frls y elementos neumáticos de trabajo (1)

8/16/2019 FRLs y Elementos Neumáticos de Trabajo (1)

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Mandos

NeumáticosFRL’S Y ELEMENTOS NEUMÁTICOS DE TRABAJO

Ing


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RepasoCOMPRESORES


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Compresores


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Determinación de la capacidad de loscompresores

La capacidad de los mismos puede determinarse aplicando el siguiente p1. Determinar el consumo específico de todas las herramientas o equipque consuman aire comprimido en Nm3/min.2. Multiplicar dichos consumos por el coeficiente de utilización individtiempo del equipo funcionando con relación al tiempo total de un ciclotrabajo o el porcentaje del tiempo de utilización sobre una hora de trabaj

3. Sumar dichos resultados.4. Agregar entre un 5 a un 10% del valor computado en 3), para totalizpor fugas en el sistema.5. Adicionar un cierto porcentaje para contemplar las futuras ampliacionimportante, ya que de otra manera las disponibilidades del sistema seríanampliamente superadas.


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Determinación de la capacidad de loscompresores

El resultado así obtenido (Qn) deberá ser cubierto por la capacidacompresores (Qc), que si bien podrían llegar a funcionar con un demanda del 100%, esto implicaría la marcha continua del compresoelegiremos el mismo para un coeficiente de demanda del 70%, capacidad del compresor dividiendo el valor de Qn antes hallado p(70%), resultando:


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RepasoDEPÓSITO O ACUMULADOR


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DEPÓSITO

Ing


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DEPÓSITO

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DISTRIBUCIÓN DEL AIRE

COMPRIMIDOACONDICIONAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO


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REDES DE DISTRIBUCIÓN

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Cada máquina y mecanismo necesita una determinadde aire, siendo abastecido por un compresor, a través de tuberías.

El trazado de ésta se realizará considerando:•

Ubicación de los puntos de consumo.• Ubicación de las máquinas.• Configuración del edificio.• Actividades dentro de la planta industrial


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Ing


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Ing


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CÁLCULO DE LAS TUBERIAS

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• Tubería principal: Es aquella que sale del depósito y conduce la totalidaaire comprimido. Velocidad máxima recomendada = 8 m/seg.

• Tubería secundaria: Son aquellas que se derivan de la principal, se distribude trabajo y de la cual se desprenden las tuberías de servicio. Vrecomendada = 10 a 15 m/seg.

• Tuberías de servicio: Se desprenden de las secundarias y son las queequipos neumáticos. Velocidad máxima recomendada = 15 a 20 m/seg.

Para su cálculo será necesario tener en cuenta:• La presión de servicio.• El caudal en Nm3/min.

Pérdida de carga: es una pérdida de energía que se va originando en el ante los diferentes obstáculos que se presentan en su recorrido hacia los puLa pérdida de carga o pérdida de presión se origina de dos maneras:• En tramos rectos, producida por el rozamiento del aire comprimido contraparedes del tubo.• En accesorios, originada en curvas, T, válvulas, etc. de la tubería.


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UNIDAD DE MANTENIMIENTOACONDICIONAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO


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Unidad de Mantenimiento

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Unidad de Mantenimiento

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FILTRO

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REGULADOR

Ing


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LUBRICADOR

Ing


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Recomendaciones de instalación deunidades FRL

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Instalación Neumática Básica

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ELEMENTOS NEUMÁTICOS DE TRABAMANDOS NEUMÁTICOS


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Actuadores Neumáticos

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El aire comprimido es de amplio uso en una instalación industrial. Desde fucomo soplar suciedad y virutas de las máquinas, inflar gomas, pintar con funcionar herramientas pequeñas de fuerza, hasta impulsar actuadorecompuertas direccionales en líneas transportadora, cerrar puertas, o sutrabajo en un tornillo de banco, entre otras muchas aplicaciones.

La energía de presión del aire comprimido es transformada por medio demovimiento lineal alternativo, y mediante motores neumáticos o actuadomovimiento de giro.

Los cilindros neumáticos son las unidades encargadas de transformar la endel aire comprimido en energía cinética o en fuerzas prensoras.

Básicamente, consisten en un recipiente cilíndrico provisto de un émbintroducir un determinado caudal de aire comprimido, éste se expandcámara y provoca un desplazamiento lineal. Si se acopla al émbolo un este mecanismo es capaz de empujar algún elemento, o simplemente suje


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Cilindros Neumáticos

Los cilindros neumáticos son, los elemenrealizan el trabajo.

Su función es la de transformar la energía neen trabajo mecánico de movimiento rectilín

consta de carrera de avance y carrera de ret


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Cilindro de simple efecto


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Cilindro de doble efecto


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Cilindro de doble vástago


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Cilindro de doble pistón o entándem


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Cilindros acoplados de acciónindependiente


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Cilindro sin vástago


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Normalización ISOLa ISO (Internacional Standard Organization) ha establecido una s

normas de carácter internacional que regulan el aspecto dimensi

los cilindros neumáticos.En ella básicamente se establecen las dimensiones tendie

garantizar al usuario la intercambiabilidad de cilindros de d

procedencias. Según esta entidad, quedan fijados los di

constructivos de los cilindros, los extremos de vástago, ros

conexionado, materiales a emplear, sus tolerancias y los d

dispositivos de montaje.

Para los diámetros establece la siguiente serie:

8 – 10 – 12 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125

200 – 250 – 320 – etc.


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Velocidades máxima y mínima decilindros neumáticos

Los cilindros neumáticos pueden alcanzar una velocidad máxima comprendida entre 0,6 y

diámetro.


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Selección de cilindros neumáticos

La elección de cilindros puede ser resuelta con ayuda de gráficos, los cuale

valores teóricos de fuerza según las diferentes presiones y diámetros decuación que lo sustenta es:


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Selección de cilindros neumáticosSi bien este es un procedimiento basado en el gráfico, en fosería:

ó á


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Selección de cilindros neumáticosSe trata de elevar una masa de 20 Kg con un cilindro neumátic6 bares de presión. No interesa la velocidad de elevación. La

realizar será: Fr= m x g.

La fuerza teórica que deberá desarrollar el cilindro es:

Ingresando al gráfico con F = 218N y P = 6bar, se obtiene udiámetro 25mm.

Selección de cilindros neumático


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Selección de cilindros neumático

V ifi ió d


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Verificación por pandeo

Pandeo: Se denomina pandeo en un cilindro neumático al

somete al cilindro a una flexión sobre el vástago.El pandeo es un factor limitativo en la elección de cilindros cuestén sometidos a compresión, ya que sólo bajo dicha scuando aparece este fenómeno.El pandeo es el único factor funcional que limita la carrera depuesto que constructivamente no existe limitación de la carre

del fabricante.Este fenómeno no esta exclusivamente ligado al material dediámetro y su carrera, sino que intervienen también las comontaje del cilindro. Ciertos tipos de montaje o sus combinacifavorables para contrarrestar el efecto.

V ifi ió d


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Verificación por pandeo

Factores esenciales para la elecció


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Factores esenciales para la eleccióde un cilindro

Cuando a un cilindro se le fija un trabajo a realizar, significa

determinadas la carrera y la fuerza, así como la masa que debvelocidad a la que tiene que desplazarse.Se hace necesario pues, tener a la vista aquellos datos que establecer las características mecánicas y neumáticas del pretendemos, y que a modo de resumen podrían ser:

•

Diámetro interior del cilindro en mm.• Diámetro del vástago en mm.• Velocidad del émbolo en cm./s o m/min.• Fuerza del émbolo.• Tipo de cilindro (simple o doble efecto)


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Carrera máxima de un cilindro


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Carrera máxima de un cilindroneumático

• Carrera: Se denomina carrera a la distancia recoémbolo entre sus dos posiciones extremas. Puexpresadas en mm o en cm.

• Carrera máxima: Se denomina carrera máxima a

máxima del vástago extendido en un cilindro neucausar flexiones derivadas del pandeo.

Cálculo de fuerza de un cilindro


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Cá cu o de ue a de u c d o



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Se tiene un cilindro de diámetro de 80 [mm], un de diámetro de 25 [mm] y una línea de aire cpresión de trabajo de 6 [KPa].Calcule las fuerzas que se generan en el cilindro

de la presión de trabajo.

Cálculo de fuerza en un cilindro


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Cálculo de fuerza en un cilindro

La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vástago corres

fórmula.Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo

La fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentcorresponde con la fórmula.

Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo - Superficie

De manera que la fuerza que se puede obtener de retorno esde empuje hacia fuera.

Cálculo de fuerzas en cilindros


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neumáticos

Se dispone de un cilindro de simple efecto al que se le aplica u

400.000 [Pa]. Si la superficie que tiene el émbolo es de 10 cm2 yrealiza el muelle de retorno es de 20 N. ¿Cuál será la fuerza Frealizar el vástago?



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¿Cuál será la fuerza máxima de empuje y de retroceso de doble efecto que tiene los siguientes datos, si se le aplica en

una presión de 300.000 [Pa]?

Superficie del émbolo = 10 [cm2].

Superficie del vástago = 1 [cm2].

Cálculo del consumo de aire en


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cilindros neumáticos

1. El volumen manejado por el cilindro se puede calcular

2. El volumen de aire por ciclo es:

Cálculo del consumo de aire de un


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cilindro de simple efecto

Para una presión de trabajo, un diámetro y una carrera d

determinados, el consumo de aire se calcula de lamanera:

La relación de compresión es:

p – presión de trabajo en KPa

Cálculo del consumo de aire de un


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cilindro de simple efecto

Para calcular el consumo de aire es:

dondes – longitud de carrera {cm}n – Ciclos por minutod – diámetro del vástago {mm}

Cálculo del consumo de aire


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Para el caso de un cilindro de doble efecto el cálculo del co

aire es:

D – diámetro del émbolo



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Cálculo del consumo de aireEJERCICIO

Calcular el consumo de un cilindro de doble efecto de 5diámetro (diámetro del vástago: 12 (mm) y 100 mm de longitcarrera.

El cilindro trabaja con 10 ciclos por minuto. La presión de trab

600 KPa (6 bar).



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Cálculo del consumo de aireEJERCICIO

Se quiere diseñar un cilindro de simple efecto que ufuncionamiento un volumen de aire de 800 cm3, cuya presiósea de 12.3 Kg/cm2 y su longitud es de 29 cm.

Hallar el diámetro de este cilindro y calcular las fuerzas del ci

Fuerza de retorno del muelle


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Otro de los componentes fundamentales es la retorno del muelle que está definida por la ley de Ho

Fm = K x LDonde:

Fm es la fuerza del retorno del muelle.K es la constante de Hooke para el resorte.L es el desplazamiento del resorte de su estado de re



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Fuerza de retorno del muelleEJERCICIO

Un cilindro de simple efecto de retorno por muelle serealizando trabajo por compresión conectado una red d1MPa de presión. Si el diámetro del émbolo es de 1carrera de 3 cm y la fuerza de rozamiento se puede conun 10% de la teórica,

¿Cuál será la fuerza ejercida por el vástago en edel ciclo de trabajo (el muelle se encuentra en su longitud nat

¿Cuál será la fuerza al final de la carrera, si la constante del m100 N/cm?

Fijación de cilindros


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Actuadores Giratorios


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Los actuadores rotativos o giratorios realizan la función de trenergía neumática en energía mecánica de rotación. Depenel móvil de giro tiene un ángulo limitado o no se forman danalizar:

• Actuador giratorio de ángulo limitadoSon aquellos que proporcionan movimiento de giro pero no llegan arevolución (exceptuando alguna mecánica particular como por ejcremallera). Existen disposiciones de simple y doble efecto para áng90º, 180º..., hasta un valor máximo de unos 300º (aproximadamenttipos fundamentales según su construcción: actuador de giro actuador de giro piñón-cremallera.



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• Actuador de giro de paleta



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• Actuador de giro cremallera - piñón



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• Motores

Los equipos que transforman la energía neumática en

giratorios mecánicos (que pueden ser continuos) se llamneumáticos. El motor sin limitación de ángulo de giro eselementos de trabajo más utilizados en sistemas neumáticosneumáticos se clasifican en función de su diseño:

• Motores de émbolos• Motores de aletas• Motores de engranajes• Turbinas



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Propiedades de los motores neumáticos

• Regulación sin escalonamientos de revoluciones y del par de• Gran variedad de régimen de revoluciones.• Dimensiones pequeñas (bajo peso).• Seguros contra sobrecarga.• Resistentes al polvo, agua, calor, frío.• Sin peligro de explosión.• Mantenimiento simple.• Facilidad de cambiar el sentido de giro.



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