INSTAL·LACIONS PNEUMÀTIQUES I HIDRÀULIQUES

TEMA 5

Els fluids

Són substàncies que no es poden resistir l’esforçde tall.

Líquids o gasos.

Aigua, vapor d’aigua, aire i oli.

Circuits Pneumàtics: aire

Circuits hidraúlics: oli

Característiques dels fluids

• Pressió: F exercida pel fluid sobre una S.• P= F/S (PA) = N/m2

– 1 Atmosfera= 100000Pa– 1 bar= 1 atm

• Principi de pascal:– F1/S1=F2/S2

• Cabal= Quantitat de fluid que travessa una secciódeterminada per unitat de temps.

• Q= v/t= S *L/t= S*v (m3/s)

Propietats dels fluids

• Mobilitat: forma del recipient.

• Incomprensibilita: Fluids líquids no poden ser comprimits.

• Viscositat:Resistència a canviar de forma sota l’acció de forces externes.

• Expansibilitat: ocupen tot el volum.

• Isotropia: Mesura de les seves propietats sónsempre iguals.

Sistemes pneumàtics

• Sistemes pneumàtics: Circuits per on circula aire comprimit (versàtil, económic i que transmet el treball).

• Avantatges:– Circuits on l’electricitat no és adecuada.

– Llocs humits on no pot haver-hi electricitat.

– Fàcil obtenció de l’aire (atmosfera)

– Fàcil d’emmagatzemar i transportar.

– Elevada velocitat de l’aire a les canonades.

– Molt nets: industria alimentaria, laboratoris…

Exemples d’aplicació

• Neteja

• Frens i suspensions.

• Màquines o eines portàtils.

• Transports

• Industria.

Elements d’una instal·lació Pneumàtica

• Producció.– Compressor– Acumulador

• Tractament– De condicionament.– Accesoris de mesura.

• Transport– Canonades.

• Regulació i control– Vàlvules distribuïdores– Vàlvules de control.

• Accionament.– Cilindres– Motors.– Accionadors angulars.

Producció de l’aire comprimit

• Compressors: proporcionen l’aire comprimit,elevant la pressió d’una massa d’aire.

– Volumètrics: Redueixen el volum d’aire. (èmbol)

– Turbocompressors: Augmenten la velocitat através de diferents cambres impulsat per pecesgiratòries, com paletes, …( c. paletes)

• Acumuladors: Eliminen les pulsacionsproduïdes pel compressor i emmagatzemenl’aire.

Tractament de l’aire comprimit

• L’aire ha de ser tractat: – Netejat.– Lubrificat.– Pressió determinada

• Qui ho fa ? – Unitat de condicionamet: Filtres, regulador de pressió i

lubrificant.

• Perquè s’ha de fer?– Per aconseguir el màxim rendiment.– Major durabilitat del circuit i elements.– Disminuir avaries.

Tractament de l’aire comprimit

• Neteja: filtres que eliminen impuresesaspirades i provocarien errors:

– Desgast ràpid.

– Vàlvules que no es desplacen correctament.

– Aigua condensada.

• Després de l’acumulador.

• Centrifuguen aire.

• Passen per un filtre.

Tractament de l’aire comprimit

• Passa a un regulador de pressió = P cte. (Independenment de variacions de càrrega del compressor o del consum).

– Major rendiment.

– Menor consum d’aire.

– Només entri aire comprimit quan la pressió ha disminuit per sota un valor prefixat.

• Funcionament:

Lubrificants

• Elements que introdueixen una fina capa d’oli.

• Deixen caure gotes d’oli al corrent d’aire que les polvoritza i se les emporta.

• Disminueixen la fricció que es produeix i que provoca el desgast.

Xarxa de distribució

• Conjunt de canonades i elements per oncircula l’aire (des de producció a consum).

– Mínimes pèrdues de pressió (fregament).

– No deformables.

• Conduccions rígides , S llisa. Coure / Plàstic.

• Inclinació 2-3 % (aigua condensada es puguiacumular en un punt)

Actuadors

• Transformen Ep de l’aire comprimit en W mecànic o en moviment que s’aprofita per efectuar el treball.

– Cilindres.

– Accionadors angulars .

– Motors rotatius.

Actuadors

• Cilindres: Moviment rectilini. Cos en forma de cilindre foradat, S interior recta i molt llisa per onllisca un èmbol que crea dues cambres separadesi tancades pels costats exteriors del cilindre.

• Efecte simple: Una connexió d’aire. Per tornar a repós hi ha molla.

• Efecte doble: Dues entrades d’aire comprimit, una a cada costat de l’èmbol. F i W que fan ésdiferent segons cada sentit perquè en movimentde tornada la S és menor ---- menor P.

Actuadors

• Accionadors angulars: Per aconseguir girs d’ungrau determinat. Émbol intern sobre el quals’ha fet una cremallera i que segons en el sentit en que es desplaça fa girar una roda dentada que transmet el gir.

• Motors rotatius: Turbina que gira quan arriba aire comprimit.

Vàlvules

• Controlen els elements de treball (cilindres, actuadors de gir o motors).

– Posar en marxa o aturar.

– Retrocedir ràpidament o lentament.

• Vàlvules distribuidores: Dirigeixen flux d’aire.

• Vàlvules de regulació., de bloqueig i de cabal: Vàlvules de control:controlen i distribueixen el flux d’aire a partir d’elements de control.

Vàlvules distribuidores.

• Formades per un cos i un element mobil (es desplacça per dins).

• La distribució de l’aire depen de la posició de l’element mobil.

• Possició: Cadascun dels estats possibles.

• Vies: Orificis d’entrada i sortida.

Representació vàlvules distribuïdores

• Posicions es representen mitjançant quadrats.

• Dins dels quadrats es representen amb fletxesque ens indiquen com estan connectadesinteriorment les vies i com és el sentit de la circulació.

• Mecanisme accionador: De l’element mòbil. (al costat del quadre de posició de treball)

• Mecanisme de retorn. ( al costat del quadrede posició de repòs).

Comandament directe de cilindres d’efecte simple. V 3/2

Comandament directe de cilindres de doble efecte. V 4/2

Comandament directe de cilindres d’efecte simple des de dos punts.

Control de velocitat

Comandament indirecte de cilindres d’efecte simple.

Comandament indirecte de cilindres de doble efecte.

Comandament d’un cilindre d’efectedoble amb retrocés automàtic.

Sistemes hidràulics

• Fluid és líquid: oli , poc comprensible, fluid i lubrificar.

• P1= F1/ S1; P2= F2/S2; P1=P2.

• F1/S1= F2/S2.

Sistemes hidràulics

• Diferències amb sistemes pneumàtics.– Fan servir una bomba per aconseguir una pressió

determinada (en lloc del compressor) i no necesiten fluid.

– Poden transmetre forces més grans.

– Regulen fàcilment la velocitat dels actuadors(cilindres) i també aturar-los en qualsevol posició.

Desavantatge:

* Cost més elevat perquè necesiten canonades de retorn.

Circuits hidràulics

• Sistema de frenada: Trepitjar el pedal del fre---èmbol empeny el líquid de fre pel circuit.

• Líquid transmet la pressió a èmbols més grans, pastilles pressionen el disc de fre i que la roda s’aturi.

• Pressió més forta amb el peu, la força sobre el dics és més gran i la roda frena abans.

Circuits hidràulics.

• Braç d’una grua: Bomba que mou el fluid pelcircuit amb una pressió determinada.

• Transmet una força determinada a un cilindre d’efecte doble.

• Vàlvula dirigirà el fluid cap a una de les entradesdel cilindre o bé el deixarà circular pel circuit si no s’acciona la palanca que permet moure el braç.

• Filtre per netejar el fluid i un dipòsit per alimentar-lo.