martes, 18 de septiembre de 2012

¿Que son los elementos de mando y señal : Válvulas ?


Un automatismo neumático consiste en obtener unas señales de salida que accionan a
los elementos de potencia o trabajo (cilindros), a  partir de otras  señales de entrada
(pulsadores, interruptores, finales de carrera, etc.) debidamente tratadas mediante válvulas.

En neumática podemos decir que tenemos dos tipos de señales:
  • ·          Presencia de aire o presión (estado 1, SI).
  • ·          Ausencia de aire o presión (estado 0, NO).

Las válvulas son elementos que regulan la puesta en marcha, el paro, la dirección, la
presión o el caudal de fluido.

Según dicha función, las válvulas se dividen en:
·          
  •               Válvulas distribuidoras, de vías o de control de dirección: interrumpen, dejan pasar o

                        desvían el fluido.
  •                  Válvulas de bloqueo: suelen bloquear el paso de caudal en un sentido y lo permiten

                        en otro.
               
  •                Válvulas de presión: mantienen constante una presión establecida.       

  •                Válvulas de caudal: dosifican la cantidad de fluido que pasa por ellas en unidad de

                        tiempo.
·          
  •                       Válvulas de cierre: abren o cierran el paso de caudal, pudiendo ser el paso en ambas

                       direcciones.


REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LAS VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS

Las  válvulas distribuidoras influyen en el camino del aire comprimido. Para
representarlas simbólicamente en los esquemas se utilizan símbolos que solo indican
su función, sin decir como son por dentro.

Cuando se identifica a una válvula, debemos decir:
·         
  •         Nº de vías, que son las entradas y salidas que tiene la válvula.

  •         Nº de posiciones, realizando en cada posición una función determinada.

·          
  •         Accionamiento, determina el modo de cambiar de posición la válvula.

·         
  •        Retorno, determina el modo en que vuelve a la posición de “reposo” o inicial.

                 

 Las posiciones se representan por medio de cuadros:

             


Las vías se representan por medio de flechas  , indicando la flecha la dirección del
aire. Si la tubería interna está cerrada, se representa con una línea transversal.





La posición inicial o de “reposo” de la válvula es la de la derecha en las de dos
posiciones, o la central en las de más. En esa posición se representan los empalmes 
por medio de una raya que sobresale y se une a las tuberías exteriores. Los empalmes
se representan por letras o números:







El accionamiento de la válvula puede ser de diferentes formas, representándose en
el lateral izquierdo, y el retorno a la posición de reposo en el derecho.





Otros accionamientos son la “seta”, “muelle”, “rodillo escamoteable”, “pulsador con
enclavamiento”, “leva”, “eléctrico”, etc.

Cuando en la posición de reposo la línea de presión (P) está abierta a una
utilización (A), se dice que está normalmente abierta, mientras que si está cerrada se
dice que está normalmente cerrada. Vamos a ver algún ejemplo:








FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA 1ª: En posición de reposo, llega el aire de P
(presión), pero no pasa (cerrada en posición de reposo). La utilización está 
comunicada con el escape  A⇒⇒⇒R. Al dar a la palanca, cambia de posición, 
comunicando P⇒⇒⇒A (utilización al cilindro) y el escape R queda cerrado. Al dejar de 
dar a la palanca la válvula vuelve, por efecto del muelle, a su posición de cerrada 
inicial.

FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA 2ª: Cuando se pilota la válvula con aire por 
Y, se pone en contacto P⇒⇒⇒B, A⇒⇒⇒R y S está cerrado. Si se pilota la válvula por X, 
se comunica P⇒⇒⇒A, B⇒⇒⇒S y R está cerrado. 
 Cuando una válvula retorna a su posición de reposo al dejar de accionarla 
(generalmente por medio de un muelle), se dice que es monoestable o inversora. Si 
no retorna a su posición de reposo al dejar de accionarla, necesitando otra acción 
externa para cambiar de posición, se dice que es biestable, de impulsos o memoria. 
 Los cilindros de simple efecto utilizan válvulas distribuidoras 3/2 monoestables o 
biestables, mientras que los de doble efecto utilizan válvulas distribuidoras 4/2 ó 5/2 
monoestables o biestables. Los finales de carrera mecánicos son válvulas 3/2 
generalmente cerradas en posición de reposo, accionados por rodillo y retorno por 
muelle. 




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lunes, 17 de septiembre de 2012

¿Que es una unidad F.R.L. ?



Unidades indispensables para el correcto funcionamiento de los sistemas neumáticos y para prolongar la vida útil de los componentes. Se instalan en la línea de alimentación de un circuito, suministrando aire libre de humedad e impurezas, lubricado y regulado a la presión requerida, es decir en las óptimas condiciones de utilización.

Los conjuntos FRL poseen en suma todas las características funcionales y constructivas de cada uno de los elementos que los constituyen.  A continuación se describen las principales funciones:

Filtros

Son elementos necesarios en toda instalación neumática correctamente concebida, aún cuando se haya hecho tratamiento del aire a la salida del compresor o del depósito. Éste no impedirá la llegada a los puntos de consumo de partículas de óxido ni de pequeñas cantidades de condensado provenientes de las redes de distribución.

El aire de red ingresa al filtro dirigiéndose luego hacia la parte inferior, encontrando un deflector en forma de turbina que modifica la forma de la corriente haciéndola rotar. Esta rotación separa por centrifugado las partículas más pesadas: gotas de agua, emulsión agua - aceite, cascarillas de óxido, etc.

Desprovisto de las impurezas más gruesas, el aire avanza hacia la  salida  pasando obligatoriamente  por un  filtro sinterizado o de fibras sintéticas, capaz de retener las partículas sólidas no precipitadas en el filtro ciclónico. Se disponen de variados rangos de filtración, expresados en micrones.

Reguladores de presión

Un regulador de presión, instalado en la línea después de filtrar el aire, cumple las siguientes funciones:

1) Evitar las pulsaciones provenientes del compresor.

2) Mantener una presión constante e independiente de la presión de la línea y del consumo.

3) Evitar un excesivo consumo por utilizar presiones de operación mayores que las necesarias para los 
equipos.

4) Independizar los distintos equipos instalados.

Su funcionamiento se basa en el equilibrio de fuerzas sobre una membrana o pistón, que soporta sobre su parte superior la tensión de un resorte, la que puede variarse a voluntad por la acción de un tornillo de accionamiento manual mediante una perilla.  En su parte inferior la membrana soporta directamente la presión de salida.

Desequilibrando el sistema por aumento voluntario de la tensión del resorte, la membrana descenderá ligeramente abriendo la entrada de aire a presión.  Esta introducción de aire permanecerá hasta que se restablezca el equilibrio perdido, con una presión resultante ligeramente mayor.

Lubricadores

La lubricación de los componentes neumáticos evita el prematuro deterioro de los mismos, provocado por la fricción y la corrosión, aumentando notablemente su vida útil, reduciendo los costos de mantenimiento, tiempos de reparación y repuestos.

Para lubricar componentes y herramientas neumáticas, el método más difundido es dosificar lubricante en el aire que acciona el sistema, atomizándolo y formando una microniebla  que es arrastrada por el flujo de aire, cubriendo las superficies internas de los componentes con una fina capa de aceite.

El aire que ingresa a la unidad es obligado a pasar a través de un dispositivo que produce una leve caída de presión, provocando el ascenso del aceite desde el vaso por un tubo hasta el dosificador de lubricante, pudiéndose regular así el goteo.  Cada gota de aceite se atomizará en el aire que lo llevará a los distintos elementos que estén conectados a este lubricador.Utilizar siempre el tipo de aceite recomendado para garantizar un óptimo rendimiento de la unidad.

Bridas intermedias

La función de esta unidad es permitir tomas de aire entre los componentes de grupos FR-L, por ejemplo para utilizar aire sin lubricar y lubricado con salidas sobre la misma unidad de tratamiento.  Las bridas intermedias con válvula de no retorno permiten tomar aire seco y filtrado entre componentes FR-L, pero impidiendo que el retroceso del flujo de aire lubricado durante la descompresión contamine los conductos del aire seco.

Drenajes Automáticos

Son utilizados cuando se desea automatizar la acción de drenaje de condensados de los vasos del filtro, existiendo distintas métodos para poder hacerlo

a) Drenaje automático por flotador, en éste una válvula se abre automáticamente al alcanzarse cierto nivel de condensados, elevando un flotador y permitiendo que la corriente de aire entrante fuerce la evacuación de los condensados.

b) drenaje semiautomático por caída de presión, en éste el drenaje de los condensados se logra cuando cae la presión de la línea, por ejemplo al fin de la jornada laboral.

c) Drenaje por temporizado por electroválvula, en éste una electroválvula temporiza los tiempos de drenaje así como también el de pausa, es decir el intervalo entre aperturas.  Ambos intervalos son regulables.

Válvula de corte y descarga

Esta válvula cumple la función de cortar el suministro y descargar el aire del circuito, cuando la presión de línea desciende por debajo de una presión de corte.  La utilización de esta válvula evita la puesta en marcha instantánea de la máquina en el momento del restablecimiento de la presión después de su interrupción accidental o voluntaria, a la vez que impide la puesta en marcha si no es accionada voluntariamente la perilla de mando.



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¿Que es un Cilindro Neumático?


Los cilindros neumáticos son unidades que transforman la energía potencial del aire comprimido en energía cinética o en fuerzas prensoras.Básicamente consisten en un recipiente cilíndrico provisto de un émbolo o pistón.

Al introducir un determinado caudal de aire  comprimido, éste se expande dentro de la cámara y
provoca un desplazamiento lineal. Si se acopla al embolo un vástago rígido, este mecanismo es capaz de empujar algún elemento, o simplemente sujetarlo. La fuerza de empuje es proporcional a la presión del aire y a la superficie del pistón:

F = p . A donde: F = Fuerza
p = Presión manométrica
A = Área del émbolo o pistón


Tipos de cilindros según su construcción
Cilindros de simple efecto

Uno de sus movimientos está gobernado por el aire comprimido, mientras que el otro se da por una
acción antagonista, generalmente un resorte colocado en el interior del cilindro. Este resorte podrá
situarse opcionalmente entre el pistón y tapa delantera (con resorte delantero) o entre el pistón y
su tapa trasera (con resorte trasero).Realiza trabajo aprovechable sólo en uno de los dos sentidos,
y la fuerza obtenible es algo menor a la que da la expresión F = P x A, pues hay que descontar la
fuerza de oposición que ejerce el resorte.

Cilindros de doble efecto

El pistón es accionado por el aire comprimido en ambas carreras. Realiza trabajo aprovechable en
los dos sentidos de marcha.


Cilindros con doble vástago

Poseen salida de vástago en ambos extremos, lo que ofrece un mejor guiado del conjunto, facilitan
el  colocado de levas o fines de carrera cuando hay problemas  despacio en la zona de trabajo, y
además presentan iguales áreas de pistón a ambos lados.

Cilindros de doble pistón o en tándem

Consisten en dos cilindros de doble efecto acoplados en serie con un vástago en común, formando
una unidad compacta. Aplicando simultáneamente presión  sobre los dos émbolos se obtiene una
fuerza de casi el doble de la de un cilindro convencional del mismo diámetro.

Cilindros acoplados de acción independiente

Están constituidos por dos cilindros unidos por sus  tapas traseras. Éstos pueden operarse
dependientemente de modo tal de obtener sobre uno de los extremos del vástago, tres o cuatro
posiciones de trabajo según sean iguales o distintas las carreras de  ambos cilindros. Es un
dispositivo multiposicionador sencillo y económico.

Pistón con imán incorporado

Ciertos cilindros incorporan un imán en el pistón a efectos de actuar un interruptor magnético del
tipo Reed-Switcho similar, montado en el exterior del cilindro, durante el final de su carrera. Esta
señal eléctrica es  utilizada para gobernar a otros órganos componentes del  sistema, actuadores,
contadores, emitir señales  luminosas, actuar contactares, relés, PLC, o bien para controlar  su
propio movimiento.


Normalización ISO

La ISO (International Standard Organization) ha establecido un serie de normas de carácter internacional que
regulan el aspecto dimensional de los cilindros neumáticos. En ella básicamente se establecen las dimensiones tendientes a garantizar al usuario la intercambiabilidad de cilindros de diversas procedencias. Según esta
entidad quedan fijados los diámetros constructivos de los cilindros, los extremos de vástagos, roscas de conexión, materiales a emplear, sus tolerancias y los diferentes accesorios de montaje.
Para los diámetros establece la siguiente serie:
8- 10- 12- 16- 20- 25- 32- 40- 50- 63- 80- 100- 125- 160- 200- 250- 320 mm - etc.
Las primeras seis dimensiones (8 a 25 mm) corresponden a los comercialmente denominados microcilindros, que responden a un tipo particular de construcción (sin tensores y en general no desarmables), en tanto
las restantes (a partir de 32 mm) son los genéricamente conocidos como cilindros.

Velocidad máxima y mínima de cilindros neumáticos

Los cilindros neumáticos pueden alcanzar una velocidad máxima comprendida entre 0,6 y 2,6 m/s según el diámetro.
Diámetro Velocidad
(mm) máx. (m/s)
10 - 12 - 16 2,6
20 - 25 - 32 2,6
40 2,5
50 2
63 1,580 1,1
100 0,9
125 0,7
160 0,6
Estos valores máximos a su vez se ven afectados por la carga desplazada, tamaño de la válvula y conducciones,
condiciones de descarga (libre, regulada o con escape rápido), carrera del cilindro, etc.
En realidad se prefiere hablar de velocidades medias alcanzables, ya que el cilindro desarrolla su carrera en un
tiempo en el cual se produce una aceleración inicial y una desaceleración final de modo que su velocidad no
es constante a lo largo del recorrido. Como velocidades medias puede considerarse un 70 % del valor indicado en
la tabla anterior.




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¿Qué es una Válvula de Solenoide?


La válvula de solenoide es un dispositivo operado eléctricamente, y es utilizado para controlar el flujo de líquidos o gases en posición completamente abierta o completamente cerrada. A diferencia de las válvulas motorizadas, las cuales son diseñadas para operar en posición moduladora, la válvula de solenoide no regula el flujo aunque puede estar siempre completamente abierta o completamente cerrada. La válvula de solenoide puede usarse para controlar el flujo de muchos fluidos diferentes, dándole la debida consideración a las presiones y temperaturas involucradas, la viscosidad del fluido y la adaptabilidad de los materiales usados en la construcción de la válvula.

La válvula de solenoide es una válvula que se cierra por gravedad, por presión o por la acción de un resorte; y es abierta por el movimiento de un émbolo operado por la acción magnética de una bobina energizada eléctricamente, o viceversa.

Una válvula de solenoide consiste de dos partes accionantes distintas, pero integrales: un solenoide (bobina eléctrica) y el cuerpo de la válvula.

Un electroimán es un imán en el cual las líneas de fuerza son producidas por una corriente eléctrica. Este tipo de imanes es importante para el diseño de controles automáticos, porque el campo magnético puede ser creado o eliminado al activar o desactivar una corriente eléctrica.

El término "solenoide" no se refiere a la válvula misma, sino a la bobina montada sobre la válvula, con frecuencia llamada "el operador". La palabra "solenoide" se deriva de las palabras griegas "solen", que significa canal, y "oide" que significa forma. La bobina proporciona un canal, en el cual se crea una fuerte fuerza magnética al energizar la bobina.

El solenoide es una forma simple de electroimán que consiste de una bobina de alambre de cobre aislado, o de otro conductor apropiado, el cual está enrollado en espiral alrededor de la superficie de un cuerpo cilíndrico, generalmente de sección transversal circular (carrete). 

Cuando se envía corriente eléctrica a través de estos devanados, actúan como electroimán, tal como se ilustra en la figura



7.1. El campo magnético que se crea, es la fuerza motriz para abrir la válvula.
Este campo atrae materiales magnéticos, tales como el hierro y muchas de sus aleaciones. 
Dentro del núcleo va un émbolo móvil de acero
magnético, el cual es jalado hacia el centro al ser energizada la bobina.









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