1. UD 12. Accionaments pneumtics

• Introducci
  • Objectius Didctics
  2. Abans de comenar...

Continguts

Pneumtica 3. El circuit pneumtic

• Producci d'aire comprimit
  • Compressors, refrigeradors, acumuladors
• Condicionament de l'aire comprimit
  • Assecament, filtratge, regulaci de la pressi, lubrificaci

4. UD 12. Accionaments pneumtics

Continguts (II)

• El circuit pneumtic (II)
  • Distribuci de l'aire comprimit 5. Transformaci de l'energia
    • Cilindres, motors
• Elements de comandament, regulaci i control
  • Vlvules de control direccional
    • Representaci grfica i funcionament
  • Vlvules de control, regulaci i bloqueig 6. Sensors i detectors de senyal

7. UD 12. Accionaments pneumtics

Continguts (III)

• Disseny de circuits
  • Diagrames i representacions esquemtiques 8. L'esquema pneumtic
• Aplicacions pneumtiques
  • Circuits pneumtics amb un actuador 9. Circuits pneumtics amb dos actuadors

10. UD 12. Introducci

Objectius didctics

• Conixer les installacions d'aire comprimit, la seva utilitat i aplicaci 11. Conixer les parts fonamentals d'una installaci pneumtica tot entenent la seva utilitat 12. Entendre el funcionament dels cilindres
  • Tant de simple com de doble efecte
• Conixer les vlvules ms importants aix com la seva utilitat i simbologia
  • Control direccional, i control, regulaci i bloqueig

13. UD 12. Introducci

Objectius didctics (II)

• Adquirir coneixements fonamentals de disseny de circuits pneumtics
  • Conixer els diferents diagrames emprats 14. Conixer l'esquema del circuit: esquema pneumtic
• Conixer les principals aplicacions pneumtiques i la seva aplicabilitat

15. UD 12. Abans de comenar...

Com podem transmetre esforos a distncia amb els coneixements que ja tenim?

• Quin inconvenient hi trobem?

Se'ns acut cap manera de comprimir un gas? 16. Coneixem alguna aplicaci en la que es faci servir l'aire comprimit?

• Per qu emprem aire i no altres gasos?

17. UD 12. La pneumtica

Per transmetre moviment a certa distncia

• Eixos llargs, cadenes, corretges...
  • Alt preu i baix rendiment
• Energia elctrica: millor que mecnicament
  • Amb un fil hi arribem 18. Per: desprs l'hem de transformar en mecnica (prdues)
• Millor opci: utilitzar fluids
  • Comuniquem energia al fluid i amb un dispositiu 'ad-hoc' tenim el moviment desitjat, sense transformacions

19. UD 12. La pneumtica

Conjunt de tcniques basades en la utilitzaci de l'aire comprimit

• Fa de fluid transmissor d'energia 20. Acciona mquines i mecanismes

Avantatges

• No s perills (no espurnes) 21. Fcilment disponible, net i fcil d'emmagatzemar 22. Es desplaa amb rapidesa per les conduccions 23. Accionaments senzills, econmics i bastant rpids

24. UD 12. El circuit pneumtic

Conjunt d'elements que, mitjanant l'aire comprimit, realitzen treball o acciones mquines 25. Cont, bsicament, els blocs funcionals

• Aire atmosfric 26. Producci d'aire comprimit
  • Compressor, refrigerador, acumulador
• Condicionament de l'aire
  • Assecador, filtre, regulaci de pressi,. lubrificant
• Distribuci
  • Canonades, xarxes de distribuci

27. UD 12. El circuit pneumtic

Cont, bsicament, els blocs funcionals (II)

• Regulaci i control
  • Distribudors, vlvules de control, sensors
• Actuacions pneumtiques
  • Cilindres actuadors, actuadors de gir, motors rotatius

28. UD 12. El circuit pneumtic

Producci de l'aire comprimit

• Compressors
  • Mecanismes rotatius, moguts per motors (elctrics o de combusti interna). Aspiren aire a P=1 atm i l'eleven 29. Els ms emprats: de pist o mbol 30. Caracterstiques bsiques
    • Cabal subministrat (m 3 /s) a P=1KPai T=25 C.
      • Sempre a les condicions de P i T de l'entrada 31. Tamb pot ser mssic
    • Pressi de subministrament

32. UD 12. El circuit pneumtic

Producci de l'aire comprimit (II)

• Refrigerador
  • Bescanviador de calor 33. Tubs pels quals circula el refrigerant (aigua o aire) 34. Circulen en sentit contrari un vs. l'altre 35. Cabals elevats: aire per l'interior, refrigerant per l'exterior 36. Necessari: l'aire s'escalfa en ser comprimit

37. UD 12. El circuit pneumtic

Producci de l'aire comprimit (III)

• Acumulador
  • Magatzem d'aire comprimit 38. Per fer front a puntes en el consum 39. Installats a la sortida del refrigerador 40. Eviten que els motors dels compressors treballin contnuament 41. Necessiten elements de protecci
    • Manmetre, vlvula de seguretat, vlvula de purga de condensats, nivell visual de condensats i vlvula manual d'allament 42. Connexions amb compressor: elstiques (evitem vibracions)

43. UD 12. El circuit pneumtic

Condicionament de l'aire comprimit

• No es pot utilitzar directament, cont impureses:
  • Pols, brutcia, aigua, oli del compressor... 44. Per aix abans: assecament, filtratge, regulaci de la pressi i lubrificaci
• Assecament
  • Aire humit: oxidaci i avaries a elements de la installaci 45. Passem l'aire per un assecador o deshumidificador pneumtic 46. Un dels ms emprats: assecador d'absorci
    • Passem l'aire per material pors SiO 2(absorbeix humitat) 47. Amb el temps hem de reemplaar aquest material (se satura)

48. UD 12. El circuit pneumtic

Condicionament de l'aire comprimit (II)

• Filtratge
  • Eliminem impureses (filtre pneumtic) 49. Part inferior: purga (lquids)
• Regulaci de la pressi
  • Necessitem que P=ct
    • Independentment de fluctuacions de xarxa i consum
  • Regulador de pressi o manoreductor: regula P de sortida
    • P sortida < P entrada (sn reductors de la pressi)

50. UD 12. El circuit pneumtic

Condicionament de l'aire comprimit (III)

• Lubrificaci
  • Necessari de cara als components mbils de la installaci 51. Disminum fricci i oxidaci dels elements 52. Moltes vegades: el conjunt de tractament s un sol mdul
    • Filtre, regulador i lubrificant

53. UD 12. El circuit pneumtic

Distribuci de l'aire comprimit

• L'aire produt es canalitza fins als punts d'utilitzaci 54. S'ha de dissenyar perqu
  • La prdua de crrega sigui petita 55. No hi hagi prdues per fuites 56. Quantitat d'aigua mnima
• Solen ser: acer o coure, darrerament: PA, PE 57. S'installen amb un pendent en el sentit de circulaci de l'1-3%

58. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia

• Els receptors sn anomenats actuadors pneumtics o elements de treball
  • Transformen l'energia de l'aire en treball mecnic
    • Accionament de mquines i mecanismes
• Classificaci (segons com realitzen el treball)
  • Cilindres 59. Actuadors de gir 60. Motors rotatius

61. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia (II)

• Cilindres
  • Fan treball de manera rectilnia
    • Empenyiment-tracci 62. W = F x = P A l (J) 63. Les variables:
      • P: Pressi de treball en Pa 64. A: superfcie de l a secci interior del cilindre en m 2 65. l: cursa o trajecte del cilindre en m 66. : rendiment (depn del disseny: en general entre 0,85 i 0,95)
    • Normalment secci circular, per tant: A = r 2

67. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia (II)

• Cilindres (II)
  • Principal avantatge: gran velocitat d'accionament 68. Es regula la velocitat
    • Amb estranguladors de cabal 69. Aix limitem el cabal d'aire que surt cap a l'escapament
  • Actualment: mplia gamma de cilindres que es classifiquen
    • D'efecte simple 70. De doble efecte 71. Especials

72. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia (III)

• Cilindres (III)
  • Cilindres d'efecte simple
    • Noms t una entrada de pressi 73. Desplaament de l'mbol en un sentit nic 74. Retorn amb molla recuperadora incorporada al cilindre
      • O b mitjanant forces exteriors
    • En general: cursa que no supera 100mm i poc consum d'aire

75. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia (IV)

• Cilindres (IV)
  • Cilindres de doble efecte
    • L'aire comprimit exerceix la seva acci en les dues cambres 76. D'aquesta manera fa treball en dos sentits del moviment 77. Avan: aplico aire a pressi a cambra posterior i viceversa
      • Retrocs: tamb necessita cambra posterior comunicada amb atmosfera
    • No es perd fora per comprimir molla i aprofiten tota la longitud del cilindre
      • Per: consumeixen el doble d'aire

78. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia (V)

• Cilindres (V)
  • Cilindres especials
    • Per a aplicacions especials
      • Cilindres flexibles 79. Cilindres de doble tija 80. Cilindres de posici mltiples
• Actuadors de gir
  • Emprats quan es necessita un accionament angular limitat 81. Parmetres bsics: parell i angle

82. UD 12. El circuit pneumtic

Transformaci de l'energia (VI)

• Motors pneumtics
  • Transformen energia pneumtica en mecnica de rotaci
    • Procs semblant (i invers) al de la compressi
  • Avantatges
    • Insensibles a calor, pols, humitat i vibracions 83. Millor soluci en ambients explosius
  • Desavantatges
    • Major cost energtic
  • Parmetres: parell i revolucions 84. El ms emprat: de paletes
    • Amb menys freqncia: el de pistons

85. UD 12. Comandament,regulaci i control

Finalitat

• Comandar, regular i controlar la pressi, cabal i sentit de circulaci del fluid 86. Pel moviment i funcionament correcte de les parts motrius 87. Elements ms importants:
  • Vlvules de control direccional 88. Vlvules de control, regulaci i bloqueig 89. Sensors i detectors de senyal

90. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional

• Ms conegudes com a vlvules distribudores o distribudors
  • Governen l'arrencada, aturada o sentit de flux en el circuit
    • D'acord amb les ordres o senyals rebuts
• Parts bsiques
  • Cos 91. Part mbil 92. Elements d'accionament
    • Canviem l'estat de la vlvula

93. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (II)

• Es defineixen per dues caracterstiques funcionals
  • Nombre d'orificis (o vies)
    • Nombre mxim de vies (tant d'entrada com de sortida) que es poden interconnectar
  • Nombre de posicions
    • Connexions diferents que es poden obtenir de manera estable 94. En general: dues posicions (reps i treball)
      • De vegades: necessria una tercera: posici neutra central
  • Designem les vlvules amb dues xifres
    • Vlvula 3/2: tres vies i dues posicions de maniobra

95. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (III)

• Representaci grfica
  • Segons normes internacionals ISO-CETOP 96. La simbologia consta de tres parts
    • Smbol bsic
      • Cada posici s una casella quadrada 97. Dins de la casella: fletxes que indiquen connexions entre orificis, sentit del fluid i nombre de vies 98. Els conductes es dibuixen en posici de reps 99. Veiem exemples tot seguit

100. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (III)

• Representaci grfica
  • Segons normes internacionals ISO-CETOP 101. La simbologia consta de tres parts
    • Smbol bsic
      • Cada posici s una casella quadrada 102. Dins de la casella: fletxes que indiquen connexions entre orificis, sentit del fluid i nombre de vies 103. Els conductes es dibuixen en posici de reps

104. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (IV)

• Representaci grfica (II)

105. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (V)

• Representaci grfica (III)
  • Tipus de comandament
    • S'afegeix al smbol base i canvien la posici de la vlvula 106. Poden ser comandaments manuals, elctrics, pneumtics...

107. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (VI)

• Representaci grfica (IV)
  • Localitzaci dels orificis
    • Es realitza segons un codi de nmeros o lletres
      • Alimentaci de pressi: Nm 1. Lletra: P 108. Sortides de treball: Nms.: 2, 4, 6... Lletres: A, B, C... 109. Escapament d'aire: Nms.: 3, 5, 7... Lletres: R, S, T... 110. Connexions de comandament: Nms.: 12, 14, 16... Lletres: X, Y, Z...

111. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (VII)

• Funcionament d'algunes vlvules distribudores
  • Vlvula distribudora 2/2
    • Ms que distribudores: de comandament (obren o tanquen) 112. Orifici d'entrada d'aire i un altre per a la utilitzaci 113. Vlvula en reps i vies tancades: NT 114. Comandar cilindre de simple efecte: en necessitem dues
      • Una subministra P al cilindre i l'altra comunica amb atmosfera 115. Veiem exemple amb el simulador a la segent diapositiva

116. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (VIII)

• Funcionament d'algunes vlvules distribudores (II)
  • Exemple vlvula 2/2 amb cilindre de simple efecte

117. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (IX)

• Funcionament d'algunes vlvules distribudores (III)
  • Vlvula distribudora 3/2
    • s el que es fa servir habitualment per un cilindre de simple efecte 118. Consten d'un orifici d'entrada, un de sortida i un d'escapament

119. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (X)

• Funcionament d'algunes vlvules distribudores (IV)
  • Vlvula distribudora 5/2
    • Emprada per comandar cilindre pneumtic de doble efecte, o accionar vlvules de major mida 120. Un orifici d'entrada, dues sortides i dos escapaments 121. Doble efecte: tamb 4/2 o 5/3 (bloqueja cilindre en posici central) 122. Esquema a la segent diapositiva

123. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control direccional (XI)

• Funcionament d'algunes vlvules distribudores (V)
  • Vlvula distribudora 5/2 (II)

124. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig

• Permeten ajustar les velocitats de desplaament dels actuadors i la seva fora
  • Cilindres, actuadors de gir i motors rotatius
• Fan les funcions d'elements de comandament 125. Vlvules unidireccionals
  • Permeten el flux del fluid en un sentit nic 126. L'eviten en sentit invers 127. Dos tipus: vlvula antiretorn i vlvula antiretorn pilotada

128. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig

• Vlvules unidireccionals
  • Permeten el flux del fluid en un sentit nic 129. L'eviten en sentit invers 130. Dos tipus: vlvula antiretorn i vlvula antiretorn pilotada 131. Vlvula antiretorn
    • Molt emprades en sistemes pneumtics 132. Unidireccionals 133. De construcci senzilla 134. Vlvula normalment tancada amb con o bola (amb molla) 135. En un sentit: ven fora de la molla
      • En l'altre: la molla i la P del fluid barren el pas

136. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig (II)

• Vlvules unidireccionals (II)
  • Vlvula antiretorn pilotada
    • Amb pilotatge extern es permet el flux en sentit invers 137. En condicions normals fa la mateixa funci de l'antiretorn

138. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig (III)

• Vlvules reguladores de cabal
  • tils per modificar la velocitat de treball dels elements 139. Regulen cabal d'alimentaci d'aquests elements 140. En tenim de dos tipus: bidireccionals i unidireccionals
    • Bidireccionals: regulen en tots dos sentits 141. Unidireccionals: circulaci lliure en un sentit, regulaci en l'altre

142. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig (IV)

• Vlvules reguladores de pressi
  • Redueixen la P d'entrada fins un valor de sortida regulable 143. Sn vlvules de dues vies normalment obertes grcies a la fora de la molla
    • Redueixen la pressi quan P sortida > valor de regulaci 144. Barren el pas mitjanant pist o corredora

145. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig (V)

• Vlvules limitadores de pressi
  • Tamb anomenades vlvules de seguretat 146. Impedeixen que se superi la P mxima permesa pel sistema
    • En aquest cas: escapament capl'atmosfera 147. Fins arribar a P de treball habitual

148. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig (VI)

• Vlvules d'escapament rpid
  • Per accelerar la velocitat dels cilindres 149. Cap a l'atmosfera o dipsit assegurant el buidatge del cilindre
• Selectores de circuit
  • Equivalents a funci OR 150. Es permet tenir P de sortida si tenim P a una de les dues entrades

151. UD 12. Comandament,regulaci i control

Vlvules de control, regulaci i bloqueig (VII)

• Vlvules de simultanetat
  • Equivalents a porta AND 152. Dues connexions d'entrada i una de sortida 153. Tindrem P de sortida si tenim P a les dues entrades