circuitos de puertas lógicas. En FUP no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros. La figu figura ra 5-4 5-4 mu mues estr tra a un ejem ejempl plo o de un pr prog ogra rama ma FU FUP P. El leng lengua uaje je de programación program ación FUP no util utiliza iza las barras de alime alimentaci ntación ón izquie izquierda rda ni derecha. Sin embargo, el término “circulación de corriente” se utiliza para expresar el concepto análogo del flujo de señales seña les por los bloques lógicos FUP FUP..
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La ruta”1” lógica por los elementos FUP se denomina circulación de corriente. El origen de una entrada de circulación de corriente y el destino de una salida de circulación de corriente se pueden asignar directamente a un operando. La lógica del programa se deriva de las conexiones entre las operaciones de cuadro. Así pues, la salida de una operación (p. Ej. Un cuadro AND) se puede utilizar para habilitar otra operación (p.ej. Un temporizador), con objeto de crear la lógica de control necesaria. Estas conexiones permiten solucionar numerosos problemas lógicos.
Ventajas del PLC (Programmable Logic Controller). Como sabemos, un controlador lógico programable (PLC) es un equipo industrial utilizado para la automatización de los procesos electromecánicos, el controlador lógico programable (PLC) se puede utilizar para controlar máquinas en líneas de montaje de fábrica, juegos mecánicos, o aparatos de iluminación y de otras instalaciones. Cabe aclarar que aunque se puede automatizar cualquier proceso con un PLC, no se debe de caer en la tentación de convertirlo en el instrumento base para solucionar todos los problemas que se nos puedan presentar, por ejemplo, si queremos controlar el llenado del tinaco de agua que tenemos instalado en nues nu estr tra a casa casa,, el empl empleo eo de un PL PLC C pa para ra re real aliz izar ar esta esta acti activi vida dad d serí sería a un desperdicio desperd icio tecnoló tecnológico gico además de representar representar un costo muy alto para una tarea muy sencilla. La utilización de un PLC debe ser justificada para efectos de optimizar sobre todo los recursos económicos que en nuestros días son muy importantes.
Algunos puntos importantes a considerar a favor del uso de los PLC´s en la industria pueden ser:
1. Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:
No es necesario dibujar el esquema de contactos. Página 2
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No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general, la capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande La lilist sta a de ma mate teri rial ales es qu qued eda a se sens nsib iblem lement ente e red reduci ucida da,, y al elabo elaborar rar el
presupuesto eliminaremos parte del de problema el contar con correspondiente diferentes proveedores, distintos plazos entrega,que etc.supone 2. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadirá aparatos. 3. Mínimo espacio de ocupación 4. Menor coste de mano de obra de la instalación. 5. Economía de mante mantenimie nimiento. nto. Adem Además ás de aumentar la fiabi fiabilidad lidad del siste sistema, ma, al elimin eliminar ar cont contact actos os móv móvile iles, s, los mis mismos mos aut autóma ómatas tas pueden pueden det detect ectar ar e ind indica icar r averías. 6. Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata. 7. Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado. 8. Si por alguna razón la maquina queda fuera de servicio, el autómata útil para otra máquina o sistema de producción. Las ventajas relacionadas con el espacio el PLC ofrecen una estructura robusta y diseñada para soportar vibraciones, temperatura, humedad y ruido, además de una interfaz de entradas y salidas ya dentro del controlador, sin mencionar que el PLC PL C se pro progra grama ma fá fáci cilm lment ente e y titien enen en un le leng ngua uaje je de pro progra grama maci ción ón fáci fácill de entender. Podemos resumir entre las ventajas más importantes son:
Ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica cableada, principalmente por su variedad de modelos existentes. Menor tiempo empleado en su elaboración. Podrás realizar modificaciones sin cambiar cableado. La lista de materiales es muy reducida. Mínimo espacio de aplicación. Menor costo. Mantenimiento económico por tiempos de paro reducidos.
Es No flexible. tienen defectos los relevadores. Tiempo para encontrar errores relativamente corto. Rapidez. Página 2
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Tiene conexión a internet. No hace ruido. Es más seguro que otros sistemas.
Desventajas del PLC (Programmable Logic Controller). En primer lugar, hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los técnicos de tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente está solucionado porq po rque ue la lass un univ ivers ersid idade adess y/o y/o In Inst stititut utos os superi superior ores es ya se enca encarga rgan n de dich dicho o adiestramiento. Pero hay otro factor importante como el costo inicial que puede o no ser un inconveniente, según las características del automatismo en cuestión. Dado que el PLC PL C cub cubre re ve vent ntaj ajos osam ament ente e en am ampl plio io espa espaci cio o en entr tre e la ló lógi gica ca ca cabl blea eada da y el microprocesador es preciso que el proyectista lo conozca tanto en su actitud como en sus limitaciones. Por tanto, aunque el costo inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos porr un po uno o u otro otro sist sistem ema, a, conv convie iene ne anal analiz izar ar todo todoss los los de dem más fact factor ores es pa para ra asegurarnos una decisión acertada. Como es de imaginar, no todo son ventajas, aún quedan muchas barreras que superar para que PLC pueda competir con las actuales ofertas de tele teleco comu muni nica caci cion ones es.. El pr prim imer er ob obst stác ácul ulo o qu que e ha hayy que que salv salvar ar ra radi dica ca en la eliminación de las interferencias que inevitablemente se generan con los servicios
preexistentes: paraproblemas transmitir datos es necesario trabajar frecuencias más altas, lo que crea de ruido. Una corriente en en movimiento genera campos magnéticos y viceversa y debido a que esta maraña de cable no fue Página 2
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ideada para transportar datos sensibles, los ruidos eléctricos suponen un grave inconveniente a solucionar. Computadores, televisores, equipos de música y en general todos los aparatos eléctr elé ctricos icos son aut autént éntica icass emi emisora sorass de señales señales par parási ásitas tas cap capaces aces de produci producir r malformaciones determinantes en las ondas portadoras de datos. Por otro lado, los campos creados por las líneas de cables provocan el escape de ondas demasiado suculentas para los espías informáticos. Esto convierte en necesarias a las técnicas depuradas de corrección y cifrado de los datos que viajan por la red, lo cual es muy complejo de desarrollar. El medio físico también se convierte en una desventaja a la hora de analizar los cortes de energía inesperados.
En resumen Entre Entr e la lass de desv sven enta taja jass de dell co cont ntro rola lado dorr ló lógi gico co pro progr gram amab able le (PLC) (PLC) po pode demo moss encontrar:
Hay dificultades con los cambios o sustituciones Siempre es difícil encontrar errores, y requieren mano de obra experta. Cuando se produce un problema, el tiempo de retención es de carácter indefinido, por lo general mucho tiempo. Mano de obra especializada. Condiciones ambientales apropiadas Mayor costo para controlar tareas muy pequeñas o sencillas. Costo elevado El funcionamiento se puede ver afectado por el uso combinado de la energía eléctrica con el flujo de datos. Puede limitar las funciones de una impresora. Solo funciona con el sistema operativo Windows. Requiere que los dat ato os sean encriptad ado os par ara a hacer cer segu egura la comunicación. Si el cableado eléctrico es antiguo, puede afectar negativamente en el rendimiento de la red. Red eléctrica no está diseñada para transmitir datos Demostrar que la tecnología es segura. Es un medio compartido Convencer con VoIP (voz sobre IP), de buena calidad teórica Marco legal y administrativo no totalmente definido Evolución de la actual tecnología y abaratamiento de los dispositivos PLC
Producción de equipos todavía limitada Escasa competencia tecnológica Estándares tecnológicos para interoperabilidad de equipos inmaduros
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Estabilidad frente a interferencias electromagnéticas y ruido eléctrico de la red. Afectan a la llegada de datos en perfecto estado a los receptores.
Práctca en PLC No 1. Paro predominane sobre orden de arranque.
Inroducción.
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Ya se ha re real aliz izad ado o la pr prác ácc caa me menc ncio iona nada da me medi dian ante te un ma mand ndo o co comp mple leta tame ment ntee electromecánico. Ahora toca llevarla a PLC. Se cargara al PLC el programa que permita llevar a cabo el mando y se harán las conexiones pernentes en el modulo. PLC hace relavamente más ácil la construcción de este po de mandos; Tiene un puerto de entradas que se ene que aalimentar entradas limentar con sseñales eñales a niveles lógico lógicoss (1 ó 0) y un puerto de salidas que se acvan o desacvan de acuerdo a la programación con la que ue cargad cargado o el PLC. Objetvo. Construir un mando a 3 hilos po Paro predominante sobre orden de arranque mediante PLC. Comenzar a amiliarizarse con ese elemeno de conrol. Desarrollo de la práctca. El pri primer mer pas paso o es car carga garr al PLC con un pr progr ograma ama (di (diagr agram amaa “la “ladde dder”) r”) pr previ eviame ament ntee diseñado para real realizar izar la unción que necesitamos. Depend Dependiendo iendo de la marca y modelo de PLC, el programa se desarrolla en un soware especíco. Nuestro modulo usa un PLC marca Siemens, así que el programa Step 7 es el que se usara para llevar a cabo los programas progra mas necesarios.
Se muestra el diagrama del programa desarrollado para esta prácca:
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Dónde: I0.0 : Señal de botón de paro I0.2 : Señal de botón de arranqu arranquee I0.3 : Señal de Relay de Sobrecarga (OL) Q0.0 : Salida 1. Una vez cargado el programa se comienzan a cablear los elementos que actúan como entradass y salidas al PLC. Para comprender el procedimiento de cableado se debe observar entrada el siguiente diagrama:
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Los pulsadores son alimentados a su entrada con el voltaje de uente (24vcd en este caso) y su salida va a las entradas entradas del PLC. Se observa que son necesarios 2 pulsa pulsadores dores NC para simular botón de paro y OL y pulsador NA para botón de arranque. Las salidas se conectan a la carga (luz de 110 VCA) y se completa este circuito conectando a neutro el otro lado de la carga. Una vez vez hec hechas has to todas das las con conexi exion ones es se pon ponee el PLC en mod modo o “RUN” y se veri verica ca el uncionamiento del mando.
Funcionamieno: Las señales denotadas denotadas por I0.X (“x” es cualquier número del 0 al 7) son entradas de nivel lógico hacia el PLC. Un contacto abierto denota una señal presente o necesaria (nivel
lógico lógic o alto o 1) y un conta contacto cto cerrad cerrado o denota exa exactam ctament entee lo cont contra rario. rio. Aquí tenemos tenemos todos los contactos I0.X abiertos, de modo que se enende que es necesario que estén presentes todas las señales para que el mando arranque, esto es porque los contactos están en serie. Página 2
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En este caso las señales señales de botón de paro y OL est están án presen presentes tes siemp siempre. re. De modo que so solo lo se ne nece cesi sitta un pu puls lso o al bo botó tón n de ar arrran anqu quee pa para ra qu quee el ma mand ndo o en entr tree en uncionam unci onamient iento. o. La seña señall de soste sostenimien nimiento to del mand mando o viene de los con contact tactos os interno internoss Q0.0 que cierran al energizar energizarse se la salida. Al presionar el pulsador de arranque I0.2 la lámpara se energiza y se manene así. Si presionamos el botón de paro I0.1 la lámpara se apaga. Al energizar de nuevo el mando y presionar el equivalente equivalente del contacto OL I0.3 el mando también se desenergiza. desenergiza.
Práctca en PLC No. 2. Mando con marcha predominante sobre orden de paro.
Inroducción. La caracterísca de este mando es que a pesar de que se mantenga pulsado el botón de paro, la carga puede energizarse pulsando el botón de arranque aunque el mando no se sostendrá.
Objetvo. Realizar un mando a 3 hilos con unción marcha predominante sobre orden de paro mediante PLC, así como realizar también el respecvo programa.
Desarrollo de la práctca. Se carga el PLC con el siguiente programa:
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Donde: I0.1: Señal de botón de arranque I0.2: Señal del botón de paro I0.3: Señal del Relay OL Q0.1: Contacto de sostenimiento (Interno).
Una vez cargado el programa se procede a cablear entradas y salidas de acuerdo al diagrama anterior (derecha):
Se hace notar que es son necesarios 3 pulsadores para realizar el mando: Un botón NA que actuar como botón de arranque y 2 botones NC; uno para el botón de paro y otro para simular el contacto de OL. Los pulsadores son alimentados a su entrada con el voltaje de uente (24vcd en este caso) y su salida va a las entradas del PLC. Las salidas salidas (Q0.1) se conect conectan an a la car carga ga (luz de 110 VCA) y se comple completa ta est estee circuit circuito o conectando a neutro el otro lado de la carga. Una vez vez hec hechas has to todas das las con conexi exion ones es se pon ponee el PLC en mod modo o “RUN” y se veri verica ca el uncionamiento del mando.
Funcionamiento.
De acuerdo al diagrama de contactos, para que el mando se ponga en marcha es necesario que las señales en I0.1 e I0.3 estén pr presentes esentes ya q que ue I0.1 es un Botón NA que da el pulso para arrancar la carga.
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Para que se sostenga el mando la entrada I0.2 debe estar presente, si lo está, al acvar la salida Q0.1 se cierran los contactos que sosenen la mando. Por lo tanto I0.2 ha de ser un botón NC que representa al botón de paro. Al presionar I0.1 el mando arr y enciende la lámpar lámpara, a, la ado cual I0.1 se queda sostenida. Si se manene man ene pres presionad ionado o I0.2 arranca seanca ene que mantene mantener r presion presionado para sosten que laida. carga se mantenga energizada. Si se manene presionado I0.3 (OL) el mando no unciona por completo, simulando un corte de energía a la carga debido a una sobrecarga.
Práctca en PLC No.3 Sistema de Bombeo Caso 1; Corte de Bomba por nivel alto de naco.
Introducción. Este mando es un mando a tres hilos con una ligera modicación; se pone un interruptor NC (MS1) en serie con el botón de par paro o que se abre cuando el nivel de un depo deposito sito rebasa cierto nivel.
Objevo. Realizar el programa y el cableado para un mando que controle el nivel de agua en un depósito mediante una bomba.
Desarrollo de la prácca. Primero se desarrolla el progra programa ma que conteng contengaa las condiciones necesarias para el mando; el mando se pone en marcha manualmente y después es controlado mediante MS1.
Queda de la siguiente manera:
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Donde: I0.0: Señal del botón de arranque I0.1: Señal de MS1 I0.2: Señal de Relay OL I0.3: Señal de Botón de Arranque Se carga el programa y se hacen las conexiones de acuerdo al siguiente diagrama:
Las entradas entradas de los botones se conecta conectan n a uente (24v) y su salida va va a las entrada entradass del
PLC. Las salidas (Q0.0) se conectan a la carga y se completa su circuito conectando el neutro a la carga.
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Una ve Una vezz lista listass las las co cone nexi xion ones es se pone pone en el PL PLC C en mo modo do “R “RUN UN”” y se ve veri ric caa el uncionamiento del mando.
Funcionamiento: El mando arranca al cumplirse que están presentes las señales I0.0, I0.1, I0.2 e I0.3. El mando se pone en marcha manualmente con el botón de arranque y al hacer esto se acva la bomba mediante la salida Q0.0. Cuando el nivel del depósito rebasa un cierto límite MS1 se abre y la bomba se deene. Cada vez que la bomba se para hay que ponerla en marcha de orma manual.
Práctca en PLC No.4 Sistemaa de bombeo caso 2; Arranque por nivel bajo y paro por nivel Sistem alto de depósito.
Introducción. Este mando controlara el paro y arranque de un equipo de bombeo recibiendo señales de nivel bajo y nivel alto de un deposito. Este circuito es muy similar al de la pracca 3, la única dierencia es que para acvar a la bomba por nivel bajo solo hay que poner un interruptor interrupt or NA en paralelo con el botón de arranque.
Objevo. Construir un mando para el control de un sistema de bombeo con dos niveles de reerencia.
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Desarrollo de la prácca. Se debe desarrollar el programa que cumpla con los requisitos necesarios para operar. Quedaría de la siguiente manera:
Donde: I0.0: Señal de Relay OL I0.1: Señal de botón de paro I0.2: Señal de MS1 I0.3: Señal de botón de arranque I0.4: Señal de MS2 Cargue el programa al PLC y realice las conexiones. Toda odass las señ señale aless excep excepto to BA est están án pr prese esent ntes es (conectadas a uente). La salida de la carga –una lámpara en este caso- va conectada a neutro en vca. Completadas las conexiones se pone el PLC en modo RUN y se verica el uncionamiento del mando.
Funcionamiento.
Este mando energiza la carga (bomba) cuando OL, MS1, BP y BA están cerrados. Se enende que BA da el pulso que energiza el mando y este queda sostenido mediante el contacto de Q0.0. Cuando el nivel de agua llega a alto MS1 se abre y la bomba se deene. Cuando el nivel de agua sea menor que el mínimo MS2 cierra, y, y, como esta en paralelo con Página 2
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BA, da la señal de arranque arranque de la bomba. bomba. Est Estee equipo se ene que pone ponerr en marcha manualmentee la primera vez. El único elemento que detendría denivamente manualment denivamente a la bomba seria OL, pues este es un elemento que se restablece manualmente. Pulsado el BP el equipo se detendrá pero al recibir señal de MS2 se pondrá en marcha nuevamente.
Práctca en PLC No. 5 Sistema de bombeo caso 3; Control de nivel alto y bajo con corte por bajo nivel de cisterna.
Introducción. Este mando el casi igual al ulizado en la pracca 4, la l a única dierencia es que se usa otro interruptor, MS3, para impedir el uncionamiento de la bomba cuando no haya agua en la cisterna desde la que se bombea.
Objevo. Construir un circuito de control para sistema de bombeo de agua con control de niveles alto y bajo de depósito y nivel bajo de cisterna.
Desarrollo de la prácca. El programa necesario para realizar este mando es el siguiente.
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Que es muy similar al ulizado uli zado en los casos 1 y 2. Las unciones de las entradas son las siguientes. I0.0: Señal botón de paro I0.1: Señal de MS1 I0.2: Señal de MS3 I0.3: Señal de relay OL I0.4: Señal botón de arranqu arranquee I0.5: Señal de MS2
Arriba a la derecha se muestra el diagrama de las conexiones necesarias. BP, MS1, MS3, OL, son pulsadores cerrados; BA y MS2 son pulsadores abiertos. La salida de la lámpara se conecta a neutro en la línea de VCA. Se pone el PLC en modo RUN para vericar el uncionamiento uncionamiento..
Funcionamiento. Este mando energiza la carga (bomba) cuando OL, MS1, MS3, BP y BA están cerrados. Se enende que BA da el pulso que energiza el mando y este queda sostenido mediante el contacto de Q0.0. Cuando el nivel de agua llega a alto MS1 se abre y la bomba se deene. Cuando el nivel de agua sea menor que el mínimo MS2 cierra, y, y, como esta en paralelo con
BA, da la señal de arranque de la bomba. Cuando no haya agua en la cisterna MS3 se queda abierto queda abierto,, impidiend impidiendo o la pues puesta ta en marcha de la bomba. Est Estee equipo se ene que pone ponerr en ma marc rcha ha ma manu nual alme ment ntee la pr prim imer eraa ve vez. z. El únic único o el elem emen ento to que que dete detend ndrí ríaa de deni niv vame ament ntee a la bom bomba ba ser seria ia OL, pu pues es est estee es un elemen elemento to que se re rest stabl ablece ece Página 2
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manualmente. Pulsado el BP el equipo se detendrá pero al recibir señal de MS2 se pondrá en marcha nuevamente.
Práctca en PLC No 6. Sistema de control de equipo de bombeo con interruptor de selección Manual-Automáco. Manual-Automáco.
Introducción. Este mando es práccamente igual al de la pracca 5, la dierencia es que mediante un interruptor interrupt or selector se puede poner en uncionamiento el equipo en modo manual o en modo automáco. En modo manual el quipo se opera por completo desde una estación de botones; marcha y paro. En modo automáco la puesta en marcha y paro del equipo depende únicamente de las señales de los interrupt i nterruptores ores MS1, MS2 y MS3. Objevo. Construir un circuito de control para quipo de bombeo con selector Manual-Automáco.
Desarrollo de la prácca. Desarrollamos el progra Desarrollamos programa ma que cumpla con llos os requisitos necesarios; una red para control manual, una red para control automáco, automáco, y una señal que indica cual red ha de uncionar a la vez. El diagrama de contact contactos os queda como sigue:
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Las señales son: I0.6: Señal del interrupt interruptor or de posición po palanca. I0.0: Señal de BP I0.1: Señal de BA I0.2: Señal de OL I0.3: Señal de MS1 I0.4: Señal de MS3 I0.5: Señal de MS2 I0.7: Señal de OL
El diagrama externo de conexiones se observa a la derecha. A excepción de BA y MS2, todos los demás son pulsadores NC. PS1 es un interrupt interruptor or po palanca. Cuando todas las conexiones conexiones estén termina terminadas, das, ponga el PLC en modo RUN y conrme el uncionamiento del mando de acuerdo a la siguiente descripción de uncionamiento.
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Funcionamiento. De acuerdo al diagrama de contactos al principio de esta prácca, tenemos dos redes de control; la red superior para uncionamiento Manual y la re inerior para uncionamiento Automáco. PS1 es el interruptor interruptor que proporciona la para elegir una u otra red. El modo manual, PS1 está en posición ON. Con ello solo hace alta un pulso al botón de arranque para qué arranque la caga. OL y BP son señales ya presentes porque son botones NC. En modo automáco, PS1 está en posición OFF. Los contactos Q0.0 no se energizan porque la red superior no se puede acvar. Y la condición para que uncione la red inerior es que Q0.0 no se acve, así solo estar esperando la señal de MS2 para arrancar arrancar por bajo nivel de naco. Una vez lleno el naco, MS1 para la bomba. MS3 impide que el equipo se ponga en marcha si alta agua en la cisterna. I0.7 e I0.2 son señales de los relays OL de cada red respecvamente.
Práctca PLC No. 7. Control de un equipo hidroneumáco.
Introducción. Este mando ya ue realizado también en elementos electromecánicos. Consiste en un sistema de control que controla en nivel de agua y la presión de aire dentro de un depósito. condición es que solo uncione un motorElanivel la vez; bombae de agua noLadebe uncionar el compresor y viceversa. deCuando agua se unciona controla la mediant mediante interruptores interrupt ores de nivel y la presión de aire mediante un iinterrupt nterruptor or de presión.
Objevo. Realizar el circuito de control de un equipo hidroneumáco orientado orientado a PLC. Desarrollar su programa en diagrama de contactos y hacer las conexiones pernentes.
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Desarrollo de la prácca. Dadas las condiciones en la introducción, se desarrollo el siguiente diagrama de contactos:
Donde: I0.0: Señal de BP I0.1: Señal de MS1 I0.2: Señal de MS3 I0.4: Señal de BA I0.5: Señal de MS2 I0.6: Señal del Int. De baja presión.
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BA, MS2 y BP son pulsadores NA, el resto Son cerrados. Todos van conectados a su entrada a la uente de 24vcd. Su salida va a las respecvas entradas del PLC. Las 3 lámparas representan las cargas que manejara el mando; una motobomba, un compresor de aire y una válvula solenoide solidaria al compresor. Son de 110 VAC y su circuito se completa conectándolas a neutro en VAC.
Hechas y revisadas las conexiones se pone el PLC en modo RUN y se conrma el uncionamiento del mando. Funcionamiento. En el diagrama de contactos se nota que hay condiciones para el uncionamiento de la bomba y el compresor; solo puede uncionar uno de ellos a la vez. Por esto se hacen dependientes uno del otro, condición que conocemos como candado eléctrico. Cuando Q0.0 esta acva se impide el uncionamiento de Q0.1, pues esta necesita una señal de estado bajo desde Q0.1. Y también cuando Q0.1 esta acva impide uncionar a Q0.0 porque esta necesita una señal de estado bajo desde Q0.0. Cuando se pone en marcha el equipo mediante el botón de arranque empezara a cargar el depósito con agua. Cuando el depósito se llene a su nivel normal MS1 cortara a la bomba. Ya que el depósito estará sin aire el interruptor de baja presión estará cerrado, y en cuanto la bomba se apaga el compresor entra en uncionamiento hasta que el depósito se cargue hasta la presión normal de aire y corte el interruptor de baja presión. Si alta agua MS2 conectara a la bomba. Si no hay agua en la cisterna MS3 impedirá el uncionamiento de todo el equipo.
PRÁCTICA No.8 ARRANQUE CON RETRASO DE TIEMPO EN PLC
OBJETIVO Observar el uncionamiento uncionamiento del arranqu arranquee de un motor con retras retraso o de empo, con las condiciones que se le den.
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DIAGRAMA
Dónde I0.0= Botón de paro
I0.1= Botón de arranqu arranquee
I0.2= OL
T37= Relevador de empo
M0.0= Relevador programable interno PROCEDIMIENTO Este mando inicia con las señales I0.0 y I0.1 como botón de paro y arranque, respecvamente, respecvamen te, al darle señal alta a I0.1 da paso a M0.0 que ene un contacto auxiliar por lo que queda sostenido. Y otro contacto en el siguiente Network que da la señal al relevadorr temporizado, que al recibir la señal empieza a hacer la cuenta a la que se relevado programó en este caso 5 segundos.
Cuando se cumplió este empo, el relevado relevadorr temporizado da señal a un contacto T37 que manda la señal al motor, no sin antes pasar por I0.2 que unciona como relevador de sobrecarga, que en caso de cualquier sobrecarga des energizara al motor. Pero si está en
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condiciones el motor queda uncionando con las condiciones que se le dieron al arranque en 5 segundos. CONCLUSIÓN Con el uso del relevador temporizado, se puede dar las condicione condicioness para retrasar el arranque de un equipo determinado.
Práctca 9 Direca-Reversa Objetvo: simular el arranque de un motor que gira a derecha y a su izquierda desde un controlador controla dor lógico programable (PLC).
Maeriales.
Módulo de PLC SOFTWAREE del PLC SOFTWAR Cables de conexión
Funcionamieno
Presionando un primer botón normalmente abierto, se energizará un relevador A,
que a su vez prendera unabotón luz indicadora, esta abierto, simularaseelenergizará giro a directa motor.B, Presionando un segundo normalmente un del relevador que prenderá otra luz indicadora, que indicara el giro a reversa del motor. Si se energiza el relevador A, no puede estar energizado el relevador B; y viceversa sí se energiza al relevador B no puede energizarse el relevador A.
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Diagrama de conacos
Diagrama exerno 1. Primero conectaremos la entrada I0.0 que proviene de un primer botón de paro. Para esto alimentamos con posivo la entrada de un botón normalmente cerrado y su salida la conectaremo conectaremoss con la entrada I0.0. 2. Conectaremos la entrada I0.1 que proviene de un primer botón de arranque. Para ello alimentaremos un botón normalmente abierto con posivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.1.
3. Conectaremos la entrada I0.2 que simulara el OL. 4. Conectaremos la entrada I0.3 que proviene de un primer botón de paro. Para esto alimentamos con posivo la entrada de un botón normalmente cerrado y su salida la conectaremos con la entrada I0.3. 5. Conectaremos la entrada I0.4 que proviene de un segundo botón de arranque. Para ello alimentaremos otro botón normalmente abierto con posivo y la salida de dicho botón a la entrad entradaa I0.4.
6. Conectaremos la salida Q0.1 que mandara señal al relevado relevadorr M.
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7. Por úlmo conectaremos la salida Q0.2 que mandara señal al relevador N. El diagrama externo de la conexión nal se puede observar en la gura
Práctca PLC 10 MARCHA LENTA Objetvos: En esta prácca simularemos el arranque normal de un motor y el arranque a marcha lenta desde un controlador lógico programable (PLC). Maeriales:
Módulo de PLC SOFTWAREE del PLC SOFTWAR Cables de conexión
Funcionamieno.
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Mediante un botón arranque se energizara a un relevador que encenderá a una luz indicadora, que representará el arranque normal de un motor. Ulizando un botón de paro se podrá apagar a luz indicadora. Mediante un segundo botón de arranque se energizara al mismo relevador, pero en
est este e cas caso, o, est este e enc encend enderá erá a una seg segund undaa luz ind indica icador dora, a, qu quee re repr prese esent ntar araa la marcha lenta del motor. Si el motor llegara a allar allar por medio de un OL, la luz indicadora se apagara. apagara.
Diagrama de conacos
Diagrama exerno 8. Primero conectaremos la entrada I0.0 que proviene del botón de arranque a marcha mar cha len lenta ta.. Pa Para ra ello alimen alimenta tarem remos os otr otro o bot botón ón nor norma malmen lmente te abi abiert erto o con posivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.0. 9. Ahor Ahoraa cone conectar ctaremos emos la entr entrada ada I0.1 que provien provienee del botón de par paro. o. Para Para est esto o alimentamos con posivo la entrada de un botón normalmente cerrado y su salida la conectaremos con la entrada I0.1. 10. Para el OL ulizaremos un botón normalmente cerrado. Para ello conectamos la entrada de un segundo botón normalmente normalmente cerrado al posivo y la salida de este a la entrada I0.2.
11. Ahora conectaremos la entrada I0.3 que proviene del botón de arranque normal.
Para ello alimentaremos un botón normalmente abierto con posivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.3.
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12. Por úlmo conectaremos la salida Q0.0 y Q0.1.Para esto conectamos de la salida Q0.1 a un relevado y la salida de este al neutro. Y de la misma manera conectamos de la salida Q0.2 al mismo relevador. Q0.0 Representa el arranque anormal. marcha lenta. Q0.1 Representa el arranque
PRÁCTICA 11 PLC CÁMARA DE REFRIGERACION OBJETIVO: Di Dise seña ñarr un pr prog ogra rama ma de cont contro roll con con plc plc pa para ra una una cáma cámara ra de refrigeración. Conoc Conocer er el fu func ncio iona nami mien ento to de un una a cá cáma mara ra de re refr frig igera eraci ción ón así así co como mo la lass
condiciones por las cuales puede funcionar y cuales por las que no.
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DIAGRAMA DE PLC (LADER)
NOMENCLATURA: I0.0= Botón de paro I0.1= Botón de arranque I0.2= Alta presión I0.3= Baja presión I0.4= Termostato I0.5= Relevador Bimetálico de sobrecarga (OL) Q0.0= Compresor y contacto auxiliar
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Q0.1 Válvula solenoide Q0.2= Resistencia de cárter M0.0= Relevador de control y contacto auxiliar
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PROCEDIMIENTO: 1.- Se hace el diagrama en el programa computacional de PLC 2.- Se conectan todos los pulsadores correspondientes a I0.0 y demás. Obsérvese la figura. 3.- Se conect conectan an todas las salid salidas as de Q0.0 y demás para simular la resistenc resistencia ia de cárter y la válvula solenoide
FUNCIONAMIENTO: El funcionamiento de una cámara de refrigeración es la siguiente: Al accionar el pulsador de arranque I0.1 este hace que se active M0.0 haciendo que se cierren sus contactos. Cuando hay una presión adecuada los pulsadores de HP y LP (I0.2 y I0.3) cierran haciendo que llegue al termostato y este es activado cuando se encuentra la temperatura adecuada, una vez haciendo esto es activado Q0.0 y sus contactos auxiliares haciendo que la válvula solenoide sea accionada.
También cuando es activado Q0.0 este habré sus contactos haciendo que la resistencia de cárter sea desactivada.
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PRÁCTICA 11 PLC I.P.D.A = INTERRUPTOR DE PRESION DIFERENCIAL DE ACEITE OBJETIVO: conocer el uncionamient OBJETIVO: conocer uncionamiento o de un interrupt interruptor or de presión dierencial de aceite así como sus componentes, mediante un modulo de PLC. DIAGRAMA INTERNO DE PLC (LADER)
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NOMENCLATURA: I0.0= BOTON I0.0= BOTON DE PARO I0.1= BOTON I0.1= BOTON DE ARRANQUE I0.2= RELEVADOR BIMETALICO BIMETALICO DE SOBRECARGA (OL) I0.3= IT I0.3= IT (INTERRUPTOR DE TEMPERATU TEMPERATURA) RA) I0.4= HP I0.4= HP (PRESION ALTA) I0.5= LP I0.5= LP (PRESION BAJA) I0.6= INTERRUPTOR DE PRESIÓN DE ACEITE DEL IPDA Q0.0= LUZ Q0.0= LUZ INDICADORA Y CONTACTO AUXILIAR Q0.1= VALVULA Q0.1= VALVULA SOLENOIDE (VS) Q0.2= RESISTENCIA Q0.2= RESISTENCIA DE CARTER (RS) T37= TEMPORIZADOR
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M0.0= CONTROL M0.0= CONTROL INTERNO DEL PLC
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PASOS A SEGUIR: 1.- Primero se conecta un contacto cerrado de I0.0, después un contacto abierto de I0.1 2. 2.-- después se conectan 5 contactos cerrados de I0.2, I0.3, I0.4, I0.5 e I0.6 y se conecta una salida de Q0.0 3. 3.-- se conecta dos salidas una de Q0.1 para la válvula solenoide y otra salida Q0.2 para la resistencia de Carter. OBSERVACIONES: El uncionamiento es el siguiente: Cuando se oprime el botón de arranque este energiza uno de los contactos de M0.0 y este hace que pase corriente a su enclavamiento de M0.0 entonces este pasa por el relevado relevadorr bimetálico y cuando el dierencial de aceite se encuentra a una cierta tempera temperatura tura el HP Y LP cierran dejando que la corriente circule, pasando por T37 que este a su vez pasando 90 segundos hace que el enclavamient enclavamiento o de T37 habrá, dejando que circule corriente por la salida de Q0.0 acvando su enclavamien enclavamiento to y pasando corriente sobre la válvula solenoide (Q0.1). Cabe destacar que mientras no se acve el botón de arranque, habrá corriente corriente circulando por la Resistencia de Carter, Carter, haciendo que el aceite no se enrié y esto hace que el aceite no sea tan viscoso. CONCLUSION: Un PLC puede perectamente completos. Entareas este caso en lugar equipar un IPDAemular un simple programa decomponentes PLC puede llevar a cabo las que este hace.de
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Práctca 12 PLC AIRE ACONDICIONADO TIPO VENTANA OBJETIVO: El objevo de esta pracca es conocer el uncionamiento de un aire OBJETIVO: El acondicionado asi como cuales son las l as condiciones por las que pueda entrar el compresor y cuales solo el venlador. DIAGRAMA DE PLC (LADER)
NOMENCLATURA I0.0= Botón de arranque I0.1= Termostato I0.3= Botón de arranque del venlador I0.4= Botón de paro M0.0= Contactos auxiliares
M0.1= Selector Q0.0= Compresor Q0.1= Venlado
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PROCEDIMIENTO 1.- -Se hace el diagrama en el programa computacional. 2. 2.-- Se conectan en el módulo de PLC los contactos de I0.0, I0.1, I0.3 e I0.4 3. 3.-- se conectan las salidas que simularan el compresor y el venlador (Q0.0 y Q0.1) FUNCIONAMIENTO Al oprimir el botón de arranque I0.0 hace que se acven los contactos de M0.0 acvando su enclavamiento enclavamiento esto además hace que se acve el venlador y cuando llega a una cierta temperatura se acva el termostato I0.1 y esto a su vez hace que entre el compresor. Para parar el sistema oprime el botón de paro I0.4 y esto hace que habrá los contactos de M0.1 desacvando todo el sistema. Si se oprime solamente I0.3 esto va hacer que solo entre el venlador. CONCLUSION:
En esta prácca se pudo observar el uncionamiento de un aire acondicionado. Se pudo observar cómo puede entrar el venlador sin que entre el compresor usando un selector como entrada de señal.
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PRÁCTICA 13 PLC PARO Y ARRANQUE CON UN SOLO PULSADOR
OBJETIVO: El objevo de esta pracca es usar un solo boton para arrancar y parar un motor. MATERIAL:
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Módulo de Entrenamiento Mediante un PLC SOFTWAREE del PLC SOFTWAR Cables de conexión
PROCEDIMIENTO: Se hace el siguiente diagrama en el programa de PLC el cual unciona de la siguiente manera: 1. 1.-- al accionar el boton de arranque I0.0 y este hace que uncione el contacto de M0.0 haciendo que se energizen sus contactos 2. 2.-- al energizar M0.0 se acva M0.2 acvando el contacto de Q0.0 3.- Cuando se suelta el boton queda energizado Q0.0 4. 4.-- Cuando se presiona el boton (I0.0) por segunda vez, hace que el contacto contacto cerrado de M0.1 habra, ocasionando la desenergizancion del contact contacto o de Q0.0 5. 5.-- Al soltar el boton (I0.0) el circuito regresa a su estado inicial
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DIAGRAMA DE PLC (LADER)
NOMENCLATURA: I0.0= botón I0.0= botón de paro y arranque M0.0= Contactos M0.0= Contactos auxiliares del control interno del PLC M0.1= Contactos M0.1= Contactos auxiliares del control interno del PLC M0.2= Contactos M0.2= Contactos auxiliares del control interno del PLC Q0.0= Luz Q0.0= Luz indicadora del motor. CONCLUSIONES: En esta pracca se vio como ue posible arrancar y parar un motor mediante un modulo de PLC y un solo pulsador.
Se observo como un solo pulsador (I0.0) arranca y para el motor a través de contactos auxiliares del programa de PLC, poniendo contactos abiertos y cerrados de este.
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PRÁCTICA 14 PRIMEROS EN ENTRAR PRIMEROS EN SALIR OBJETIVO: Esta pracca tratara de hacer una simulacion de lo que son tres motores la cual deben de llevar la siguiente secuencia de arranque: el motor 1 se energiza, permiendo que entre el motor 2, una vez energizando el motor 2 se puede energizar el motor 3. La secuencia de paro es la siguiente: el primer motor en salir debe ser el motor 1, el segundo es el motor 2 y el tercero es el motor 3. Como su nombre lo indica en esta pracca se planea el uncionamiento de 3 motores, los primeros motores en entrar deben ser los primeros en salir.
MATERIAL:
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PROCEDIMIENTO: 1.- Se conecta en el modulo de PLC dos botones con contactos cerrados, uno para el boton de paro y el otro para el relevador. 2.- Se conecta tambien un boton con un contacto abierto que sera el boton de arranque . 3. 3.-- Y se conectan tres terminales de Q0.0, Q0.1, Q0.2 que iran a cada una de las lluces uces indicadoras para indicar el accionamiento de cada motor. 4. 4.-- Despues se procede a hacer el siguiente diagrama. diagrama.
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NOMENCLATURA: I0.0= Botón I0.0= Botón de paro I0.1= Relevador I0.1= Relevador bimetálico de sobrecarga (OL) I0.2= Botón I0.2= Botón de arranque M0.0= Contactos M0.0= Contactos auxiliares de control interno M0.1= Contactos M0.1= Contactos auxiliares de control interno M0.2= Contactos M0.2= Contactos auxiliares de control interno Q0.0= Luz Q0.0= Luz indicadora y contacto auxiliar del motor 1 Q0.1= Luz Q0.1= Luz indicadora y contacto auxiliar del motor 2
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Q0.2= Luz Q0.2= Luz indicadora y contacto auxiliar del motor 3 T37= Temporizador T37= Temporizador (TON) T38= Temporizador T38= Temporizador (TON) Página 2
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T39= Temporizador T39= Temporizador (TON) T40= Temporizador T40= Temporizador (TON) FUNCIONAMIENTO: El uncionamiento de la pracca primeros en entrar primeros primeros en salir es el siguiente: Al oprimir el boton de arranque I0.2 hace que se energizen los contactos contactos de M0.0 accionando la luz indicacadora de Q0.0 Al acvarse Q0.0 hace que la corriente circule llegando al temporizador T37 y este cierra sus contactos en un determinado empo. Cuando el T37 cierra sus contactos hace que la corriente circule por M0.1 y accionando la luz indicadora de Q0.1 y sus contactos Cuando Q0.1 cierra sus contactos hace que la corriente circule por T38 y este espera un determinado empo para cerrar sus contactos y acvar la luz indicadora.
Práctca 15 PLC Primeros en enrar, últmos en salir.
Objetvos: En esta prácca simularemos el arranque de una secuencia de tres motores al ser arrancador y al ser parados.
Maeriales: Módulo de PLC SOFTWAREE del PLC SOFTWAR Cables de conexión Funcionamieno.
Mediante un botón arranque arranque se energizar energizaraa y dará el paso a la señal para empeza empezarr
la primera secuencia de los tres motores, encenderá a un primer motor enseguida un según motor y a su vez un tercero, cada motor tendrá una luz indicadora representándolos.
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Ulizando un botón de paro se podrán apagar los tres motores y como cada motor ene una luz indicadora, la secuencia de apagado será primero se apagara la luz indicadora del motor 3 enseguida del motor 2 y para nalizar la del motor 3. Si algunos de los motores llegara llegara a allar por medio de un OL, la luz indicadoras de los tres motores se apagara.
Diagrama de conacos
Diagrama exerno 13. Primero conectaremos la entrada I0.0 que proviene del botón de paro. Para ello alimentaremos otro botón normalmente cerrado con posivo y la salida de dicho botón a la entrada I0.0. 14. Ahora conectaremos la entrada I0.1 que proviene del botón de arranque. Para Para esto alimentamos con posivo la entrada de un botón normalmente abierto y su salida la conectaremos con la entrada I0.1.
15. Para el OL ulizaremos un botón normalmente cerrado. Para ello conectamos la entrada de un segundo botón normalmente normalmente cerrado al posivo y la salida de este a la entrada I0.2.
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16. Por úlmo conectaremos la salida Q0.0, Q0.1 y Q0.2.Para esto conectamos de la salida Q0.1 a un relevado y la salida de este al neutro. Y de la misma manera conectamos de la salida Q0.2 al mismo relevador y por igual conectaremos a Q0.2.
PRÁCTICA 16 PLC 5.10 KOSOW Tres mot motor ores es de ind inducc ucción ión se ul uliza izan n en un siste sistema ma tran transpo sporta rtador dor.. La sec secuen uencia cia de uncionamiento de los motores debe ajustarse a los siguientes requisitos: (1) el motor 1 debe estar excitado y en marcha antes de que puedan estar el 2 o el 3, (2) los motores 2 y 3 pueden ser arrancados simultáneamente desde un solo pulsador y pararse ambos mediante uno solo, (3) los motores 2 y 3 pueden ser puestos en marcha y parados individualmente sin parar el motor 1, (4) al parar el motor 1 se pararán los otros dos motores. Dibújese un esquema de control que sasaga dichas condiciones. Todos los motores arrancan a plena tensión.
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I0.0= Botón de paro de motor A I0.1= Botón de arranque del motor A I0.2= OL I0.3= Botón de paro del motor B I0.4= Botón de arranque del motor B
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I0.5= Botón de paro del motor C I0.6= Botón de arranque del motor C I0.7= Botón de arranque común de motor B y C Página 2
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Q0.0= Salida a Motor A Q0.1= Salida a Motor B Q0.2= Salida a Motor C Conclusiones El mando cumple todos los requisitos que se piden, al solo arrancar si el motor A esta excitado y des energizarse a alta de este motor. Los motores B y C se pueden arrancar y parar individualmente y simultáneamente. Y pararse todo el mando por sobrecarga o des excitando el motor A.
PRÁCTICA 17 PLC KOSOW 5.11 Tres motores de inducción A, B y C ulizan una central automáca, la secuencia de las operaciones requieren las relaciones siguientes entre los motores: (1) Cuando A y C está están n excita excitados, dos, el motor B no pu puede ede ser excita excitado; do; (2) Cuando A y B está están n excitad excitados, os, el motor C no pued puedee estarlo; (3) Desexcita Desexcitando ndo A se d desexcitar esexcitarán án los otr otros os dos. Dibújese un esquema de control indicando los botones individuales de arranque y paro para todos los motores, sasaciendo las condiciones antes dichas. Ulícese tantos relés como sea crean conveniente para realizar la lógica señalada. DIAGRAMA
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DONDE: I0.0= OL I0.1= Botón de paro de motor A I0.2= Botón de arranque del motor A I0.3= Botón de paro del motor B I0.4= Botón de arranque del motor B I0.5= Botón de paro del motor C I0.6= Botón de arranque del motor C Q0.0= Salida a Motor A Q0.1= Salida a Motor B Q0.2= Salida a Motor C CONCLUSIONES Con este mando se puede observar que las condiciones las da el motor A, que de ahí se energizan los demás motores. Y estando excitado A se observa que hay un candado eléctrico entre B y C. Que solo puede estar excitad excitado o uno a la vez junto con el motor A. Y ya sea desenergizando A o por alguna sobrecarga parara todo el mando.
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