neumÁtica _2003g

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NEUMÁTICA 1. APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA La tecnología de la neumática juega un papel importante en la mecánica desde hace mucho tiempo. Entretanto es incluida cada vez más en el desarrollo de aplicaciones automatizadas. En ese sentido la neumática es utilizada para la ejecución de las siguientes funciones: Detección de estados mediante sensores. Procesamiento de información mediante procesadores. Accionamiento de actuadores mediante elementos de control. Ejecución de trabajos mediante actuadores. Para controlar máquinas y equipos suele ser necesario efectuar una concatenación lógica y compleja de estados y conexiones. Ello se logra mediante la actuación conjunta de sensores, procesadores, elementos de accionamiento y actuadores incluidos en un sistema neumático o parcialmente neumático. El progreso experimentado en relación con materiales y métodos de montaje y fabricación ha tenido como consecuencia una mejora de la calidad y diversidad de elementos neumáticos, contribuyendo así a una mayor difusión de la neumática en el sector de la automatización. Los elementos neumáticos de accionamiento permiten realizar los siguientes tipos de movimiento: Movimiento lineal. Movimiento giratorio. Movimiento rotatorio. Aplicaciones generales en la técnica de manipulación: Sujeción de piezas. Desplazamiento de piezas. Posicionamiento de piezas. Orientación de piezas. Bifurcación del flujo de materiales. Aplicaciones generales en diversas técnicas especializadas: Embalar. Llenar. Dosificar. Bloquear. Acciones ejes. Abrir y cerrar puertas. Transportar materiales. Girar piezas, separar, apilar, estampar y prensar.

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  • NEUMTICA

    1. APLICACIONES DE LA NEUMTICA

    La tecnologa de la neumtica juega un papel importante en la mecnica desde hace mucho tiempo.

    Entretanto es incluida cada vez ms en el desarrollo de aplicaciones automatizadas.

    En ese sentido la neumtica es utilizada para la ejecucin de las siguientes funciones:

    Deteccin de estados mediante sensores.

    Procesamiento de informacin mediante procesadores.

    Accionamiento de actuadores mediante elementos de control.

    Ejecucin de trabajos mediante actuadores.

    Para controlar mquinas y equipos suele ser necesario efectuar una concatenacin lgica y compleja de

    estados y conexiones. Ello se logra mediante la actuacin conjunta de sensores, procesadores, elementos

    de accionamiento y actuadores incluidos en un sistema neumtico o parcialmente neumtico.

    El progreso experimentado en relacin con materiales y mtodos de montaje y fabricacin ha tenido como

    consecuencia una mejora de la calidad y diversidad de elementos neumticos, contribuyendo as a una

    mayor difusin de la neumtica en el sector de la automatizacin.

    Los elementos neumticos de accionamiento permiten realizar los siguientes tipos de movimiento:

    Movimiento lineal. Movimiento

    giratorio.

    Movimiento

    rotatorio.

    Aplicaciones generales en la tcnica de manipulacin:

    Sujecin de piezas.

    Desplazamiento de piezas.

    Posicionamiento de piezas.

    Orientacin de piezas.

    Bifurcacin del flujo de materiales.

    Aplicaciones generales en diversas tcnicas especializadas:

    Embalar.

    Llenar.

    Dosificar.

    Bloquear.

    Acciones ejes.

    Abrir y cerrar puertas.

    Transportar materiales.

    Girar piezas, separar, apilar, estampar

    y prensar.

  • 2

    APLICACIONES DE LA NEUMTICA - CILINDROS ALIMENTACIN

    Dispositivo de dosificacin y

    transferencia

    Deposito vertical con extraccin

    de piezas

    Dispositivo de distribucin a 4

    posiciones sobre la banda

    Separacin de piezas planas con

    un balancn

    Cambio de direccin de

    transporte

    Dispositivo de cambios para ambas direcciones

    Dispositivo de retirada y de giro

  • 3

    APLICACIN DE LA NEUMTICA - CILINDROS MEDIR Y COMPROBAR

    APLICACIN DE LA NEUMTICA PARA EL PROCESO DE ESTAMPADO

    CARACTERSTICAS Y VENTAJAS DE LA NEUMTICA

    Accionamientos de dispositivos para pruebas de duracin

    Estampado sobre madera

  • 4

    Cantidad: En prcticamente cualquier lugar se dispone de cantidades ilimitadas de aire.

    Transporte: Facultad de transportar aire a grandes distancias a travs de tuberas.

    Almacenamiento: Posibilidad de almacenar aire comprimido en acumuladores, desde los que se pueden

    abastecer el sistema.

    Temperatura: El aire comprimido es prcticamente indiferente a oscilaciones de temperatura. De este

    modo es posible obtener un funcionamiento fiable.

    Seguridad: El aire comprimido no alberga riesgos en relacin con el fuego o explosin.

    Limpieza: El aire comprimido no lubricado no contamina el ambiente.

    Composicin: Los elementos de trabajo son de composicin sencilla; por lo tanto, su precio es

    relativamente bajo.

    Velocidad: El aire comprimido es un medio de trabajo rpido, puesto que permite obtener elevadas

    velocidades del movimiento del mbolo y los tiempos de conmutacin son cortos.

    Sobrecarga: La herramientas y los elementos neumticos pueden funcionar hasta que estn totalmente

    detenidos, por lo que no son sobrecargados.

    DESVENTAJAS DE LA NEUMTICA

    Acondicionamiento: El aire comprimido tiene que ser acondicionado ya que de lo contrario puede

    producirse un desgaste precoz de los elementos neumticos por efecto de partculas de suciedad y agua

    condensada.

    Compresin: El aire comprimido no permite obtener velocidades homogneas y constantes de los

    mbolos.

    Fuerza: El aire comprimido es econmico solamente hasta determinados niveles de fuerza. Este lmite se

    ubica entre 20000 y 30000 Newton segn la carrera y la velocidad, suponiendo el uso de las presiones

    comunes que oscilan entre los 6 y 7 bar ( 600 y 700 KPa).

    Aire de escape: El escape del aire produce mucho ruido; sin embargo este problema puede ser resuelto

    de modo bastante satisfactorio utilizando materiales que atenen el ruido como los silenciadores.

    2. COMPRESORES

    Comnmente son los compresores de mbolo. Consisten en uno o ms cilindros, cuyos mbolos se

    desplazan mediante un mecanismo de biela manivela (conversin de un movimiento circular en alternativo

    rectilneo).

    Se distinguen entre ellos por fabricarse de baja, media y alta presin; de una, dos, tres o ms etapas.

    Hasta 12 bar = 1etapa

    Hasta 20 bar = 2etapas

    Hasta 200 bar = 3 o ms etapas

    DEPSITO DEL COMPRESOR

    En las instalaciones centralizadas, el gasto de aire comprimido se realiza en varios puntos y por lo tanto,

    en forma intermitente y no uniforme, dependiendo de su utilizacin. Para evitar este inconveniente se

    instala un depsito a la salida del compresor que debe estar dimensionado de acuerdo con el mximo

    caudal instantneo de la instalacin.

    Los depsitos pueden montarse vertical u horizontalmente, este debe estar provisto de los siguientes

    elementos:

    Manmetros.

    Filtros de aspiracin.

    Vlvulas de seguridad (vlvulas check).

    Grifo de purga.

    Filtro de aire a presin con separador

    de aguas.

    Regulador de presin.

    Lubricador.

  • EL ACUMULADOR.- Se encarga de almacenar el aire comprimido proveniente del compresor su funcin

    consiste en estabilizar la alimentacin de aire a presin al sistema y procurar que las oscilaciones de la

    presin se mantengan en niveles mnimos.

    La superficie relativamente grande del acumulador provoca un enfriamiento, se condensa agua que debe

    ser evacuada regularmente a travs de un grifo.

    Ventajas:

    Disminuyen los efectos de pulsacin en los compresores de mbolos.

    Atienden las demandas requeridas de aire comprimido.

    Enfran el aire antes que pase a tuberas.

    Permite que los motores de arrastre trabajen en forma intermitente ahorrando energa y

    alargando sus horas de funcionamiento.

    TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO

    Deben eliminarse todas las impurezas del aire, ya sea antes de su introduccin en la red distribuidora o

    antes de su utilizacin. las impurezas del aire comprimido pueden ser:

    Slidas: polvo, partculas del interior de las tuberas.

    Liquidas: agua niebla de aceite.

    Gaseosas: vapor de agua y vapor de aceite

    INCONVENIENTES QUE PROVOCAN LAS IMPUREZAS:

    Slidas

    Desgaste y abrasiones.

    Obstruccin en las conducciones fijas.

    Liquidas y gaseosas

    El aceite que proviene de la lubricacin de los compresores provoca:

    o Formacin de partculas carbonases y depsitos y gomosos.

    El agua en forma de vapor provoca:

    o Oxidacin de tuberas.

  • 6

    ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO

    Para el acondicionamiento del aire comprimido, se tiene que eliminar los inconvenientes producidos por la

    compresin del aire como eliminar la mayor cantidad posible de agua, aceite quemado, polvo, etc...

    Para ello se utilizan diversos mtodos como:

    Refrigeradores de aire.

    Separadores centrfugos.

    Purgas.

    Filtros.

    ETAPAS DE COMPRESIN

    Admisin: Al girar el rbol en el sentido de las agujas del reloj la biela hace descender el pistn y la

    vlvula de admisin permite la entrada de aire libre en la cmara del cilindro hasta que el pistn llega al

    punto muerto inferior, punto en el que la vlvula de admisin se cierra.

    Escape: Al descender el pistn, el aire se comprime y por efecto de esta compresin se realiza la apertura

    de la vlvula de escape, circulando el aire comprimido hacia el elemento consumidor o acumulador

    correspondiente.

    ELECCIN DE UN COMPRESOR

    Los parmetros fundamentales a considerar son: caudal aspirado y la presin deseada de salida. Para aplicaciones de automatizacin se requieren caudales moderados a presiones medias; los

    compresores ms indicados son por lo general, los de mbolo. La presin que necesita la instalacin deber ser superior (a veces 2 3 bar) a la de servicio, ya que

    de otra forma no se podr mantener dicha presin. Generalmente, una vez definida la presin queda ya decidido si el compresor debe ser de 1 o 2

    etapas. Si hay posibilidades de eleccin debe tenerse en cuenta que los compresores ms lentos, y por lo tanto de ms cilindrada para caudal dado, son ms caros pero de mayor duracin y rendimiento.

    Otro factor importante es el motor que arrastra el compresor y su sistema de control. Para potencias utilizadas en sistemas de automatizacin, los motores suelen ser elctricos. El sistema de control es de dos tipos: por paro y marcha del motor, en unidades pequeas, o por trabajo en vaco en unidades

    mayores. En cualquier caso, este control depende de la presin en el depsito.

    CLASIFICACIN DE LOS COMPRESORES

    La eleccin de un compresor depende de la presin de trabajo y de la cantidad de aire necesaria. Los

    compresores son clasificados segn su tipo constructivo:

    RadialDe MembranaDe Embolo

    Tipos constructivo de

    compresores

    De Embolo

    Alternativo

    De Embolo

    Giratorio

    Compresor de

    Flujo

    Axial

    Rotativo

    Multicelular

    De Hlices

    Bicelular Roots

    RadialDe MembranaDe Embolo

    Tipos constructivo de

    compresores

    De Embolo

    Alternativo

    De Embolo

    Giratorio

    Compresor de

    Flujo

    Axial

    Rotativo

    Multicelular

    De Hlices

    Bicelular Roots

  • 7

    COMPRESOR DE MBOLO

    COMPRESORES DE MBOLO

    Los compresos de mbolo comprimen el aire que entra a travs de una vlvula de aspiracin. A

    continuacin, el aire pasa al sistema a travs de una vlvula de escape.

    Los compresores de mbolo son utilizados con frecuencia porque su gama cubre un amplio margen de

    presiones. Para generar presiones elevadas se recurre a un sistema de escalonado de estos compresores.

    En este caso, el aire es enfriado entre cada una de las etapas de compresin.

    Las presiones ptimas para los compresores de mbolo son las siguientes:

    Hasta 4 bar una etapa

    Hasta 15 bar dos etapas

    Ms de 15 bar tres o ms etapas

    En los compresores de dos etapas obsrvese que para su refrigeracin el aire aspirado a travs de un filtro

    de aspiracin pasa comprimido de un cilindro a otro por un serpentn y sigue por un purgador hacia el

    acumulador o deposito de almacenamiento para su posterior utilizacin.

    COMPRESORES DE MEMBRANA

    Estos pertenecen al grupo de compresores de mbolo. En este caso, la cmara de compresin esta

    separada del embolo mediante una membrana esta solucin ofrece la ventaja de no dejar pasar aceite del

    compresor al aire. Por esta razn los compresores de membrana suelen utilizarse en la industria de

    alimentos y en la industria farmacutica y qumica.

    COMPRESORES DE MBOLO GIRATORIO

    Los compresores de mbolo giratorio comprimen el aire mediante un mbolo que gira. Durante el proceso

    de compresin se reduce continuamente al cmara de compresin.

    COMPRESOR HELICOIDAL

    En estos compresores dos rboles de perfil helicoidal giran en sentido contrario. el perfil de ambos rboles

    engrana y as se transporta y comprime el aire.

  • 8

    3. UNIDAD DE MANTENIMIENTO

    Para poder utilizar el aire en un sistema neumtico disponemos de una UNIDAD DE MANTENIMIENTO.

    Componentes: Filtro, Regulador, Lubricador

    Finalidad:

    Eliminar el agua condensada arrastrada por el aire a travs de las tuberas.

    Detener las partculas slidas que contiene el aire comprimido.

    Regular la presin de utilizacin del aire comprimido mantenindola constante.

    Engrase del aire comprimido para lubricar los elementos de trabajo.

    En la figura se observa la unidad de mantenimiento:

    FILTRO DEL AIRE COMPRIMIDO

    La finalidad del filtro es:

    Detener las partculas slidas.

    Eliminar el agua condensada en el aire.

    Los filtros tienen drenajes accionados manualmente como automtico.

    Caractersticas de los filtros:

    La cabeza de los filtros puede ser de aluminio inyectado, latn estampado y de fundicin de

    aluminio.

    La cuba o el vaso se construye de plstico inyectado.

    Las presiones normales de trabajo para los vasos de plstico oscilan entre 7 a 8 bar y las temperaturas de trabajo entre 40 0C a 50 0C.

    Tornillo de evacuacin

    Vaso de Filtro

    Condensado

    Filtro SinterizadoDisco Deflector

    Tornillo de evacuacin

    Vaso de Filtro

    Condensado

    Filtro SinterizadoDisco Deflector

    Tornillo de evacuacin

    Vaso de Filtro

    Condensado

    Filtro SinterizadoDisco Deflector

    Filtro de Aire a

    Presin

    Lubricador de Aire a Presin

    Vlvula Reguladora de Presin

  • 9

    REGULADOR DE PRESIN

    Este elemento puede trabajar entre gamas de presin dadas de 1 a 12 bar.

    La funcin principal es de regular el aire comprimido proveniente del acumulador o tanque la salida del

    regulador ser menor o igual a la presin de entrada en nuestro sistema neumtico.

    Este dispositivo se puede variar el valor de la presin de salida actuando manualmente sobre el

    dispositivo.

    El verdadero uso de este dispositivo es que la presin de salida tenga una valor lo ms constante

    posible.

    LUBRICADOR DEL AIRE

    Estos dispositivos regulan la mezcla entre el aire y el aceite. Los aceite que se emplean:

    Muy fluidos.

    Ser antidetonante.

    Antiespumantes.

    Comnmente se utilizan el aceite que se utiliza en las mquinas de coser.

    La funcin del aceite es que se introduzca en el aire comprimido para as poder llegar hacia los elementos

    de trabajo que estn en constante movimiento y requieren lubricacin para evitar el desgaste producido

    por el rozamiento.

  • 10

    DISTRIBUCIN FINAL DEL AIRE COMPRIMIDO MEDIANTE UN SISTEMA DE REDES DE

    TUBERAS

  • 11

    4. ESTRUCTURA Y DESARROLLO DE UN SISTEMA NEUMTICO Y FLUJO DE SEALES

    Para todo sistema de la automatizacin, y en este caso la neumtica; respeta una estructura de niveles de flujo de seales.

  • 12

    DESARROLLO DE UN SISTEMA NEUMTICO El desarrollo de sistemas neumticos debera efectuarse en concordancia con un mtodo sistemtico. El esquema secuencial muestra el ciclo completo, desde el planteamiento del problema hasta la ejecucin mejorada del sistema.

    ANLISIS Definicin de los objetivos

    MEJORAS Modificacin o mejora del sistema, en caso de ser

    necesario

    PLANIFICACIN Y DISEO Desarrollo de soluciones para el sistema neumtico

    REALIZACIN Construccin, instalacin, control y puesta en

    servicio del sistema

    EVALUACIN Comparacin del sistema con los requisitos

    planteados

    MANTENIMIENTO Mantenimiento del sistema para garantizar la

    fiabilidad de su funcionamiento

    PLANTEAMIENTO

  • 13

    5. SMBOLOS Y DESCRIPCIN DE LOS COMPONENTES

    Para desarrollar sistemas neumticos es necesario recurrir a smbolos uniformes que representen

    elementos y esquemas de distribucin. Los smbolos deben informar sobre las siguientes propiedades:

    Tipo de accionamiento.

    Cantidad de conexiones y denominacin de dichas conexiones.

    Cantidad de posiciones.

    Funcionamiento.

    Representacin simplificada del flujo.

    La ejecucin tcnica del elemento no se refleja en el smbolo abstracto. Los smbolos aplicados en la neumtica corresponden a la norma industrial DIN ISO 1219 Smbolos de sistemas y equipos de la tcnica de fluido.

    SMBOLOS REFERIDOS A ALIMENTACIN Pueden representar componentes individuales o una combinacin de varios elementos. En este caso se indica una conexin conjunta para todos los elementos.

  • 14

    SMBOLOS PARA VLVULAS DE VAS Las vlvulas de vas son representadas indicndose la cantidad de conexiones, posiciones y la direccin del

    paso del aire. Las entradas y las salidas de una vlvula estn debidamente sealizadas para evitar

    equivocaciones al efectuar las conexiones.

  • 15

    Las conexiones de las vlvulas de vas pueden estar sealizadas con letras o aplicando la norma DIN ISO 5599, con nmeros. En la lista incluye a continuacin se utilizan ambos mtodos. Conexin DIN ISO 599 Letras

    Conexin de aire a presin 1 P Escape de aire 3, 5 R, S Salidas 2, 4 A, B Conexiones de mando X, Y, Z Conexin de aire de 1 hacia 2 12 Conexin de aire de 1 hacia 4 14 Cancela salida de seal 10 Aire auxiliar del mando 81, 91 Pz

  • 16

    TIPOS DE ACCIONAMIENTO Dependen de las exigencias que plantee el sistema. Los tipos de accionamiento pueden ser:

    Accionamiento mecnico

    Accionamiento neumtico

    Accionamiento elctrico

    Combinacin de tipos de accionamiento

  • 17

    VLVULAS DE ANTIRRETORNO Pueden estar equipadas con muelles de reposicin o pueden prescindir de ellos. Si tuviese muelle de

    reposicin, es necesario que la fuerza de la presin sea mayor que la fuerza del muelle para abrir paso.

    VLVULAS DE ESTRANGULACIN

    La mayora son ajustables y permiten reducir el caudal en una o ambas direcciones. Si se instala

    paralelamente una vlvula de antirretorno, la estrangulacin acta en una sola direccin. Si el smbolo de

    estrangulacin lleva una flecha, significa que es posible regular el caudal.

  • 18

    VLVULAS DE PRESIN Tienen la funcin de intervenir en la presin de un sistema neumtico parcial o completo. Suelen ajustarse

    en funcin a la fuerza de un muelle. Segn su aplicacin, se clasifican en:

    Vlvula de presin sin escape

    Vlvula de presin con escape

    Vlvula de secuencia

    ACTUADORES

    De movimiento lineal.

    De movimiento circular.

    Elementos de accionamiento lineal o cilindros

    Son descritos segn su tipo constructivo.

    El cilindro de simple efecto y el de doble efecto son la base para las dems variantes

    constructivas. Para una vida til ms larga es conveniente el uso de un sistema de amortiguacin

    el cual puede ser fijo o ajustable. Si el smbolo correspondiente est provisto de una flecha, ello

    significa que la amortiguacin es ajustable.

  • 19

    Elementos de accionamiento giratorio

    Son clasificados segn motores con movimiento giratorio continuo y segn motores pivotantes

    con un ngulo de giro limitado. Los motores neumticos alcanzan regmenes de revoluciones muy

    elevados que pueden ser constantes o ajustables. En el otro caso el ngulo de giro puede ser fijo

    o ajustable.

  • 20

    6. VLVULAS LGICAS

    VLVULA DE SIMULTANEIDAD: FUNCIN LGICA Y

    La vlvula de simultaneidad tiene dos entradas (X e Y) y una salida (A). El paso solamente esta abierto si

    recibe una seal en ambas entradas. Una seal de entrada en X o Y bloquea el paso a raz de la diferencia

    de fuerzas en la corredera del cilindro. Si las seales de entrada no son recibidas simultneamente la

    ltima seal que llega pasa a la salida. Si las seales de entrada tienen una presin diferente, la presin

    ms grande cierra la vlvula, con lo que la presin ms pequea pasa a la salida A.

    La vlvula de simultaneidad es utilizada principalmente en mandos de bloqueo, funciones de control o

    enlaces lgicos.

    ESQUEMA DE DISTRIBUCION CON VLVULA DE SIMULTANEADAD

  • 21

    VLVULA SELECTORA: FUNCIN LGICA O

    Estas vlvulas tienen dos entradas (X e Y) y una salida (A). Si la entrada X recibe presin, el mbolo

    recibe la entrada Y, con lo que el aire pasa de X hacia A, queda bloqueada la entrada X. Cuando se

    produce un reflujo de aire al ser evacuado el aire del cilindro o de la vlvula instalada detrs, el mbolo

    mantiene su posicin anterior debido a las presiones existentes en ese caso.

    Esta vlvula es denominada elemento O. Si un cilindro o una vlvula de mando ha de accionarse desde

    dos o ms lugares, siempre debern utilizarse una o varias vlvulas selectoras.

    El siguiente esquema muestra el mando de un cilindro a travs de dos vlvulas manuales que pueden

    estar instaladas a diferentes distancias del cilindro.

  • 22

    7. COMBINACION DE VLVULAS

    Los elementos que pertenecen a diversos grupos de mando pueden formar una unidad compacta que

    rene las caractersticas funcionales y constructivas de una combinacin de vlvulas. Estas unidades son

    denominadas vlvulas combinadas.

    A continuacin se desarrollan alguna de estas vlvulas:

    VLVULA DE SECUENCIA

    Utilizada en mandos neumticos cuando es necesario disponer de una presin determinada para ejecutar

    una operacin de conmutacin (mandos en funcin de la presin).

    Sus componentes son:

    Vlvula Limitadora de Presin.

    Vlvula 3/2 vas.

    FUNCIONAMIENTO

    Trabajan segn el mismo principio que las vlvulas de presin. La vlvula se abre el paso si la presin es

    mayor al valor que se ha ajustado con el muelle.

    El paso de 1(P) hacia 2(A) esta cerrado. La salida 2(A) abre solamente cuando la presin en el conducto

    de mando 12(Z) alcanza el valor de presin ajustado previamente. Un mbolo de mando se encarga de

    abrir el paso de 1(P) hacia 2(A).

    Las vlvulas de secuencia son utilizadas en mandos neumticos cuando es necesario disponer de una

    presin determinada para ejecutar una operacin de conmutacin (mandos en funcin de la presin ).

  • 23

    VLVULAS TEMPORIZADORAS

    Su finalidad es retardar la salida de la seal neumtica recibida.

    Sus componentes son:

    Vlvula neumtica de 3/2 vas.

    Vlvula de estrangulacin y antirretorno.

    Acumulador de aire.

    La vlvula 3/2 vas puede tener una posicin normal de bloqueo o de paso abierto.

    El pequeo acumulador auxiliar permite aumentar el tiempo de retardo.

    Esquema neumtico:

    FUNCIONAMIENTO

    Con vlvula 3/2 vas cerrada en reposo

    El aire a presin llega a la conexin 1 (P) de la vlvula. El aire del circuito de mando entra en la vlvula

    por la entrada 12(Z) y atraviesa la vlvula de estrangulacin y antirretorno. Con el tornillo regulador se

    determina la cantidad de aire que por unidad de tiempo pasa hacia el pequeo acumulador.

    Una vez que en ste el nivel de la presin de mando es suficiente, el mbolo de la vlvula de 3/2 vas es

    desplazado hacia abajo, con lo que bloquea el paso de 2(A) hacia 3(R). El plato es separado del asiento,

    con lo que el aire puede pasar de 1(P) hacia 2(A). El punto de conmutacin es determinado por el tiempo

    necesario para generar la presin respectiva en el acumulador.

    Para que la vlvula temporizadora vuelva a su posicin normal, tiene que evacuarse el conducto de mando

    12(Z). El aire proveniente del acumulador fluye a travs de la vlvula de estrangulacin y antirretorno y

    por el conducto de evacuacin de la vlvula procesadora de seales hasta llegar al exterior. El muelle de la

    vlvula ser encarga de colocar el mbolo y el plato en sus respectivas posiciones normales. El conducto de

    trabajo 2(A) es evacuado por 3(R) y la conexin 1 (P) queda bloqueada.

    Vlvula Temporizadora, en

    reposo

  • 24

  • 25

    8. PROBLEMAS PROPUESTOS PROBLEMA 1: DISTRIBUIDOR VERTICAL DE LADRILLOS

    Con la ayuda de una rampa de desvo vertical, deben de distribuirse opcionalmente ladrillos a dos cintas

    transportadoras.

    El destino de los ladrillos (rampa arriba o abajo) se selecciona por medio de una vlvula con un interruptor

    selector. La posicin superior del cilindro de doble efecto (1.0) se realiza en t1 =3 segundos; mientras que

    el descenso se realiza en t2=2,5 segundos. Debe de indicarse la presin en ambos lados del mbolo. En

    posicin inicial, el cilindro debe hallarse en su posicin vstago retrado.

    PROBLEMA 2: DISPOSITIVO DOBLADOR

    El accionamiento simultneo de dos vlvulas de pulsador idnticas hace avanzar la herramienta de forma

    de un dispositivo doblador y doblar el extremo de una plancha plana.

    Si se suelta uno ambos pulsadores, el cilindro de doble efecto (1.0) retrocede lentamente a su posicin

    inicial. Se indican las presiones en el cilindro.

  • 26

    PROBLEMA 3: MQUINA DE MARCAJE

    Deben marcarse unas balizas de municiones topogrficas con una franja roja. Puede elegirse entre dos

    pulsadores para iniciar el movimiento de avance del cilindro (1.0), que deber de avanzar con el aire de

    escape estrangulado. La carrera de retroceso tambin debe de ser iniciada por medio de un pulsador, pero

    con la condicin de que el cilindro de doble efecto (1.0) haya alcanzado su posicin final delantera.

    PROBLEMA 4: DISTRIBUIDOR DE RODILLOS

    Un cilindro de doble efecto (1.0) alimenta unos rodillos hacia un dispositivo de medida. Los rodillos se

    separan por medio de un movimiento alternativo continuo. El movimiento de oscilacin puede iniciarse por

    medio de una vlvula con interruptor selector.

    La duracin de la carrera de avance del cilindro es de t1 = 0.6 segundos, la carrera de retroceso es de t3=

    0.4 segundos. El cilindro debe permanecer en posicin delantera durante un t2 = 1.0 segundos, resultando

    con ello un tiempo de ciclo total t4= 2.0 segundos.

  • 27

    PROBLEMA 5: SEPARADOR DE PIEZAS

    Unos bloques de fundicin, deben alimentar a la mquina 1 o a la mquina 2. Una breve pulsacin de

    una vlvula hace que el cilindro de simple efecto (1.0) avance con velocidad controlada. Al accionar un

    segundo pulsador, el cilindro retrocede tambin con velocidad controlada. La memorizacin de la seal de

    avance se realiza por medio de un circuito neumtico de auto retencin con Paro Prioritario.

    Notacin Abreviada: A+ A-

    PROBLEMA 6: VIBRADOR PARA BOTES DE PINTURA

    Una vez que se han vertido las pinturas lquidas con los correspondientes colores en un bote, se mezclan

    en la mquina vibradora.

    Al accionar un pulsador, el cilindro que se halla avanzado (1.0) retrocede completamente y ejecuta un

    movimiento alternativo de vaivn en la zona posterior de la carrera. El vaivn esta limitado por la vlvula

    de rodillo de la posicin final retrada, y por una segunda vlvula de rodillo en el centro de carrera. La

    frecuencia de oscilacin puede ejecutarse entre ciertos lmites, variando la presin y con ello el caudal de

    aire de alimentacin. Ajustar una presin de p = 4 bar.

    Despus de un tiempo determinado, la vibracin se desconecta. El cilindro de doble efecto avanza

    completamente y acciona una tercera vlvula de rodillo. Fijar un tiempo de vibracin de t = 5 segundos.

  • 28

    PROBLEMA 7: MQUINA PARA SOLDAR TERMOPLSTICOS

    Dos cilindros de doble efecto (1.0) y (2.0) presionan juntos una barra calentada elctricamente y con ello

    se unen por soldadura dos laminas de metal termoplstico. El grosor de las lminas vara entre 1,5 y 4

    mm. Las costuras pueden ser de cualquier longitud. Las fuerzas de ambos cilindros deben limitarse por

    medio de un regulador de presin. Ajustar un valor p = 4 bar.

    Accionando un pulsador, dos cilindros de doble efecto deben de avanzar en paralelo con el aire de escape

    estrangulado. Para ayudar en la regulacin, se ha montado manmetros entre los cilindros y los

    reguladores de caudal.

    Despus de un tiempo t = 1.5 segundos, la barra regresa a su posicin inicial. La carrera de retroceso

    puede iniciarse instantneamente por medio de un segundo pulsador.

    Notacin Abreviada: A+ A-

    B+ B-

  • 29

    9. DESARROLLO DE UN SISTEMA DE MANDOS

    Para la realizacin de problemas lo primordial es definir claramente el problema lo que requiere; y el

    definir adecuadamente los elementos que se van a utilizar ya sea que tipo de actuadores, vlvulas, etc...

    Los mtodos a los que se recurre para representar un sistema de mando son los siguientes

    Plano de situacin.

    Diagrama de pasos.

    Diagrama de mando.

    Diagrama de funciones.

    Plano de funcionamiento.

    Esquema de distribucin.

    1) PLANO DE SITUACIN

    Muestra la relacin existente entre los elementos de accionamiento y la composicin de las mquinas. El

    plano debe indicar claramente la direccin del accionamiento, aunque no es necesario que este

    confeccionado a escala ni tiene que ser demasiado detallado el esbozo es utilizado conjuntamente con la

    descripcin del proceso del trabajo y con el diagrama de movimientos.

    Plano de situacin

    2) DIAGRAMA DE PASOS

    El diagrama de pasos y el diagrama de espacio - tiempo son diagramas de movimiento. El diagrama

    de pasos es utilizado para contar con una representacin esquematizada con una secuencia de

    movimientos. El diagrama indica cual es la secuencia de trabajo de los elementos de accionamiento. el

    espacio es representado en funcin de las secuencias de pasos si el sistema de mando est compuesto de

    ms de un elemento de accionamientos los espacios son indicados uno de bajo de otro. Efectuando una

    comparacin entre los pasos puede establecerse una relacin entre los espacios recorridos por cada uno

    de los elementos de accionamiento.

  • 30

    El diagrama de pasos muestra los espacios recorridos por los cilindros 1.0 y 2.0.

    En el paso 1 avanza el cilindro 1.0

    En el paso 2 avanza el cilindro 2.0

    En el paso 3 retrocede el cilindro 1.0

    En el paso 4 retrocede el cilindro 2.0

    Mientras que en el paso 5 corresponde al paso 1

    En un diagrama de recorrido y tiempo es indica el recorrido en funcin del tiempo.

    3) DIAGRAMA DE MANDO

    En el diagrama de mando se muestra el estado de cambio de los elementos de mando (vlvulas) en

    funcin del tiempo. Aqu no es considerado el tiempo de conmutacin.

    3 1 2 4 5

    1.0

    2.0

  • 31

    4) DIAGRAMA DE FUNCIONES

    El diagrama de funciones es la combinacin entre el diagrama de movimiento y el diagrama de mando.

    Las lneas encargadas de mostrar los distintos estados se denominan lneas funcionales

    estados

  • 32

    Las denominaciones de los distintos elementos de entrada se escriben en el punto de salida de la

    correspondiente Lnea de Seales.

    Figura C: Diagrama de Pasos con linea de Seales

    Solucin: Las posiciones de final de carrera de los movimientos de avance y de retroceso son detectadas mediante vlvulas de accionamiento mecnico por rodillo. La seal del accionamiento manual es emitida por una vlvula provista de pulsador.

    En posicin normal, los dos cilindros estn retrados y las vlvulas 1.4 y 2.3 estn activadas. Para iniciar el ciclo de trabajo deben cumplirse las siguientes condiciones: la vlvula 1.4 y el pulsador 1.2 deben ser activados. El ciclo de los movimientos est indicado en el diagrama de pasos. El ciclo consta, concretamente, de los siguientes cuatro pasos:

    1.2 y 1.4 activadas Cilindro 1.0 avanza

    2.2 activada Cilindro 2.0 avanza

    1.3 activada Cilindro 1.0 retrocede

    2.3 activada Cilindro 2.0 retrocede

    Explicacin: La vlvula 5/2 vas 1.1 conmuta al oprimir el pulsador 1.2, con lo que avanza el vstago del cilindro 1.0. De este modo, la pieza es retirada del cargador. Una vez el cilindro alcanza su posicin de final de carrera, es activada la vlvula 2.2. As conmuta la vlvula de 5/2 vas 2.1 y el vstago del cilindro 2.0

    avanza. De este modo, la pieza es desplazada hacia el plano inclinado. Cuando el cilindro 2.0 llega a su posicin de final de carrera, conmuta la vlvula 1.3. En consecuencia, tambin conmuta la vlvula 1.1 y el cilindro 1.0 retrocede. Una vez que el cilindro 1.0 alcanza su posicin normal, es activada la vlvula 2.3, con lo que la vlvula 2.1 conmuta. El cilindro 2.0 retrocede y, al alcanzar su posicin normal, acta sobre la vlvula 1.4. De este modo se ha recuperado la situacin normal del sistema. Oprimiendo el pulsador 1.2 puede activarse un nuevo ciclo.

    1 2 3 4 5=1 1

    0

    1

    0

    1.0

    2.0

    2.2

    2

    1.3

    2.3

    1.4

  • 33

    10. CIRCUITOS CON SEALES PERMANENTES

    Existen problemas donde no analizamos profundamente nuestro criterio de desarrollo, complicndose as los problemas por ser tan mecanizados; aqu un ejemplo muy prctico. PLANTEAMIENTO Si una vlvula recibe simultneamente dos seales, entonces se trata de una sobreposicin de seales que impide que la vlvula conmute, para solucionar este problema se puede recurrir a varias posibles soluciones. Se sobreenteiede que en primer trmino tienen que identificarse los puntos en los que puede producirse una sobreposicin de seales. Dnde pueden producirse sobreposiciones de seales?

    SOLUCIN En los pasos 1 y 3 se sobreponen las seales. La vlvula 1.1, estando en posicin normal, recibe una seal en su entrada 12(Y) a travs de la vlvula 1.3 que est accionada. Si se oprime el pulsador 1.2, la entrada 14(Z) de la vlvula 1.1 recibe la seal. Esta situacin de sobreposicin de seales puede evitarse recurriendo a vlvulas de accionamiento por rodillo de marcha en vaco (rodillo abatible o escamoteable) durante el movimiento de retroceso. Estos rodillos son accionados solamente en una direccin del vstago del cilindro y, adems, su configuracin tiene como consecuencia que el estado de activacin concluye

    poco antes de alcanzar el cilindro su posicin normal o de final de carrera correspondiente. En el paso 3, la sobreposicin se produce en la vlvula 2.1. El cilindro 1.0 acta sobre la vlvula 2.2 al finalizar su carrera. A continuacin avanza el cilindro 2.0 y acta sobre el interruptor de final de carrera 2.3, el cual emite una seal para la ejecucin inmediata del movimiento de retroceso. Si en ese instante an est activada la vlvula 2.2, la vlvula 2.1 recibe simultneamente dos seales, con lo que no puede conmutar. Esta sobreposicin de seales puede evitarse si la vlvula 2.2 es una vlvula de accionamiento por rodillo de marcha en vaco durante el movimiento de retroceso.

  • 34

    Para una confiable solucin es necesario utilizar una vlvula inversora (memoria neumtica). Con sta solucin, partimos a los mtodos de desarrollo de circuitos neumticos.

  • 35

    11. DESARROLLO DE CIRCUITOS NEUMTICOS

    En los problemas de desarrollo de circuitos en los cuales los actuadores se accionan despus de que hay

    otra accin por parte de otro actuador (o accionamiento) y en donde el nmero de actuadores es grande,

    se debe trabajar con un mtodo que nos permita realizarlo en forma ordenada.

    Existen dos mtodos:

    Mtodo del Mapa de Karnough.

    Mtodo de Cascada.

    MTODO DE KARNOUGH

    Para utilizar el mtodo de Karnough se deben seguir los siguientes pasos:

    1. Establecer la Secuencia.

    2. Establecer Condiciones Iniciales / Diagrama de Movimiento.

    3. Elaborar Diagrama de Fuerza.

    4. Elaborar el Mapa de Karnough.

    5. Extraer las Ecuaciones Lgicas del Mapa de Karnough.

    6. Elaborar el Esquema Neumtico.

    EJEMPLO 1:

    En una planta se requiere disear un mecanismo con las siguientes caractersticas: el cilindro A se

    extiende para luego el cilindro B tambin se extienda y luego el cilindro C. Despus se contraen los

    cilindros en el siguiente orden: A, B y C; REPITINDOSE EL MOVIMIENTO INDEFINIDAMENTE.

    PASO 1: ESTABLECER SECUENCIA

    Conversar con el cliente, que es aquel a quin se le va disear el circuito:

    Qu se quiere hacer?

    Cuntos actuadores se necesitan?

    A+ B+ C+ A- B- C-

    PASO 2: ESTABLECER CONDICIONES INICIALES / DIAGRAMA DE MOVIMIENTO

    Se observa que existirn tres cilindros: A, B, C

    CONDICIONES INICIALES: A0 , B0 C0

    CIL IN DR O A

    C IL IND R O C

    C IL IND R O B

    SECUENCIA:

    A+

    B+

    C+

    A

    B

    C

  • 36

    PASO 3. ELABORAR DIAGRAMA DE FUERZAS

    Para cada cilindro de doble efecto se utiliza vlvulas 4/2 vas o 5/2 vas.

    Cilindro.

    Vlvula de Mando.

    v=0

    B0 B1

    v=0

    A0 A1

    A+

    A Bv=0

    C0 C1C

    A- C+B-B+ C-

    PASO 4. ELABORAR MAPA DE KARNOUGH

    Mapa de Karnough.- Conjunto de cuadrculas yuxtapuestas ordenadas en forma vertical u

    horizontal. Sirve para representar en sus cuadrculas funciones lgicas.

    NMERO DE CUADRCULAS = 2n

    Donde n = nmero de actuadores.

    Debe intentarse de formar un cuadrado, de no ser posible se har un rectngulo.

    Ejemplo.

    Deben colocarse las condiciones iniciales y finales fuera del rectngulo, de tal forma que en el

    conjunto estn representadas todas las posibles posiciones.

    2n=2

    3=8 2

    n = 2

    3 = 8

    M

    A0

    B0 B1

    C0 C1 C0

    A1

    A+

    B+

    C+ A-

    B- C-

  • 37

    La cuadrcula superior izquierda me indica la posicin inicial del ciclo.

    Se coloca un pulsador M para hacer el inicio de ciclo.

    Los vectores se representan en forma vertical u horizontal; nunca en diagonal.

    Una misma cuadrcula no puede ser ocupada por dos vectores.

    Siempre debe haber un lazo cerrado.

    Las letras interiores me representan las variables controladas.

    Las letras en el exterior de mapa me representan las variables controladoras.

    La parte final del vector nos indica a que variable se est gobernando.

    PASO 5. EXTRAER ECUACIONES LGICAS DEL MAPA DE KARNOUGH

    A+ = M C0

    B+ = A1

    C+ = B1

    A- = C1

    B- = A0

    C- = B0

    PASO 6. ELABORAR EL ESQUEMA NEUMTICO

    Significa relacin AND

    M

    C0

    A0 A1

    B0 B1 B0

    C1

    A+

    B+ C+

    A-

    B- C-

  • v=0

    B0 B1

    A1

    v=0

    A0 A1

    C1C0 A0

    A+

    M

    A Bv=0

    C0 C1

    B1

    C

    B0

    A- C+B-B+ C-

    A+ B+ C+ A- B- C-

  • EJEMPLO 2:

    PASO 1. ESTABLECER SECUENCIA:

    La secuencia establecida es: A - B+ C+ C- A + B

    PASO 2. ESTABLECER CONDICIONES INICIALES / DIAGRAMA DE MOVIMIENTO

    CONDICIONES INICIALES: A1 B0 C0

    PASO 3. DIAGRAMA DE FUERZA.

    Utilizaremos para cada cilindro sus respectivas vlvulas: 4/2 vas o 5/2 vas

    v=0

    B0 B1

    v=0

    A0 A1

    A+

    A B

    v=0

    C0 C1C

    A- C+B-B+ C-

    CILINDRO A

    CILINDRO C

    CILINDRO B

  • 40

    PASO 4. ELABORAR MAPA DE KARNOUGH

    Obsrvese que en la casilla A0 B1 C0 llegarn dos vectores y eso por regla general no debe suceder ya

    que se presenta el problema de superposicin y para evitar este problema se procede de la siguiente

    forma:

    Utilizaremos una vlvula de memoria para corregir el problema de superposicin y dentro de esta

    definimos las variables controladas y variables controladoras.

    Con este mtodo estaremos obviando la utilizacin de vlvulas de rodillo abatible.

    Entonces se crea un espejo es decir me refleja el primer bloque de cuadrculas o Mapa de Karnough.

    El criterio para escoger donde se colocara el espejo es el de ver donde se hace menos engorroso el

    trabajo.

    Vamos a utilizar la memoria y utilizar de esta las lneas de mando como (variables controladoras).

    Una lnea gobernar las variables controladas de un bloque de cuadrculas (Mapa de Karnough) y la otra

    lnea gobernar su reflejo.

    M

    A1

    B0 B1

    C0 C1 C0

    A0

    A-

    B+

    C+

    C-

    X X3

    X X1

  • 41

    Del Mapa de Karnough con espejo, observamos que el bloque de lado izquierdo toda las variables

    controladas estn gobernadas es decir controladas con la lnea de mando X y el de lado derecho con

    la lnea de mando X3.

    Las lneas conectoras entre el cuadro original y su reflejo lo denotaremos mediante X1 y X.

    PASO 5. EXTRAER ECUACIONES LGICAS DEL MAPA DE KARNOUGH

    ALTERNATIVA 1 ALTERNATIVA 2

    A- = M X

    B+ = A0 X

    C+ = B1 X

    X1 = C1

    C- = X3

    A+ = C0 X3

    B- = A1 X3

    X = B0

    A- = M X

    B+ = A0 X

    C+ = B1 X

    X1 = C1 X C- = X3

    A+ = C0 X3

    B- = A1 X3

    X = B0 X3

    PASO 6. ELABORAR EL ESQUEMA NEUMTICO

    M

    A1

    B0 B1

    C0 C1 C0

    A0

    A-

    B+

    C+

    A1

    A0

    B1 B0

    C0 C1 C0

    A+

    B-

    C-

    X3 X

    X

    X1

  • ALTERNATIVA 1

    v=0

    B0 B1

    A1

    v=0

    A0 A1

    C1

    C0 A0

    A+

    M

    A B

    v=0

    C0 C1

    B1

    C

    B0

    A- C+B-B+ C-

    A- B+ C+ C- A- B-

    X X3 X X1

  • 43

    ALTERNATIVA 2

    v=0

    B0 B1

    A1

    v=0

    A0 A1

    C1

    C0A0

    A+

    M

    A B

    v=0

    C0 C1

    B1

    C

    B0

    A- C+B-B+ C-

    A- B+ C+ C- A- B-

    X X

    X3 X1

  • MTODO DE CASCADA

    Tiene por finalidad la desconexin de seales por medio del uso de vlvulas inversoras

    (memorias auxiliares, vlvulas 5/2 vas de doble pilotaje).

    La ventaja de usar vlvulas inversoras frente a las vlvulas con rodillo abatible, reside en la

    elevada fiabilidad del funcionamiento.

    A continuacin se desarrollara paso a paso el "ejemplo 1" mediante el "Mtodo Cascada" para poder

    comprender la aplicacin del mismo.

    Ejemplo 1:

    Se requiere el circuito neumtico para una maquina que cumpla la siguiente secuencia:

    1. El cilindro "A" se extiende sujetando la pieza a trabajar.

    2. el cilindro "B" se extiende estampando un sello en la pieza.

    3. El cilindro "B" se retrae despus de haber estampado la pieza.

    4. El cilindro "A" se retrae despus de haber estampado la pieza.

    SOLUCIN:

    PASO I: DIAGRAMA DE MOVIMIENTO

    1) A+

    2) B+

    3) B-

    4) A-

    PASO II: DIAGRAMA DE FUERZA

    Para el ejemplo se requiere de dos vlvulas de poder: "VP1" y "VP2" para los cilindros 1 y 2

    respectivamente.

    v=0

    B0 B1

    v=0

    A0 A1

    +VP2-+VP1-

    A B

    1 2 3 4 5 6

    1

    0

    1

    0

  • 45

    Grupo I

    Grupo II

    PASO III: DETERMINACIN DE LOS GRUPOS

    A+ B+ / B- A-

    GRUPO I GRUPO II

    A1 B1 B0 A0

    PASO IV: DETERMINACIN DEL NMERO DE RELS

    N RELS = N DE GRUPOS - 1

    Para el ejemplo:

    N de rels = 2 - 1 = 1 (Caso a)

    Caso (a): Planteamiento neumtico para 2 grupos:

    Se hace uso de 1 rel o vlvula inversora

    E2 E1

    GII

    GI

    Caso (b): Planteamiento neumtico para 3 grupos:

    Se hace uso de 2 rels o vlvulas inversoras

  • 46

    Grupo I

    Grupo II

    Grupo III

    E2

    E1

    GII

    GI

    E3

    GIII

    PASO V: CUADRO ANALTICO

    Actuadores Emisores

    de Seal

    Distribucin

    Principal Grupo I Grupo II

    A

    B

    A0 A1

    B0 B1

    - VP1 +

    - VP2 +

    Alimentacin al pulsador

    que activa la vlvula de

    poder VP1+ haciendo

    que el cilindro A se

    extienda (A+), que

    accionara el limitador de

    carrera A1 activando la

    vlvula de poder VP2+

    logrando que el cilindro B

    se extienda (B+)

    accionando el limitador

    de carrera B1, el que

    seleccionara al Grupo II.

    Se activa la vlvula de

    poder VP2-, haciendo que

    el cilindro se retraiga (B-),

    accionando el limitador de

    carrera B0, activando a

    VP1-, haciendo que el

    cilindro A se retraiga (A-)

    activando A0, que

    seleccionara al Grupo I.

    PASO VI: ESQUEMA NEUMTICO

  • v=0

    B0 B1

    A1

    v=0

    A0 A1

    B0

    A0B1

    E1E2

    GI

    M

    GII

    +VP2-+VP1-

    A B

    A+ B+ B- A-

  • 12. PROBLEMAS PROPUESTOS

    Se pide realizar:

    Escribir la notacin abreviada.

    Dibujar el diagrama Desplazamiento - Fase (con lneas de seales).

    Disear y dibujar el esquema del circuito.

    Montar el circuito y verificarlo.

    SISTEMAS CON DOS ACTUADORES

    Activacin del cilindro de doble efecto por intermedio de dos elementos finales de potencia. Las vlvulas

    finales estn incluidas por generadores de seal (interruptor selector vlvula de rodillo y presostato

    ajustable).

    EJERCICIO 1: COMPACTADOR DE BASURA

    El prototipo de un compactador de basura domstica se acciona con una presin mxima de p = 3 bar.

    Esta equipado con un compactador previos (1.0) que incluye un destructor de cristales as como un

    compactador principal (2.0), que ejerce una fuerza mxima de F = 2200 N. Cuando se presiona un

    pulsador de marcha, primero avanza el compactador previo y a continuacin el compactador principal. La

    carrera de retorno de ambos cilindros de doble efecto se realiza simultneamente.

    En caso de que el compactador principal no alcance su posicin final delantera depsito de basura lleno

    la carrera de retroceso de ambos cilindros se inicia por medio de una vlvula de secuencia. Esta se

    ajusta para que conmute a p = 2,8 bar.

    Figura:

  • 49

    EJERCICIO 2: SUJECIN DE CUERPOS DE MOLDES

    Al accionar un pulsador, se alimenta y se fija un bloque desde un almacn por gravedad a una estacin de

    mecanizado, por medio de un cilindro de doble efecto (1.0).

    Un segundo cilindro de doble efecto, con la presin reducida (2.0) sujeta entonces el bloque en sentido

    perpendicular al primero. El regulador de presin se ajusta a p = 4 bar (400 KPa). Los cilindros avanzan

    en un tiempo t1 = t2 = 1. La finalizacin de la operacin de sujecin se indica por medio de un indicador

    ptico accionado neumticamente.

    Una vez finalizada la mecanizacin se acciona un segundo pulsador. Esto hace que ambos cilindros

    retrocedan sin estrangulacin en secuencia inversa.

    Figura:

  • 50

    EJERCICIO 3: AUTOMATIZACIN PARCIAL DE UNA RECTIFICADORA DE INTERIORES

    Utilizando una unidad de avance lineal neumtica con freno hidrulico. Se rectifica el interior de unos

    anillos de rodadura torneados, que una vez acabados son expulsados por un segundo cilindro.

    Despus de accionar el pulsador de una vlvula de entrada de seal, la unidad de avance hidroneumtica

    (1.0) avanza lentamente para rectificar el interior del cilindro y permanece en posicin delantera durante

    un tiempo t =2 segundos para realizar el acabado. Cuando se alcanza la posicin final retrada, se acciona

    una segunda vlvula de rodillo y un cilindro expulsor (2.0) avanza. El cilindro expulsor de simple efecto,

    que esta controlado por una vlvula de potencia con muelle de retorno, da continuidad a la secuencia en

    su movimiento de retroceso, cuando alcanza una tercera vlvula de accionamiento por rodillo.

    Figura:

  • 51

    EJERCICIO 4: MQUINA TALADRADORA CON CUATRO HUSILLOS

    Mecanizar distanciadores utilizando una mquina taladradora de cuatro husillos.

    Al accionar una vlvula de pedal (simulada por un pulsador), los cuatro ejes de la mquina de taladrar

    realizan un doble movimiento. La unidad de avance con freno hidrulico (1.0) esta controlada por una

    vlvula de control final con muelle de retorno. El control de la maquina se realiza por medio de tres

    vlvulas inversoras que conmutan secuencialmente.

    Primero, se realizan dos taladros de gua de 8 mm de dimetro. A continuacin, los cuatro husillos

    retroceden. Una vez que se ha posicionado el distanciador, se hacen los agujeros de mm de dimetro. El

    movimiento de avance esta muy estrangulado; la carrera de retroceso esta casi sin estrangular. Un

    regulador de presin determina la mxima fuerza del cilindro. Ajustar la presin a p = 4 bar (400 KPa).

    Entre los movimientos de la broca, el cilindro es sostenido durante t = 1.5 segundos en la posicin de

    vstago retrado. El accionamiento de una vlvula de pedal (simulado por una vlvula con selector)

    provoca el inmediato retroceso de la carrera de avance, es decir, impide que avance el husillo de taladrar.

    Figura:

  • 52

    EJERCICIO 5: MQUINA TALADRADORA CON ALIMENTADOR POR GRAVEDAD

    Unas piezas cbicas de acero son alimentadas desde un almacn de carga por gravedad a una mquina

    de mecanizado, fijadas, mecanizadas y expulsadas.

    Un cilindro de doble efecto dispuesto horizontalmente, con el aire de escape estrangulado (1.0) empuja

    las piezas fuera del almacn bajo el husillo de la taladradora y las mantiene sujetas contra un tope fijo.

    Cuando se ha alcanzado la presin requerida de p = 4 bar el husillo del taladro (2.0) avanza empujando

    por una unidad lineal hidroneumtica, haciendo descender la broca. La fuerza de penetracin mxima se

    ajusta por medio de un regulador de presin.

    Se ajuste a p = 5 bar. Una vez que se ha alcanzado la profundidad deseada fijada por una vlvula de

    accionamiento por rodillo empieza la carrera de retroceso sin restriccin.

    Al finalizar la carrera de retroceso la pieza es expulsada por un cilindro de simple efecto (3.0) despus de

    un periodo t = 0.6 segundos, empieza la carrera de retroceso rpida. Cuando el cilindro expulsor haya

    alcanzado la posicin final retrada se acciona una cuarta vlvula de rodillo, cuya seal puede utilizarse

    para permitir el inicio de un nuevo ciclo. Un manmetro independiente, indica la fuerza de sujecin del

    cilindro (1.0).

    El sistema de control se pone en marcha accionando el pulsador de inicio de ciclo.

    Figura:

  • EJERCICIO 6: CONTADOR NEUMTICO

    Con dos cilindros de doble efecto, es posible representar los estados binarios 00,01, 10, y 11. Dos vlvulas de control final (1.1) y (2.1) controlan los cilindros (1.0) y

    (2.0). Cuatro vlvulas de rodillo (1.2) y (1.3) as como (2.2) y (2.3) indican el estado de los cilindros de conteo al procesador. La seal de continuidad (seal de conteo) se

    introduce por medio del pulsador (0.3).

    Desarrollar un procesador puramente neumtico (3.0) con cuatro entradas y cuatro salidas. El contador neumtico debe de incrementarse con un digito con cada seal de

    entrada, es decir, de 3 a 0, de 0 a 1, de 1 a 2, etc.

    1.2 1.3 2.2 2.3

    2.21.3 2.31.2

  • 54

    SOLUCIN 1: COMPACTADOR DE BASURA

    1.4 2.2 2.3

    1.4

    2.32.2

  • 55

    SOLUCIN 2: SUJECIN DE CUERPOS DE MOLDES

    1.4 2.2 1.3 2.3

    2.3

    2.21.3

    1.4

  • 56

    SOLUCIN 3: AUTOMATIZACIN PARCIAL DE UNA RECTIFICADORA DE INTERIORES

    2.2 1.3 2.3

    1.32.3

    2.2

  • 57

    SOLUCIN 4: MQUINA TALADRADORA CON CUATRO HUSILLOS

    1.6 1.3

    1.6 1.3

  • 58

    SOLUCIN 5: MQUINA TALADRADORA CON ALIMENTADOR POR GRAVEDAD

    3.2

    1.3

    1.6

    1.3 2.3 1.6

    2.3

    3.2

  • 59

    SOLUCIN 6: CONTADOR NEUMTICO 1.2 1.3 2.2 2.3

    2.21.3 2.31.2

  • 60

    ANEXOS VLVULAS DISTRIBUIDORAS

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