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SIMULACIÓN Y MONTAJE DE CIRCUITOS NEUMÁTICOS
Luis Felipe Paba Paredes 181106 Yeison Montaña Hernández 181046 y Wilson Quiñonez 181238 Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña
Notas del autor Luis Felipe Paba Paredes, Yeison Montaña Hernández, Wilson Quiñonez, Facultad de Ingenierías, Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña La correspondencia relacionada con este informe de laboratorio de Neumática debe ser dirigida a Luis Felipe Paba Ingeniería Mecánica, Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña, Vía Acolsure Sede el Algodonal Ocaña Colombia. Contacto:
[email protected] Contacto:
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Diseño de Sistemas Neumáticos
La neumática es la técnica que se dedica al estudio y a las aplicaciones prácticas del aire comprimido, realizadas mediante circuitos e instalaciones neumáticas. Las instalaciones neumáticas abarcan desde las propias máquinas generadoras de aire hasta los aparatos o elementos que transforman la energía que les proporciona el aire en trabajo útil. La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generación, almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos. Ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosión por deflagración, donde otras energías suponen un riesgo importante por la producción de calor, chispas.
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Objetivos
El objetivo principal de la práctica es que el alumno este en la capacidad de: Simular circuitos neumáticos empleando el software Fluid Sim.
Conocer la nomenclatura y símbolos de la normativa ISO, sobre los componentes y
circuitos de sistemas neumáticos. Implementar circuitos neumáticos mediante el método intuitivo y de cascada.
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Marco Teórico
Diseño de Circuitos Neumáticos
Método Cascada
El método cascada es un método sistemático para diseñar circuitos neumáticos que permite encontrar la solución siguiendo unos pasos determinados y eliminar con ello las condiciones de bloqueo que se presentan en el diagrama de d e funcionamiento, y que se producen cu cuando ando es necesario ordenar el movimiento del vástago de un cilindro mientras todavía persiste la orden del movimiento opuesto del mismo cilindro. Este método utiliza válvulas memoria biestable 5/2 o 4/2 para organizar el circuito en líneas de presión independientes. Con cada válvula se pueden seleccionar 2 circuitos (2 estados), por lo que la cantidad de válvulas de memoria que se requieren se calculan según el número de líneas de presión o grupos que se generen: nº Válvulas = nº Grupos – 1 1. El método consta de una serie de pasos que deben seguirse sistemáticamente: I de denti nti f i cac cacii ón de e elem leme ento ntoss de traba trabajj o. Se identifican de una manera ordenad los
elementos de trabajo que tienen tienen movimiento (actuadores: cilindros y motores) con letras mayúsculas, iniciando la relación por la letra A y siguiendo con las demás B, C, etc. I de denti nti f i cac cacii ón de los mo movi vim mi entos d de e lo loss elem elemento ntoss de ttrr aba abajj o (di ( diagr agr am ama a espacio-fase). En función del enunciado del ejercicio o planteamiento de las peticiones de
trabajo se realiza el diagrama espacio-fase para los movimientos de los elementos de trabajo
5 tomando como referencia su posición inicial o de reposo y teniendo en cuenta lo siguiente: Cilindros: si su vástago sale se identifica con el signo más (+), por ejemplo 1A+, mientras que si su vástago entra se identifica con el signo (-), por ejemplo 1A-.
Motores: La La identificación de
los motores se realiza según su giro, de forma que si su eje gira en sentido horario se identifica con el signo más (+), por ejemplo 2A+, y si su eje gira en sentido anti horario se identifica con el signo menos (-), por ejemplo 2A-. R elac lacii ón f ase ase-secue -secuenci nci a. A partir del diagrama espacio-fase se hace una relación
ordenada escrita de los movimientos a la que se designa relación fase secuencia (secuencia de movimiento simplificada). Los movimientos no se pueden cambiar de posición según la secuencia definida. Si se quiere un avance del cilindro A, un avance del cilindro B y un retroceso simultáneo de ambos, la secuencia quedaría de la siguiente forma: A+ B+ (A- B-). F or mac acii ón de g r upo upos. s. Cada grupo constituye físicamente una línea de alimentación de
pilotajes de actuadores, que contiene bien directamente (solo ( solo la línea) o a través de detectores o sensores (línea con detectores: función AND) las ordenes correspondientes. En caso de secuencias largas puede ser que un cilindro tenga varias órdenes, y en este caso se activaría su orden tantas veces como salga (función OR). Se deben generar el menor número posible de grupos de presión. En un mismo grupo no puede repetirse la misma letra nunca pues representan al mismo elemento de trabajo y esto supondría accionar sus dos mandos a la vez, produciendo señales permanentes. Tendremos en cuenta que el inicio de cada secuencia hay que añadir un pulsador de marcha (PM). PRIMERA PR IMERA VARIANTE Se forma el primer grupo de la relación fasefas esecuencia de izquierda a derecha y justo antes de que aparezca una identificación del mismo cilindro repetido se coloca una línea vertical o inclinada la cual indica un cambio de grupo. Los grupos se nombran con numeración arábiga (números romanos).
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Segunda Variante
En principio se sigue el criterio de la primera variante de formar los mínimos grupos, pero como el ciclo no tiene” inicio ni final (es cíclico, sólo tiene orden de marcha)”, las líneas de
separación pueden empezarse a colocar por otro lugar en vez de hacerlo por el principio, es decir, podemos hacer los grupos como deseemos mientras respetemos el orden de d e secuencia. De esta manera podemos reducir válvulas en el circuito. Aquí surge una duda: ¿cómo hacemos los grupos si podemos agrupar las letras de inicio y final de secuencia como primer grupo o como último grupo? Al poner el circuito en marcha la primera línea que toma presión siempre es la numero I, por ello las asociamos siempre al primer grupo, para poder iniciar la marcha con el PM.
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Procedimiento
Realizar la simulación en el software Fluidsim y el montaje en el banco de Festo de los siguientes circuitos neumáticos: Método de Intuitivo
Planteamiento del Problema. Se necesita elevar las cajas de una línea de transporte
de un piso a otro, esto se debe realizar mediante dos cilindros neumáticos doble efecto con control de velocidad de entrada y salida del vástago cada uno. Se debe seguir la secuencia sugerida de los cilindros en la gráfica y plantear una solución totalmente neumática, como se observa en la figura 1.
Realice la simulación en fluidsim y Monte en el e l banco Neumático el circuito de la figura 2 de método intuitivo secuencia A+,B+,A-,B-.
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Metodo de cascada
Secuencia A+,A-,B+,B-. Realice la simulación en fluidsim y Monte en el banco Neumático el circuito de la figura 3 de método de cascada de la secuencia A+,A-,B+,B-.
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Materiales y/o Reactivos para la Ejecución de la Práctica de Laboratorio
1. Computadora con sistema operativo Windows 7 o superior con el programa Fluidsim. 2. Guía de Laboratorio. 3. banco de Neumática con los siguientes componentes: cilindros doble efecto.
1 válvula 3/2 Normalmente cerrada con botón pulsador y retorno por por
muelle. 2 válvulas 3/2 con accionamiento de rodillo rodillo escamoteable izquierdo y
retorno con muelle. 2 válvulas 3/2 con accionamiento de rodillo escamoteable derecho y
retorno con muelle.
12 3 válvulas 5/2 con accionamiento neumático.
1 válvula distribuidora de aire
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Conclusiones
Otro aspecto en el Costo, que debemos considerar nosotros los ingenieros industriales o analistas es que es más cara una válvula 3/2 que una 5/2, esto se debe al diseño de la válvula. Aprendimos a identificar válvulas, actuadores que no conocíamos, entre otras cosas. También aprendimos en neumática que podemos hacer diferentes tipos de circuito pero con la finalidad de aprender las nomenclatura de los símbolos para poder hacer beneficio en la actualidad, ya la neumática se ocupa en muchas cosas como circuitos que se usan siempre en las fábricas y son importante de aprender para un futuro laboral; además fue muy educativo estar en la práctica tanto en la parte física (montaje en eell tablero), como en el software (fluidsim).
