1

2

ÍNDEX

1. Introducción y Teoría del aire.

2. Simbología ISO 1219-1.

3. Funcionamiento Componentes Neumáticos.

4. Diseño de Circuitos Neumáticos.

Introducción y

Teoría del Aire

Para neumática industrial

4

Contenido

Composición del aire.

Presión atmosférica.

Aire comprimido industrial.

Presión.

Unidades de presión.

Presión y fuerza.

Introducción.

5

Introducción

¿Que es Neumática ? La técnica que trata del aprovechamiento de las

propiedades que tiene el aire comprimido.

Propiedades del aire comprimido : Fluidez: no ofrecen ningún tipo de resistencia al

desplazamiento. Compresibilidad: un gas se puede comprimir en un

recipiente cerrado aumentando la presión. Elasticidad: la presión ejercida en un gas se transmite

con igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba.

6

Composición del aire

El aire que respiramos es elástico, comprimible y fluido.

Damos por hecho que el aire llena todo el espacio que lo contiene.

El aire se compone básicamente de nitrógeno y de oxígeno.

Composición por VolumenNitrogeno 78.09% N2

Oxígeno 20.95% O2

Argón 0.93% ArOtros 0.03%

7

Presión Atmosférica

La presión atmosférica es causada por el peso del aire sobre nosotros.

Esta es menor cuando subimos una montaña y mayor al descender a una mina.

La presión varía con las condiciones atmosféricas.

8

Atmósfera Standard

Una atmósfera standard se define por la Organización Internacional de Aviación Civil. La presión y temperatura al nivel del mar es 1013.25 milli bar absoluta y 288 K (15OC).

1013.25 m bar

9

Atmósfera y vacio

La potencia de la presión atmosférica es evidente en la industria de manipulación donde se utilizan ventosas y equipos de vacio.

El vacio se consigue evacuando todo el aire de un sitio determinado.

10

Aire comprimido industrial

Las presiones se dan en bar (relativos a la presión atmosférica).

El zero del manómetro es la presión atmosférica.

Para cálculos se utiliza la presión absoluta:Pa = Pg + Patmósfera.

Se asume para cálculos rápidos que 1 atmósfera equivale a 1.000 mbar.

En realidad 1 atmósfera equivale a 1.013 mbar.

Rangobajo

Rangoindustrialtípico

01234

5

67

8

910

111213

1415

1617

01234

5

67

8

910

111213

1415

16

Pre

sión

abs

olut

abar

Pre

sión

man

omét

rica

bar

Vacio total

Atmósfera

RangoIndustrialampliado

11

Presión

1 bar = 100.000 N/m2 (Newtons por metro cuadrado).

1 bar = 10 N/cm2

1.000 mbar = 1 bar El sistema de medidas

anglosajón utiliza los pies por pulgada cuadrada (psi)1 psi = 68.95mbar14.5 psi = 1bar

12

Unidades de presión

Existen diversas unidades de medida de presión. Se muestran algunas de ellas y sus equivalencias:

1 bar = 100.000 N/m2 1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.50 psi 1 bar = 10.197 kgf/m2

1 mm Hg = 1,334 mbar approx. 1 mm H2O = 0,0979 mbar approx.

1 Torr = 1mmHg abs (para vacio)

13

Presión y fuerza

El aire comprimido ejerce una fuerza de igual valor en todas las direcciones de la superficie del recipiente que lo contiene.

El líquido en un recipiente será presurizado y transmitido con igual fuerza.

Por cada bar de manómetro, se ejercen 10 Newtons uniformemente sobre cada centímetro cuadrado.

14

Presión y fuerza

La fuerza que se desarrolla sobre un pistón debida a la presión del aire comprimido es el área efectiva multiplicada por la presión:

Fuerza =D2

40PNewtons

D mm

P bar

15FUNCIONAMENT D´UN CILINDRE DE DOBLE EFECTE

16

Presión y fuerza

Si ambas conexiones de un cilindro de doble efecto se conectan a la misma presión el cilindro se moverá debido el diferencial de presión que hay en ambas cámaras.

Si el cilindro es de doble vástago el cilindro no se moverá.

Simbología Neumática

Para la identificación de componentes y

el diseño de esquemas neumáticos.

18

Los Símbolos Neumáticos están diseñados conforme a la Norma Internacional ISO 1219-1 1991.

Cubre la Simbología Gráfica para Sistemas y Componentes de Accionamiento por Fluido.

La Numeración de las Válvulas no está cubierta por la Norma ISO. Este aparatado se toma de la recomendación de CETOP RP 68 P.

Normas: simbología gráfica

Acondicionamiento y tratamiento del fluido

20

Acondicionamiento

Separador de agua con purga manual

Separador de agua con purga automática

Filtro con purga manual

Filtro con purga automática

Lubricador

21

Acondicionamiento y generación

Secador

Refrigerador con líneas refrigerantes

Calentador

Combinación calentador y refrigerador

Compresor y motor eléctrico

Depósito de aire

Válvula de paso

Filtro de aire

M

Control de presión

23

Reguladores de presión

El símbolo de un regulador de presión representa en estado normal el muelle manteniendo la válvula del regulador abierta para conectar la alimentación a la salida.

La línea rallada representa la realimentación que se opone al muelle y permite variar el caudal a través de la válvula hasta cerrar el paso de aire.

Regulador regulable con manómetro.

Regulador regulable.

24

Filtro Regulador Lubricador

Unidad de FRL combinada

Símbolo simplificado de FRL

25

Válvulas de seguridad

El símbolo de una válvula de seguridad representa en estado normal un muelle manteniendo la válvula normalmente cerrada.

Válvula de seguridad regulable

La línea de trazos representa la señal de control que se opone al muelle y se puede imaginar que ayuda a permitir el paso de caudal. Cuando la presión alcanza y supera la presión de taraje la línea de caudal permitirá el paso de aire .

Válvula de seguridad pretarada

Actuadores

27

Actuadores

El símbolo del cilindro puede ser de cualquier longitud superior a “l”.

El pistón y el vástago se pueden mostrar retraídos o extendidos.

“ l”

28

Simple efecto

Simple efecto vástago retraído.

Simple efecto vástago extendido.

Simple efecto magnético vástago retraído. *

Simple efecto magnético vástago extendido. *

* La ISO 1219-1 no muestra ejemplos para cilindros magnéticos

29

Simple efecto sin muelle

Simple efecto normalmente retraído, la fuerza externa lo hace retornar.

Simple efecto normalmente extendido, la fuerza externa lo retorna.

Simple efecto magnético normalmente retraído la fuerza externa lo retorna.

Simple efecto magnético normalmente extendido, la fuerza externa lo retorna.

Nota: los componentes suelen ser de doble efecto aplicados como simple efecto

30

Doble efecto

Doble efecto amortiguación regulable.

Doble efecto doble vástago.

Doble efecto magnético. *

Doble efecto magnético sin vástago. *

* La ISO 1219-1 no muestra ejemplo de cilindros sin vástago o magnéticos

31

Actuadores rotativos

Actuador de giro de doble efecto.

Motor neumático de un sentido de giro.

Motor neumático bidireccional.

32

Símbolos cilindros simplificados

Simple efecto retorno por carga.

Simple efecto retorno por muelle.

Doble efecto sin amortiguación.

Doble efecto amortiguación regulable.

Doble efecto doble vástago.

Estructura simbología válvulas

34

Estructura simbología válvulas

La función que cumple una válvula viene dada por 2 números separados por una barra, ej. 3/2..

El primer número indica el número de vías de la válvula. Es decir, entradas, salidas y escapes excluyendo los pilotajes y señales externas.

El segundo número indica el número de posibles estados de la válvula.

35

Estructura simbología válvulas

Así una válvula 3/2 dispone de 3 conexiones (normalmente una entrada, una salida y un escape) y 2 posiciones (una posición de reposo y otra actuada).

Los cuadrados pertenecen a una sola válvula.

normalactuada

36

Estructura simbología válvulas

Cada una de las posiciones de la válvula se muestran unidas en el símbolo de la válvula.

normalactuada

El símbolo de la válvula muestra las posiciones unidas final con final.

normalactuada

37

Estructura simbología válvulas

Las conexiones se muestran en tan solo una de las posiciones y indican el estado que prevalece.

normal

Junto a una posición concreta se muestra el actuador correspondiente.

Accionando el pulsador se actúa la válvula

38

Estructura simbología válvulas

Junto a una posición concreta se muestra el actuador correspondiente.

Accionando el pulsador se actúa la válvula

Posición de reposo producida por un muelle

Junto a una posición concreta se muestra el actuador correspondiente.

Posición de reposo producida por un muelle

Accionando el pulsador se actúa la válvula

39

Estructura simbología válvulas

Cuando se actúa la válvula su símbolo se puede visualizar con las conexiones alineadas en cada uno de los estados.

Cuando se actúa la válvula su símbolo se puede visualizar con las conexiones alineadas en cada uno de los estados.

40

Accionamiento cilindro s/e

Accionamiento de un cilindro s/e.

Variante vástago en reposo a más, pulsando a menos.

Ver accionamiento cilindro s/e vástago extendido.

41

Acc. cilindro s/e retorno masa

Ver accionamiento cilindro s/e retorno masa.

Posibles inconvenientes.

42

Conexionado de válvulas en serie

Se han de accionar ambas válvulas para que actue el cilindro.

Cumplen la función “Y”. En sistemas de seguridad se

precisa el mando bimanual. Combinar dos válvulas 3/2 y

un cilindro s/e para cumplir una función “O”.

3

12 10

1

2

3

12 10

1

2

43

Accionamiento cilindro d/e

Se precisan dos válvulas 3/2 para accionar un solo cilindro.

Características del cilindro en posición de reposo.

44

Estructura simbología válvulas

El símbolo de una válvula 5/2 se construye de la misma manera. Para cada una de las posiciones se muestran cada uno de los conductos. Entre las 5 conexiones hay 1 entrada, 2 salidas y 2 escapes.

45

Estructura simbología válvulas

Juntando los dos rectángulos y añadiendo los actuadores se construye el símbolo de la válvula. Las conexiones se han de mostrar en la posición de reposo.

Juntando los dos rectángulos y añadiendo los actuadores se construye el símbolo. Las conexiones se han de mostrar en la posición de reposo.

46

Mando cilindro d/e con 5/2

La válvula 5/2 ejecuta los dos movimientos del cilindro.

Con la válvula en reposo el cilindro a mas. En ambas posiciones el cilindro esta en

presión. Ver la conexión con el cilindro

a mas en reposo.

24

15 3

14 12

47

Estructura simbología válvulas

Espacio recomendado para las conexiones:

1/4 l

1/4 l

1/2 l

1 l

1 /4 l

1/2 l

1/4 l

1/2 l

1/4 l

1/4 l

1/2 l

48

Estructura simbología válvulas

Las diferentes posiciones se pueden colocar a derecha o izquierda independientemente pero el actuador ha de estar junto a la posición que actúa.

Diversos símbolos pueden indicar lo mismo.

normalmentecerrado

normalmenteabierto

49

Estructura simbología válvulas

Las diferentes posiciones se pueden colocar a derecha o izquierda independientemente pero el actuador ha de estar junto a la posición que actúa.

Diversos símbolos pueden indicar lo mismo.

Conexionado al revés

Válvulas

51

Válvulas

Válvula 2/2

Válvula 3/2

Posición de reposo

Válvulas básicas antes de añadir los actuadores:

Ejemplos, pulsador con retorno por muelle:

52

Válvulas

Válvula 2/2

Válvula 3/2

Actuada

Válvulas básicas antes de añadir los actuadores:

Ejemplos, pulsador con retorno por muelle:

53

Válvulas

Válvula 5/2

Válvula 4/2

Posición de reposo

Válvulas básicas antes de añadir los actuadores:

Ejemplos, pulsador con retorno por muelle:

54

Válvulas

Actuada

Válvula 5/2

Válvula 4/2

Válvulas básicas antes de añadir los actuadores:

Ejemplos, pulsador con retorno por muelle:

55

Válvulas 5/3

Las válvulas de tres posiciones tienen una posición central por muelle o con control manual mediante palanca p.e.

La función de la válvula varía en la posición según el tipo de válvula. Se pueden considerar tres tipos diferentes :1. Ttodas las conexiones cerradas.2. Alimentación cerrada, salida a escape.3. Alimentación a ambas salidas, escapes cerrados.

56

Válvulas 5/3

Todas las válvulas se muestran en la posición de reposo.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a salidas:

57

Válvulas 5/3

Todas las válvulas mostradas en la primera posición actuada.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a salidas:

58

Válvulas 5/3

Todas las válvulas se muestran en la posición de reposo.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a salidas:

59

Válvulas 5/3

Todas las válvulas mostradas en la segunda posición actuada.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a salidas:

60

Válvulas 5/3

Todas las válvulas mostradas en posición de reposo.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a salidas:

Mandos

62

Mandos

Manual general

Pulsador

Tirador

Pulsador / tirador

Palanca

Pedal

Manual

Actuador giratorio

Pedal conprotección

63

Mandos

Presión piloto

Botón

Retorno por muelle

Rodillo

Rodillo unidireccional

Presión

Presión piloto

Presión diferencial

Enclavamiento3 posiciones

Mecánicos

64

Mandos

Solenoide

Solenoide pilotado

Solenoide pilotadocon mando manual y pilotaje interno

Solenoide con mando manual y pilotaje externo

Eléctricos

Cuando no se muestra pilotaje externo se asume que es interno

Numeración conexiones

66

Numeración conexiones

1

212 10

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

Según CETOP RP68P

1

2 4

3

14 12

67

Numeración conexiones

1

212 10

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

1

2 4

3

14 12

Según CETOP RP68P

68

Numeración conexiones

1

212 10

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

1

2 4

3

14 12

Según CETOP RP68P

69

Numeración conexiones

1

212 10

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

1

2 4

3

14 12

Según CETOP RP68P

70

Numeración conexiones

1

212 10

1

24

5 3

14 12

1

2

3

12 10

1

2 4

3

14 12

Según CETOP RP68P

Válvulas auxiliares

72

Válvulas auxiliares

Antiretorno

Regulador de caudal unidireccional

Regulador de caudal bidireccional

Función ‘Y’

Función ‘O’

Válvula de escape rápido con silenciador

Silenciador

Presostato eléctrico pre-tarado

Presostato eléctrico regulable