Manual de Prcticas de Neumtica

Manual de Prcticas de Neumtica2014

Facultad de ingenieraLaboratorio de Ingeniera IndustrialEnrique Gonzlez VzquezMarina Conde HernndezVerano 2014

Tabla de contenidoINTRODUCCION3Propiedades de los fluidos, principios bsicos.3El aire comprimido.4Simbologa4Elementos bsicos de un circuito neumtico.12Diseo de los circuitos neumticos13Pneumatic Instrumentation Module14Practicas15Practica 1. Pistn doble efecto.15Practica 2. Pistones de doble efecto16Practica 3. Control de la velocidad de salida en pistn de doble efecto.17Practica 4. Control de la velocidad de regreso en pistn de doble efecto.18Practica 5. Conectar pistones de doble efecto en paralelo.19Practica 6. Conexin en serie de pistones.20Intermediate Pneumatics Learning System 85-IP21Practica 1. Control de un pistn con vlvula de pilotaje.22Practica 2. Control pilotado de un pistn.23Fotos del equipo.24Imgenes de los circuitos de las prcticas.29

INTRODUCCION

La neumtica es una fuente de energa de fcil obtencin y tratamiento para el control de mquinas y otros elementos sometidos a movimiento. En el siglo XIX se comenz a utilizar el aire comprimido en la industria de forma sistemtica. La generacin, almacenaje y utilizacin del aire comprimido resultan relativamente baratos y adems ofrece un ndice de peligrosidad bajo en relacin a otras energas como la electricidad y los combustibles gaseosos o lquidos. Ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosin por deflagracin, donde otras energas suponen un riesgo importante por la produccin de calor, chispas, etc. La automatizacin industrial, a travs de componentes neumticos, es una de las soluciones ms sencillas, rentables y con mayor futuro de aplicacin en la industria.El aire comprimido es la mayor fuente de potencia en la industria con mltiples ventajas.Es segura, econmica, fcil de transmitir, y adaptable. Su aplicacin es muy amplia para un gran nmero de industrias. Algunas aplicaciones son practicante imposible con otros medios energticos.Propiedades de los fluidos, principios bsicos.

Algunas magnitudes que definen a los fluidos son la presin, el caudal y la potencia.Presin: se define como la relacin entre la fuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo.Presin = Fuerza / rea

Las unidades que se utilizan para la presin son:1 atmsfera 1 bar = 1 kg/cm2= 105pascal

Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo.Caudal = Volumen / tiempo

Potencia: es la presin que ejercemos multiplicada por el caudal.W(potencia) = (Presin)(Caudal)

El aire comprimido.

El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior. Se comprime hasta alcanzar una presin de unos 6 bares de presin, con respecto a la atmosfrica (presin relativa).

Los manmetros indican el valor de presin relativa que estamos utilizando. Para su estudio se considera como un gas perfecto.Simbologa

Mecanismos (actuadores)

SmboloDescripcin

Cilindro de simple efecto, retorno por esfuerzos externos.

Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.

Cilindro de doble efecto, vstago simple.

Cilindro de doble efecto, doble vstago.

Pinza de apertura angular de simple efecto.

Pinza de apertura paralela de simple efecto.

Pinza de apertura angular de doble efecto.

Pinza de apertura paralela de doble efecto.

Accionamientos

SmboloDescripcin

Mando manual en general, pulsador.

Botn pulsador, seta, control manual.

Mando con bloqueo, control manual.

Mando por palanca, control manual.

Muelle, control mecnico.

Rodillo palpador, control mecnico.

Presurizado neumtico.

Presurizado hidrulico.

Vlvulas direccionales

SmboloDescripcin

Vlvula 3/2 en posicin normalmente cerrada.

Vlvula 4/2.

Vlvula 4/2.

Vlvula 5/2.

Vlvula 5/3 en posicin normalmente cerrada.

Vlvula 5/3 en posicin de escape.

Vlvulas de control

SmboloDescripcin

Vlvula de bloqueo(antirretorno).

Vlvula O (OR). Selector.

Vlvula de escape rpido, Vlvula antirretorno.

Vlvula Y (AND).

Vlvula estranguladora unidireccional.Vlvula antirretorno de regulacin regulable en un sentido.

Eyector de vaco.Vlvula de soplado de vaco.

Elementos bsicos de un circuito neumtico.

Los circuitos oleohidrulicos necesitan de un tanque donde retornar el fluido. Con el objeto de simplificar el estudio nos ceiremos a los elementos neumticos.Los elementos bsicos de un circuito neumtico son: El generador de aire comprimido, es el dispositivo que comprime el aire de la atmsfera hasta que alcanza la presin de funcionamiento de la instalacin. Generalmente se asocia con un tanque donde se almacena el aire para su posterior utilizacin. Las tuberas y los conductos, a travs de los que se canaliza el aire para que llegue a todos los elementos. Los actuadores, como cilindros y motores, que son los encargados de transformar la presin del aire en trabajo til. Los elementos de mando y control, como las vlvulas distribuidoras, se encargan de permitir o no el paso del aire segn las condiciones preestablecidas.

Diseo de los circuitos neumticosCuando se representa un circuito neumtico la colocacin de cada elemento debe ocupar una posicin en el esquema segn realice una tarea u otra. El esquema se divide en varios niveles que nombrados de arriba abajo son: Actuadores. Elementos de control. Funciones lgicas. Emisores de seal, seales de control. Toma de presin y unidad de mantenimiento.Un mismo elemento, puede hacer varias funciones y no existir todos los niveles.

Pneumatic Instrumentation Module

El Sistema de Aprendizaje de Neumtica Bsica (85-bp) Nos acerca a los principios de la neumtica con una combinacin de habilidades de armado con las manos reforzando el cmo y el porqu de los conceptos, reflejndose en un completo entendimiento del tema. Los temas que cubre este tablero de prcticas incluyen el cilindro de simple accin, la presin contra la fuerza del cilindro y vlvulas de control de flujo que regulan la velocidad de un actuador.El modelo con el que cuenta el laboratorio incluye Cilindros neumticos Reguladores de flujo Vlvulas direccionales de control Motor neumtico Manmetros Rotmetro Filtro de aireEstos elementos servirn a los estudiantes como una oportunidad de enfrentarse a los sistemas y mecanismos que vern en un trabajo o industria comn.

PracticasA continuacin se muestran algunas de las prcticas y Actividades que se pueden realizar en el tablero. Se indica al estudiante paso a paso como realizar las conexiones as como a desarrollar la habilidad de identificar errores en estas.

Practica 1. Pistn doble efecto.A) Conectar de la fuente principal al filtro regulador.B) Conectar una manguera de una de las salidas del filtro regulador a la conexin de un manmetro.C) Conectar otra manguera a la segunda conexin del manmetro.D) La segunda manguera se conecta al control direccional del pistn.E) Se conecta una manguera de la salida del control direccional al pistn de doble efecto, se hace lo mismo con otra manguera para la segunda salida del control direccional, conectando esta segunda al otro lado del pistn de doble efecto.F) Activar la palanca y observar efectos.

Puesto que la conexin del cilindro se realiz sin pasar por ningn regulador de flujo las pendientes de salida y retorno son casi verticales en el diagrama de estado.

Practica 2. Pistones de doble efectoA) Repetir los pasos A al C de la practica 1.B) La segunda manguera se conecta al regulador de flujo.C) De la salida del regulador de flujo se conecta a la entrada de la vlvula 5-3 D) De las salidas de 5-3 se conecta a las entradas del pistn (De cualquiera de los dos).E) Para observar efectos variar el regulador de flujo.

En este caso como se conect el regulador de flujo en la entrada de la vlvula 5-3 las pendientes de salida y retorno sern ms suaves dependiendo el porcentaje de apertura del cilindro.

Practica 3. Control de la velocidad de salida en pistn de doble efecto.a) Realizar la conexin de toma de presin de aire del compresor hacia la unidad de mantenimiento.b) La vlvula de control 5-3 recibir aire de la unidad de mantenimiento por medio de la toma 1c) La toma 4 ir conectada hacia la vlvula de control de flujo d) De sta ltima, unirla a la conexin de la base del cilindroe) Del tope del cilindro, unir hacia la toma 2 de la vlvula 5-3f) Revisar el funcionamiento del circuito.

Puesto que el aire de accionamiento del cilindro pasa primero por el regulador de flujo, la pendiente de salida ser tan suave como se regule el aire. Por el contrario, la pendiente de retorno ser casi vertical en el diagrama de estado.

Practica 4. Control de la velocidad de regreso en pistn de doble efecto.a) Realizar la conexin de toma de presin de aire del compresor hacia la unidad de mantenimiento.b) La vlvula de control 5-3 recibir aire de la unidad de mantenimiento por medio de la toma 1c) La toma 4 ir conectada hacia la base del pistn.d) Del tope del cilindro, unir hacia el regulador de flujoe) De ste ltimo, unir hacia la toma 2 de la vlvula 5-3f) Revisar el funcionamiento del circuito.

Como se observa, la pendiente de retorno del cilindro ser suave en contra de la pendiente de salida que es casi perpendicular.

Practica 5. Conectar pistones de doble efecto en paralelo.A) Repetir los pasos A al C de la practica 1.B) La segunda manguera se conecta al regulador de flujo.C) De la salida del regulador de flujo se conecta a la vlvula de control.D) De la salida de la vlvula de control se conecta a la entrada de la vlvula 5-3.E) De las salidas de 5-2 se conecta a las Y de divisin y conectar un lado a la entrada del pistn 1 y la otra a la entrada del pistn 2.F) Observar que las conexiones, tanto entrada como salida, sean de la misma posicinG) Para observar efectos variar el regulador de flujo.H) Observar los efectos cuando se invierten las entradas y salidas de un pistn.

En este caso ambos pistones deben salir a la par (por cuestiones de tamao uno saldr ligeramente antes que el otro) y tener una carrera mxima en cada pulsacin. Ntese la suavidad de la salida y retorno ajustando el regulador de flujo.

Practica 6. Conexin en serie de pistones.A) Repetir los pasos A al D de la practica 5.B) De una de las salidas de la vlvula 3-5 hacer la conexin a la entrada de un pistn.C) De la salida del pistn ocupado, conectarla a la entrada del pistn 2.D) De la salida del pistn 2 conectarlo a la segunda salida de la vlvula.E) Observar los efectos y notar el desplazamiento de cada uno.

Ambos pistones deben salir a la par pero como el aire de la salida del cilindro 1 impulsar al cilindro 2 este ltimo no podr hacer un recorrido mximo pues el aire de la cmara se comprimir y no tendr la suficiente potencia para completar el desplazamiento.

Intermediate Pneumatics Learning System 85-IP

En este tablero de introducen conceptos como funciones lgicas como des acelerar un cilindro y cmo prevenir la condensacin en el sistema.El modelo 85-IP del laboratorio incluye: Vlvulas direccionales de control Vlvulas Check o anti retorno Cilindros neumticos Bloque Venturi Elementos de filtrado Indicadores de flujo de aire Reguladores de presin Dichos componentes tienen grado industrial y estn montados en tableros de acero con su simbologa adecuada a cada lado. El propsito de estos paneles es proveer habilidades en entornos reales de trabajo como son lneas de automatizacin, robtica e industrias que requieran de aplicaciones neumticas

Practica 1. Control de un pistn con vlvula de pilotaje.A) Conectar el regulador de presin hacia el switch (Llave de encendido) es decir a la entrada 1.B) Conectar la salida nmero 2 del switch a una Y.C) Las salidas de la Y van a las entradas de los botones rojo y verde.D) La salida 2 del botn rojo va hacia la entrada B de la vlvula pilotada (Cdigo KZ).E) La salida 2 del botn verde va hacia la entrada A de la vlvula pilotada (Cdigo KZ).F) Se tiene que alimentar la vlvula pilotado en la entrada 3.G) De la salida 4 va haca la conexin de la base del pistn y la salida 2 hacia el tope del pistn.Nota: El botn verde es de salida y el rojo de regreso

Practica 2. Control pilotado de un pistn.A) Repetir los pasos A al FB) De la salida 4 va haca la conexin de control de la vlvula direccional.C) L a salida 3 va hacia la segunda conexin de control de la vlvula direccional.D) Se debe hacer la conexin de alimentacin de aire de la valvula de control con un adaptador de manguera grande a chica y posteriormente al banco de toma de aire.E) Ambas salidas restantes de la valvula de control deben conectarse al piston y asegurarse de que el botn verde sea el que expulse el cilindro y el verde sea el que lo regrese.F) Como actividad extra se deben realizar las conexiones adecuadas para que ambas luces indicadoras se encienda (verde) o se apaguen (rojo).

Fotos del equipo.

Pistn de doble efecto

Palanca de doble efecto 5-3

Vlvulas de distribucin

Tablero de control.

Tablero de vlvulas lgicas.

Tablero de control.

Tablero de control

Vlvulas logicas

Control de inyeccin de aire.

Imgenes de los circuitos de las prcticas.Se muestran algunos grficos que arrojan las prcticas propuestas.