actuadoresActuadores neumticos e hidrulicos.Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de lquidos, de energa elctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las vlvulas. Pueden ser hidrulicos, neumticos o elctricos.Los actuadores hidrulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidrulicos requieren demasiado equipo para suministro de energa, as como de mantenimiento peridico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumticos tambin son limitadas desde el punto de vista de precisin y mantenimiento. El trabajo realizado por un actuador neumtico puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de mbolo (stos tambin proporcionan movimiento rotativo con variedad de ngulos por medio de actuadores del tipo pin-cremallera). Tambin encontramos actuadores neumticos de rotacin continua (motores neumticos), movimientos combinados e incluso alguna transformacin mecnica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.Los actuadores elctricos tambin son muy utilizados en los aparatos mecatrnicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimientoLos actuadores se dividen en 2 grande grupos: cilindros y motores. ClasificacinAunque en esencia los actuadores neumticos e hidrulicos son idnticos, los neumticos tienen un mayor rango de compresin y adems existen diferencias en cuanto al uso y estructura. Se clasifican en actuadores lineales y giratorios.3.1 ACTUADORES NEUMTICOS LINEALES El cilindro neumtico consiste en un cilindro cerrado con un pistn en su interior que desliza y que transmite su movimiento al exterior mediante un vstago. Se compone de las tapas trasera y delantera, de la camisa donde se mueve el pistn, del propio pistn, de las juntas estticas y dinmicas del pistn y del anillo rascador que limpia el vstago de la suciedad.Los cilindros neumticos independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores ms comunes que se utilizan en los circuitos neumticos. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales. - Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido. - Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso.Cilindros de simple efectoUn cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo slo en un sentido. El mbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algn otro medio externo como cargas, movimientos mecnicos, etc. Puede ser de tipo normalmente dentro o normalmente fuera.Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc. Tienen un consumo de aire algo ms bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamao. Sin embargo, hay una reduccin de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, as que puede ser necesario un dimetro interno algo ms grande para conseguir una misma fuerza. Tambin la adecuacin del resorte tiene como consecuencia una longitud global ms larga y una longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto.Tipos de cilindros de simple efecto:Cilindros de mbolo, cilindros de membrana, cilindros de membrana enrollable.Cilindros de mbolo:

Cilindros de doble efectoLos cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de avance como la de retroceso por accin del aire comprimido. Su denominacin se debe a que emplean las dos caras del mbolo (aire en ambas cmaras), por lo que estos componentes s pueden realizar trabajo en ambos sentidos. Sus componentes internos son prcticamente iguales a los de simple efecto, con pequeas variaciones en su construccin. Algunas de las ms notables las encontramos en la culata anterior, que ahora ha de tener un orificio roscado para poder realizar la inyeccin de aire comprimido (en la disposicin de simple efecto este orificio no suele prestarse a ser conexionado, siendo su funcin la comunicacin con la atmsfera con el fin de que no se produzcan contrapresiones en el interior de la cmara).

El campo de aplicacin de los cilindros de doble efecto es mucho ms extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realizacin de esfuerzo en ambos sentidos. Esto es debido a que, por norma general (en funcin del tipo de vlvula empleada para el control), los cilindros de doble efecto siempre contienen aire en una de sus dos cmaras, por lo que se asegura el posicionamiento.Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un actuador de doble efecto, es preciso que entre las cmaras exista una diferencia de presin. Por norma general, cuando una de las cmaras recibe aire a presin, la otra est comunicada con la atmsfera, y viceversa. Este proceso de conmutacin de aire entre cmaras nos ha de preocupar poco, puesto que es realizado automticamente por la vlvula de control asociada.En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son los componentes ms habituales en el control neumtico. Esto es debido a que: - Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de avance y retroceso). - No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de muelle en oposicin. - Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que en disposicin de simple, al no existir volumen de alojamiento.Otros tipos de cilindros:Cilindro neumtico de fuelle.Tambin conocido como motor neumtico de fuelle, incorpora un cilindro de doble efecto, un sistema de accionamiento de vlvula de control direccional y dos tornillos de regulacin de velocidad de avance y retroceso.Cilindro neumtico de impactoEl vstago de este cilindro se mueve a una velocidad elevada del orden de los 10 m/s y esta energa se emplea para realizar trabajos de marcado de bancadas del motor, de perfiles de madera, de componentes electromecnicos y trabajos en presas de tiempo embuticin, estampado, remachado, doblado, etc.Cilindro neumtico sin vstago Cuando el espacio disponible para el cilindro es limitado, el cilindro neumtico sin vstago es la eleccin. Puede tener una carrera relativamente larga de unos 800 mm y mayor. Cilindro neumtico guiadoUno de los problemas que presentan los cilindros convencionales es el movimiento de giro que puede sufrir el vstago, ya que el pistn, el vstago y la camisa del cilindro son de seccin circular, por lo que ninguno de ellos evita la rotacin. En algunas aplicaciones la rotacin libre no es tolerable por lo que es necesario algn sistema anti giro.Uno de los sistemas que aparte de la funcin anti giro tiene otras ventajas es el cilindro neumtico guiado que contiene dos o ms pistones con sus vstagos, lo que da lugar a una fuerza doble de la de los cilindros convencionales.Cilindros de doble efecto multiposicin.Consisten en dos o ms cilindros de doble efecto acoplados en serie. Dos cilindros con carreras diferentes permiten obtener cuatro posiciones diferentes del vstago.Cilindros tndemEst constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad. Gracias a esta disposicin, al aplicar simultneamente presin sobre los dos mbolos se obtiene en el vstago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal para el mismo dimetro.ACTUADORES NEUMTICOS GIRATORIOS.Los actuadores rotativos o giratorios son los encargados de transformar la energa neumtica en energa mecnica de rotacin. Dependiendo de si el mvil de giro tiene un ngulo limitado o no, se forman los dos grandes grupos a analizar: Actuadores de giro limitadoSon aquellos que proporcionan movimiento de giro pero no llegan a producir una revolucin (exceptuando alguna mecnica particular como por ejemplo pin cremallera). Existen disposiciones de simple y doble efecto para ngulos de giro de 90, 180..., hasta un valor mximo de unos 300 (aproximadamente). Motores neumticos Proporcionan un movimiento rotatorio constante. Se caracterizan por proporcionar un elevado nmero de revoluciones por minuto.ACTUADORES DE GIRO LIMITADOActuador de paleta:El actuador de giro de tipo paleta quiz sea el ms representativo dentro del grupo que forman los actuadores de giro limitado. Estos actuadores realizan un movimiento de giro que rara vez supera los 270, incorporando unos topes mecnicos que permiten la regulacin de este giro. Estn compuestos por una carcasa, en cuyo interior se encuentra una paleta que delimita las dos cmaras. Solidario a esta paleta, se encuentra el eje, que atraviesa la carcasa exterior. Es precisamente en este eje donde obtenemos el trabajo, en este caso en forma de movimiento angular limitado. Tal y como podemos apreciar en la figura, el funcionamiento es similar al de los actuadores lineales de doble efecto. Al aplicar aire comprimido a una de sus cmaras, la paleta tiende a girar sobre el eje, siempre y cuando exista diferencia de presin con respecto a la cmara contraria (generalmente comunicada con la atmsfera). Si la posicin es inversa, se consigue un movimiento de giro en sentido contrario.

Estos componentes presentan ventajas propias de los componentes de ltima generacin, tal y como amortiguacin en final de recorrido, posibilidad de deteccin magntica de la posicin (mecnica o magntica), etc. La deteccin mecnica se ejecuta mediante elementos mviles exteriores ajustables en grado mediante nonio graduado.Los cilindros que funcionan como actuadores giratorios, de giro limitado, son el cilindro giratorio de pistn-cremallera-pin en el que el movimiento lineal des pistn es transformado en un movimiento giratorio mediante un conjunto de pin y cremallera y el Cilindro de aletas giratorias de doble efecto para ngulos entre 0 y 270. En la siguiente figura el cilindro pistn-cremallera-pin:

Motores de aire comprimidoSu ngulo de giro no est limitado, hoy es uno de los elementos de trabajo ms empleados que trabajan con aire comprimido. Tipos de motores -embolo -aletas -engranajesMotores de mbolo Su accionamiento se realiza por medio de cilindros de movimiento alternativo, el aire comprimido acciona a travs de una biela el cigeal del motor. La potencia de estos motores depende: a.- de la presin de entrada b.- del nmero de mbolos c.- de la superficie y velocidad de los mbolos. Existen dos tipos de motores de mbolos a.- Motor de mbolo axial b.- Motor de mbolo radial El funcionamiento de ambos es idntico. Constan de cinco cilindros dispuestos axialmente, la fuerza se transforma por medio de un plato oscilante en un movimiento rotativo. El aire lo reciben dos cilindros simultneamente al objeto de equilibrar el par y obtener un funcionamiento normal. Estos motores se ofrecen para giro a derechas y a izquierdas.Motores de aletas Son de construccin sencilla y por tanto de reducido peso, constan de un rotor excntrico dotado de ranuras, el cual gira en una cmara cilndrica. En las ranuras se deslizan unas aletas, que son empujadas contra la pared interior del cilindro por el efecto de la fuerza centrfuga, y en otros casos por medio de resortes o muelles, garantizndose as la estanqueidad de las diversas cmaras. Es suficiente una pequea cantidad de aire para empujar las aletas, y se va dilatando a medida que el volumen de la cmara aumenta Motor de engranajes En estos motores, el par de rotacin es generado por la presin que ejerce el aire sobre los flancos de los dientes de los piones engranados, uno de los piones es solidario con el eje del motor. Estos motores se utilizan generalmente en mquinas propulsores de gran potencia, su sentido de rotacin es reversible.ACTUADORES HIDRULICOS LINEALESLos cilindros hidrulicos de movimiento lineal son utilizados comnmente en aplicaciones donde la fuerza de empuje del pistn y su desplazamiento son elevados.Los cilindros hidrulicos pueden ser de simple efecto, de doble efecto y telescpicos.- En el primer tipo, el fluido hidrulico empuja en un sentido el pistn del cilindro y una fuerza externa (resorte o gravedad) lo retrae en sentido contrario.El cuerpo del cilindro es la caja externa tubular y contiene el pistn, el sello del pistn y el vstago. Calibre es el trmino usado para indicar el dimetro del pistn. El extremo del pistn del cilindro (algunas veces llamado extremo ciego) se conoce como el extremo de la cabeza. El extremo desde el cual el vstago se extiende y se retrae se conoce como el extremo del vstago.

- El cilindro de accin doble utiliza la fuerza generada por el fluido hidrulico para mover el pistn en los dos sentidos, mediante una vlvula de solenoide.El cilindro de accin doble es el accionador hidrulico ms comn utilizado actualmente y se usa en los sistemas del implemento, la direccin y otros sistemas donde se requiera que el cilindro funcione en ambas direcciones.Puesto que los cilindros con vstago de acoplamiento son los cilindros de accin doble ms comunes, se tiene en cuenta las pautas de la National Fluid Power Association (NFPA) para fijar las normas de calibre, tipo de montaje y dimensiones generales del cilindro. Esto permite usar los cilindros con vstago de acoplamiento de diferentes fabricantes, si tienen la misma descripcin de diseo. Sin embargo, recuerde que aunque los cilindros pueden tener el mismo calibre, su calidad puede ser diferente.El calibre del cilindro es el trmino que indica el dimetro interno del cilindro. Un cilindro de calibre grande produce un mayor volumen por unidad de longitud que un cilindro de calibre pequeo. Para mover un pistn la misma distancia, un cilindro de calibre grande necesita ms aceite que un cilindro de calibre menor.

Por tanto, para un rgimen de flujo dado, un cilindro de calibre grande se mueve ms lentamente que un cilindro de calibre pequeo.El rea efectiva de un cilindro es el rea del pistn y de sello de pistn sobre la cual acta el aceite. Debido a que uno de los extremos del vstago est unido al pistn y el extremo opuesto se extiende fuera del cilindro, el rea efectiva del extremo del vstago es menor que el rea efectiva del extremo de la cabeza. El aceite no acta contra el rea del pistn cubierta por la unin del vstago.El volumen de aceite necesario para llenar el extremo del vstago del cilindro es menor que el volumen de aceite necesario para cubrir el extremo de la cabeza del cilindro. Por tanto, para un rgimen de flujo dado, el vstago del cilindro se retrae ms rpido que el tiempo que tarda en extenderse.- El cilindro telescpico contiene otros de menos dimetro en su interior y se expanden en etapas, son muy utilizados en gras. Est constituido por los tubos cilndricos y vstago de mbolo. En el avance sale primero el mbolo interior, siguiendo desde dentro hacia fuera los siguientes vstagos o tubos. La reposicin de las barras telescpicas se realiza por fuerzas externas. La fuerza de aplicacin est determinada por la superficie del mbolo menor.

- Otros elementos en los cilindros son:Sellos Los sellos se usan en diferentes partes del cilindro, como se muestra en la figura.

El sello del pistn se usa entre el pistn y la pared del cilindro. Su diseo permite que la presin de aceite extienda el sello contra la pared del cilindro, de manera que, a mayor presin, mayor fuerza sellante.El sello del extremo de la cabeza (sello anular) evita que el aceite escape por entre el cuello del vstago y la pared del cilindro.El sello de vstago es un sello en forma de U que limpia el aceite del vstago a medida que el vstago se extiende por el cilindro.El sello de labio se ajusta al cilindro e impide que la suciedad o el polvo entren al cilindro cuando se retrae el vstago del cilindro.Los sellos se fabrican en poliuretano, nitrilo o vitn. El material debe ser compatible con los fluidos usados y las condiciones de operacin.Amortiguadores La figura muestra un cilindro con amortiguadores.

Cuando un cilindro en movimiento llega a un extremo muerto (como sucede al final de la carrera del cilindro), la accin que experimenta se conoce como carga de choque. Cuando un cilindro est sujeto a una carga de choque, se usan amortiguadores para minimizar el efecto.Cuando el pistn se aproxima al final de la carrera, el amortiguador se mueve dentro del conducto de aceite de retorno y restringe el flujo de aceite de retorno del cilindro. La restriccin produce un aumento de la presin de aceite de retorno entre el conducto del aceite de retorno y el pistn. El aumento de la presin de aceite produce un efecto de amortiguacin que reduce el movimiento del pistn y minimiza el choque que ocurre al final de la carrera.Algunos cilindros pueden requerir un amortiguador en el extremo de la cabeza, mientras otros pueden requerir amortiguadores tanto en el extremo de la cabeza como en el extremo del vstago.3.2 ACTUADORES HIDRULICOS ROTATIVOSMotor hidrulico El motor hidrulico convierte la energa hidrulica en energa mecnica. El motor hidrulico usa el flujo de aceite enviado por la bomba y lo convierte en un movimiento rotatorio para impulsar otro dispositivo (por ejemplo, mandos finales, diferencial, transmisin, rueda, ventilador, otra bomba, etc.).Varios tipos de motores hidrulicos se usan en la industria. Proporcionan una velocidad determinada relativamente constante a travs de su variada gama de presiones. Cuando alcanzan su mximo par, su velocidad cae rpidamente debido a que el fluido hidrulico se escapa a travs de una vlvula de alivio dejando el motor sin alimentar. Entre los tipos de motores hidrulicos se encuentran: los motores de paletas, de pistn axial o radial, de engranajes y gerotor.http://cursos.aiu.edu/sistemas%20hidraulicas%20y%20neumaticos/pdf/tema%204.pdf

3.1.2 sistema de estanqueidadjuntas para hidrulica y para neumticaLas juntas para hidrulica se tratan de juntas para vstago, pistn, rotativas, de brida, elementos gua y rascadores.

Son juntas tricas de poliuretano, juntas plana y diafragmas para acumuladores. Tienen aplicacin en construccin de maquinaria, industria hidrulica, ingeniera de vehculos y minera. Los materiales bsicos utilizados son todo tipo de cauchos conocidos, poliuretano, PTFE, elastmeros reforzados de textil, metal y plsticos.

Las juntas para neumtica se tratan de juntas para vstago, pistn y vlvulas. Pistones completos, y pistones para vlvulas recubiertos de elastmero. Conjuntos de junta de vstago/rascador. Aros amortiguadores, elementos gua y rascadores. Juntas de labio con propiedades de retencin de la lubricacin. Mejor funcin de estanqueidad con baja friccin.

Se aplican en sistemas de estanqueidad para microneumtica. Los materiales bsicos utilizados son el compuesto NBR y poliuretano, PTFE, FPM, elastmeros con componentes de metal o plstico, todos desarrollados especialmente para uso en neumtica.juntas y elementos gua

THN presenta entre sus productos las juntas en PTFE y elementos gua. Estos se tratan de juntas de excepcional baja friccin, sin efecto stick-slip y con pequeos alojamientos. Juntas de vstago y pistn para movimiento axial. Juntas de vstago y pistn para movimiento rotativo. Juntas de labio con un muelle de acero integrado para aplicaciones estticas, dinmicas y rotativas con fluidos agresivos a temperatura de -50 C a +225 C. Rascadores. Cinta de gua para pistones y vstagos. Y cinta de gua para bancadas de mquina herramienta.

Los materiales utilizados son PTFE ms 40% de bronce, PTFE ms 60% de bronce, PTFE ms 25% de carbono, PTFE ms 15% de fibra de vidrio. O bien el UHMW, polietileno de alta densidad. Los aros guas en resinas termoplsticas, resinas fenlicas con carga textil disponibles por metros o combinadas.

sistema de fijacionEl tipo de fijacin depende del modo en que los cilindros se coloquen en dispositivos y mquinas. Si el tipo de fijacin es definitivo, el cilindro puede ir equipado de los accesorios de montaje necesarios. De lo contrario, como dichos accesorios se construyen segn el sistema de piezas estandarizadas, tambin ms tarde puede efectuarse la transformacin de un tipo de fijacin a otro. Este sistema de montaje facilita el almacenamiento en empresas que utilizan a menudo el aire comprimido, puesto que basta combinar el cilindro bsico con las correspondientes piezas de fijacin.

http://www.monografias.com/trabajos13/actuneu/actuneu.shtml#FIJAC#ixzz3UwFEc7Q3