SEP SNEST DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

UNIDAD DE INGENÍERA MECATRÓNICA

Práctica No. 4: Circuitos básicos neumáticos con un cilindro de

doble efecto

MATERIA: Circuitos hidráulicos y neumáticos

EQUIPO: 2

PROFESOR: Ing. Juan Manuel Larrea Gómez

PRESENTA:

De Alba Gómez Mario Ariel

Guzmán Martínez Cesar

Reyes Castrejón Daniel Enrique

Rizo Vilchis Juan Caleb

Sánchez Delgado Carlos Alberto

Metepec, México, 13 de octubre del 2014.

OBJETIVOS

Conocer el tipo de conexión, funcionamiento de una válvula de 5/2 vías y de 5/3 vías con mando manual directo, Realizar circuitos con regulación de velocidad y de fuerza, realizar circuitos con mando indirecto empleando válvulas de simultaneidad, selectora de circuito, de rodillo y temporizadores.

INTRODUCCIÓN

Son muy variadas las aplicaciones en las que se requiere la aplicación de fuerza en algún sentido determinado ya sea para generar cierta presión, mover algún elemento, abrir algún deposito o levantar una carga pesada. Para este tipo de aplicaciones donde la aplicación de fuerza requerida es en dos sentidos de movimiento es conveniente emplear pistones de doble efecto.

Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan un trabajo cuando se desplaza su elemento móvil (vástago) en dos sentidos; es decir, realizan el trabajo ya sea al extender el vástago o al contraerlo. Tanto el avance como el retroceso se producen al introducir aire a presión en la acamara adecuada mientras se evacua el aire a presión en la cámara posterior, lo que devuelve al vástago a su posición de partida.

La siguiente práctica consiste en un compilado de varios circuitos neumáticos basados en válvulas, interruptores, compresor y actuadores cuya finalidad es mostrar las distintas formas de activación, control y uso de los cilindros de doble efecto así como de otros componentes neumáticos.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

1 Circuitos NeumáticosUn circuito neumático se puede definir como un sistema formado por un conjunto de elementos unidos entre sí de forma que el aire comprimido puede circular a través de ellos y además es capaz de realizar una determinada función. Los circuitos neumáticos son instalaciones que se emplean para generar, transmitir y transformar fuerzas y movimientos por medio del aire comprimido.Un circuito neumático está formado por los siguientes elementos:

El generador de aire comprimido (compresor), que es el dispositivo que comprime el aire de la atmósfera hasta que alcanza la presión necesaria para que funcione la instalación.

Las tuberías y los conductos, a través de los que circula el aire comprimido Los actuadores, como los cilindros y los motores, que son los encargados de

convertir los tubos en émbolos y moverlos para accionar el circuito. Los elementos de control, como las válvulas distribuidoras. Las válvulas abren o

cierran el paso del aire.

La siguiente figura muestra la estructura general de un circuito neumático:

2 Elementos de circuitos neumáticos

A continuación se enlistan algunos de los elementos más sobresalientes empleados en la práctica:

Compresores Neumáticos (Generadores)

Para producir el aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. La presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que recorren el circuito. El compresor normalmente lleva el aire a un depósito para después coger el aire para el circuito del depósito

Cilindros Neumáticos Al llegar la presión del aire a ellos hace que se mueva un vástago (barra), la cual acciona algún elemento.

Válvulas Neumáticas Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenada en un depósito. Para activar la válvula (que cambie de posición se puede hacer manualmente (como un pulsador) o de otras formas (eléctricamente, neumáticamente (una flecha), etc.).

En la válvula selectora cuando el aire entra por X sale por A pero no puede salir por Y. Si entra por Y sale por A pero no puede salir por X.

Un regulador de flujo: es un elemento que permite controlar el paso del aire en un

sentido, mientras que en el otro sentido circula libremente.

Las válvulas estranguladoras con retención, conocidas como válvulas reguladoras de velocidad, son híbridas. Desde el punto de vista de la estrangulación son válvulas de flujo y como tales se las emplea en neumática. La función de retención les hace ser al mismo tiempo una válvula de bloqueo.

3 Cilindros de doble efecto

El cilindro hidráulico de doble efecto tiene la capacidad de efectuar trabajo tanto al extenderse como al retraerse (empuja y tira).En la carrera de extensión, el fluido entra proveniente de la bomba por la entrada B actuando sobre el pistón y el fluido del otro lado del pistón es expulsado a estanque, a través de A.En la carrera de retracción el fluido ingresa por A actuando en la otra cara del pistón y se expulsa el fluido del otro lado por B.

El vástago del cilindro de doble efecto ejecuta movimientos alternos, cambiando de sentido cuando se aplica aire comprimido en uno de los dos lados. La amortiguación en las dos posiciones finales evita que el émbolo choque con fuerza en los extremos. La amortiguación puede ajustarse mediante dos tornillos. El émbolo del cilindro está provisto de un imán permanente, cuyo campo magnético se aprovecha para activar detectores de posición

DESARROLLO

Procedimiento:La práctica consistió en el armado, prueba y análisis de 7 circuitos neumáticos, de los cuales se realizaron los pasos expuestos en el desarrollo además de ser sometidos a distintas pruebas. A continuación se detallan dichos circuitos:

Circuito Nº1

Diagrama:

Resultados:

Cuestionario:1. Si se acciona la palanca conmutando a 1.1 a la posición b, y de inmediato se suelta

¿Retrocede el vástago? ¿Porque?

Ya que 1.1 es una válvula accionamiento por palanca con enclavamiento mecanico esta se

mantiene en posición b hasta que nosotros la accionemos esto hace que el vástago se quede

enclavado afuera.

2. ¿Por qué en el símbolo 1.1 no aparece el resorte?

Porque tiene enclavamiento mecanico y como sabemos estas no tienen regreso automático

si no que es accionada por el operador.

3. Cuando e vástago está saliendo ¿Por cuál de los puertos de 1.1 escapa el aire?

Por el puerto 3

4. ¿Por qué 1.1 es una válvula biestable?

Porque contiene enclavamiento la cual mantiene la válvula en la posición en que nosotros la

dejemos

Observaciones: Como no contábamos con una válvula accionada por palanca con

enclavamiento, usamos una válvula piloteada para simular lo que hace la válvula accionada

por palanca.

Circuito Nº2

Diagrama:

Resultados:

Cuestionario:

1. ¿Por qué al detenerse el vástago de 1.0 queda bloqueado?Ya que es accionada por una válvula de 5/3 vias con accionamiento por palanca con enclavamiento mecánico, esto hace que cuando accionemos la valvula ahí se quedara el vástago hasta que volvamos a cambiar de posición la valcula.

2. Si en lugar de tener 1.1 un centro cerrado, lo tuviera abierto ¿Qué ocurriría con 1.0?

El vástago ya no quedaría bloqueado si no que regresaría al regresar la valvula a su posición inicial.

3. ¿En qué casos se debe emplear centro cerrado?

Cuando queremos que el vástago se detenga en algún punto de su carrera, por alguna cuestión de seguridad.

Circuito Nº3

Diagrama:

Resultados:Cuestionario:

1. ¿Por qué a la válvula 1.1 se le llama monoestable?La válvula número 1.1 es monoestable porque solo mantiene una posición, si se pulsa el botón cambia a la segunda posición pero de manera instantánea regresa a la primera

2. En el diagrama a) cuando sale el vástago, ¿Qué válvula regula el flujo de aire?La válvula que regula el flujo de aire es la válvula 1.01

3. En el diagrama b) Cuando entra el vástago, ¿Qué válvula lo regula?La válvula que regula el flujo de aire es la válvula 1.02

Circuito Nº4Diagrama:

Resultados:

Cuestionario:

1. ¿Qué función realiza la válvula 1.2?La válvula 1.2 al ser pulsada se abre y permite el paso del flujo de aire para cambiar la válvula 1.1 a la segunda posición para que salga el vástago del pistón.

2. Si 1.3 sustituyera por una válvula 2/2, ¿Qué ocurriría?Si la válvula 1.3 se sustituyera por una 2/2 entonces al activar la válvula 1.2 la válvula 1.1 no podría cambiar de posición ya que el aire que la mantiene en esa posición no saldría.

3. ¿Qué sucede si se accionan simultáneamente las válvulas 1.2 y 1.3?Si se activan simultáneamente ambas válvulas entonces la válvula 1.1 no se conmutaría ya que la presión del flujo que es permitido por 1.2 se iguala con la del permitido por 1.3 entonces el vástago no se movería.

Circuito Nº5

Diagrama:

Resultados:

Cuestionario:1. ¿Cuándo es conmutada 1.3?

Cuando el pistón llega al final de su carrera o cubre la distancia propuesta, este acciona el rodillo de la válvula lo que permite que conmute a la segunda posición.

2. Si se acciona 1.2 y se mantiene así durante toda la carrera del vástago. ¿Qué ocurriría cuando llegase al final de la carrera?

El pistón no regresaría a pesar de que se accionara 1.3, ya que las presiones se igualan y esto provoca que permanezca en su lugar.

3. Si 1.3 fuera sustituida por una válvula NA ¿Qué pasaría al accionarse 1.2?Como es NA es como si se estuviera presionando o accionando el rodillo, por lo que al presionar 1.2 no se lograría movimiento alguno, se igualan presiones y el vástago continuo en el lugar de inicio.

Circuito Nº6Diagrama:

Resultados:

Cuestionario:

1. ¿Qué ocurre si se accionan1.4 y 1.5 al mismo tiempo?Las presiones se igualan y no se logra movimiento alguno en el vástago.

2. ¿Qué sucede si se presiona y mantiene 1.2 y después se hace lo mismo con 1.3?La presión se iguala y el vástago se detiene aunque se siga presionando 1.2

3. ¿Por qué 1.1 es biestable con memoria?1.1 es biestable por que puede tener dos estados, es decir no tiene reposición por algún método mecánico que la reposicione al punto inicial, y tiene memoria ya que en conserva la posición en la que se le deja, esto gracias a los pilotos que contiene y a lo anterior mencionado, no hay ningún aditamento de regresión.

Circuito Nº7

Diagrama:

Resultados:

Cuestionario:1. ¿Qué ocurriría si 1.5 fuera NA, y se accionara 1.2?

El pistón queda en clavado al final de la carrera. No regresa a su posición inicial.

2. ¿Cómo sería el movimiento de 1.0 si el check de 1.3 estuviera instalado al revés?Si estando el check 1.3 en la posición en la que se encuentra se tiene un retaso en el regreso, no existiría el retraso y el regreso sería inmediato.

3. ¿Qué ocurre si 1.2 se mantiene pulsada cuando 1.0 llega al final de su carrera y acciona a 1.5?

Ocurre algo similar que en la respuesta de la pregunta 1, el pistón se mantiene en clavado al final de su carrera, pero es debido a la presión que se está generando por mantener pulsado a 1.2.

Observaciones: Debido a la falta de material, no pudimos regular la entrada y la salida como lo indica el diagrama.

CONCLUSIONES

- De nueva cuenta, es importante resaltar la importancia de la seguridad antes, durante y después de realizar cada una de las prácticas. Lo anterior con el fin de evitar lesiones o daños y que en la práctica estemos exentos de cualquier peligro.

- La práctica actual nos sirvió como refuerzo de la practica 3. Al igual que en la anterior, se controló la salida y retroceso del pistón, pero está vez se realizó con nuevos elementos, como la válvula temporizadora normalmente cerrada (NC).

- Durante la práctica no encontramos con un problema: la falta de material que nos fue proporcionado. Sin embargo, debido a esto pudimos observar que es posible emplear algunos dispositivos como remplazo de otros Cabe destacar que esto no es recomendable, ya que cada dispositivo es diseñado para cumplir una función y, emplearlo para otro fin, puede limitar su funcionamiento. Lo correcto sería realizar un nuevo diagrama que emplee otros dispositivos sin alterar su función.

- Se comprobó la teoría dada por el maestro, y se pudo visualizar como se cumplen las situaciones propuestas, además se descubrieron situaciones peculiares que con un buen análisis y la experimentación se pudo explicar y comprender el porqué de esas situaciones.

FUENTES DE CONSULTA

http://neumaticabasicaeepp.wordpress.com/44-2/receptores-neumaticos/cilindros-de-simple-y-doble-efecto/

http://demo.imh.es/Electroneumatica/Ud03/modulos/m_en001/ud04/html/en0_ud04_1112_con.htm

http://www.tallereslucas.cl/site/cilindro-doble-efecto http://www.festo-didactic.com/int-es/learning-systems/equipos-de-practicas/

neumatica/componentes/temporizador-neumatico,normalmente-cerrado.htm?fbid=aW50LmVzLjU1Ny4xNC4xOC41NjQuNDUwNA