Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER
Fecha: MARZO de 2011
CENTRO de la industria, la empresa y de servicios
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PRACTICAS CON CIRCUITOS NEUMATICOS BASICOS INTENGRANTES: VICTOR HERNAN VARGAS HUGO BOTELLO EDWARD DANIEL RODRIGUEZ SANTOS LEONARDO MENDOZA JHANK RODRIGUEZ ILLERA CRISTIAN JOEL BLANCO
Abstract – BASIC PNEUMATIC CIRCUITS In this work, we performed basic pneumatic circuit assemblies, such as and. the or, among others, where you can see his likeness, with digital as they comply with the same operating principle.
INTRODUCCION El siguiente trabajo tiene como objeto identificar los tipos de válvulas, empleadas en cada uno de los montajes realizados, que nos permitan diferenciar cada uno de estos componentes, al momento de realizar sus respectivas conexiones en cada circuito. OBJETIVOS GENERAL Conocer el funcionamiento, de cada una de las válvulas empleadas, en los circuitos neumáticos básicos. ESPECIFICOS 1. Obtener una base teórica sobre este tipo de válvulas. 2.Identificar como están conformadas, y como se representan en una diagrama de distribución.
3.Realizar la simulación y la práctica, de cada unos de los esquemas propuestos, MARCO TEORICO La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales. Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por: • • •
Elementos de información. Órganos de mando. Elementos de trabajo
Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones: •
Distribuir el fluido
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• •
PRACTICAS CON CIRCUITOS NEUMATICOS BASICOS laboratorio, se emplearon siguientes elementos que muestran a continuación:
Regular caudal Regular presión
Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos: 1. Válvulas de vías distribuidoras 2. Válvulas de bloqueo 3. Válvulas de presión 4. Válvulas de caudal 5. Válvulas de cierre Hay dos tipos neumáticos.
de
o
*Válvula de 5/3 accionada y retorno por presión. Posición central por muelle Biestable GRAFICAMENTE
circuitos
1. Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitando brincos por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación ante las fugas, ya que el flujo llega por dos lados. 2. Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución se forma por ramificaciones las cuales no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema. Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro tipos de subsistemas neumáticos: 1. 2. 3. 4.
los se
Sistema manual Sistemas semiautomáticos Sistemas automáticos Sistemas lógicos
Para cada unos de los circuitos neumáticos , implementados en el
SIMBOLICAMENTE
Válvula reguladora unidireccional con antiretorno GRAFICAMENTE
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SIMBOLICAMENTE
SIMBOLICAMENTE
Válvula de 3/2 accionada por pulsador y retorno por muelle Válvula de Selectividad (OR) GRAFICAMENTE GRAFICAMENTE
SIMBOLICAMENTE
Válvula de 3/2 accionada por presión y retorno por muelle GRAFICAMENTE
SIMBOLICAMENTE
Válvula de Simultaneidad (AND) GRAFICAMENTE
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Simbólicamente
Cilindro de simple recorrido de salida
Simbólicamente
efecto
GRAFICAMENTE
Simbólicamente
Cilindro de doble efecto recorrido de entrada y salida GRAFICAMENTE
Estos elementos, son quienes fueron objeto de nuestra práctica, además de estos, existen herramientas de simulación , que nos permiten ver el comportamiento funcional de los circuitos neumáticos , cuyo montaje se vaya a realizar, como el software Festo Fluidsim. Fluidsim es un, software didáctico para realizar sistemas neumáticos. Permite la simulación en tiempo real de la operación del sistema neumático. Dando una visualización clara en colores diferentes por donde pasan los flujos neumáticos. Este software permite seleccionar diferentes elementos de control neumático, dando combinaciones de sistemas que operan en la Industria.
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El software permite ejecutar el sistema neumático mostrando valores reales de fuerza y volumen, que tienen los cilindros neumáticos al estar operando. También permite elegir diferentes colores para visualizar el estado de operación del sistema. Este software, es de vital importancia ya que, a través de el podemos ver como funciona cada diseño neumático. PROCEDIMIENTO Inicialmente se realizaron las simulaciones respectivas en cada Circuito: Circuito Accionamiento Directo (AND) Se procede a realizar el montaje en el software:
Posteriormente realizo la simulación: Al presionar el pulsador con enclavamiento, se acciona la válvula. El caudal circula libremente de 1 a 2. Al soltar el pulsador no se produce efecto alguno en el cilindro(ver anexo figura 1); la válvula permanece en posición de accionamiento, inmediatamente al presionar el pulsador sin enclavamiento,se acciona la válvula. El caudal circula libremente desde 1 a 2, esto produce que el vástago de un cilindro de simple efecto se desplaza hacia la posición final delantera al aplicar aire comprimido(ver anexo figura 2). Cuando se descarga el aire comprimido, el émbolo regresa a su posición de partida por efecto de un muelle(ver anexo figura 3), debido a que al dejar de presionar el pulsador sin enclavamiento, la válvula regresa a su posición de partida por el muelle de retorno, esta se cierra.
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Circuito Accionamiento Indirecto (AND) Se procede a realizar el montaje en el software:
posición de partida por efecto de un muelle, debido a que al dejar de presionar el pulsador sin enclavamiento, la válvula regresa a su posición de partida por el muelle de retorno, esta se cierra, por lo que deja de fluir aire en la válvula de accionamiento neumático. Al cesar la señal de pilotaje, cuando se desactive la válvula 3/2 con enclavamiento (ver anexo figura 6), la válvula de acción neumática regresa de nuevo a su posición de partida por el muelle de retorno. Circuito Accionamiento Directo (OR) Se procede a realizar el montaje en el software:
Posteriormente realizo la simulación: Al presionar el pulsador con enclavamiento, se acciona la válvula. El caudal circula libremente de 1 a 2, La válvula neumática es accionada aplicando presión,al soltar el pulsador no se produce efecto alguno en el cilindro(ver anexo figura 4); la válvula permanece en posición de accionamiento, inmediatamente al presionar el pulsador sin enclavamiento,se acciona la válvula, el caudal circula libremente de 1 a 2 en la válvula neumática, esto produce que el vástago de un cilindro de simple efecto se desplaza hacia la posición final delantera al aplicar aire comprimido(ver anexo figura 5). Cuando se descarga el aire comprimido, el émbolo regresa a su
Posteriormente realizo la simulación: Al presionar cualquiera de las dos válvulas de accionamiento manual, se acciona la válvula, el caudal circula libremente de 1 a 2, el aire comprimido que entra por la conexión 1 o 1 de la válvula selectora, sale sólo por la conexión
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de salida 2, y entra a la válvula reguladora de caudal unidireccional. Se compone de una válvula de estrangulación y de una válvula de antirretorno. El caudal pasa entonces a través de la válvula de estrangulación, esto produce que el vástago de un cilindro de simple efecto se desplaza hacia la posición final delantera al aplicar aire comprimido (ver anexo figura 7). La sección de la estrangulación es regulable por medio de un tornillo. Al desactivarse cualquiera de las dos válvulas de accionamiento manual, se descarga el aire comprimido circula libremente a través de la válvula de antirretorno, el émbolo regresa a su posición de partida por efecto de un muelle (ver anexo figura 8).
Al presionar uno de los pulsadores de la válvula 5/3 vías, el caudal circula libremente de 5 a 4, esto produce que el vástago de un cilindro de doble efecto se acciona por la aplicación alternativa de aire comprimido en la parte anterior y posterior del cilindro (ver anexo figura 9), sin necesidad de que este quede oprimido continuamente , ya que este tipo de válvula es biestable y guarda la ultima posición en la que ella queda, por lo que el vástago del cilindro no se devuelve hasta no recibir una nueva señal..Al presionarse el pulsador restante, la válvula vuelve a su posición inicial, por lo tanto se descarga el aire comprimido, el émbolo regresa a su posición de partida por efecto de un muelle (ver anexo figura 10),
Cilindro DE con parada en cualquier posición. Se procede a realizar el montaje en el software:
Una vez culminada la etapa de simulación, se procede montar en los bancos del laboratorio, cada uno de estos circuitos: Circuito Accionamiento Directo (AND) Se procede a realizar el montaje en el banco de prueba:
Posteriormente simulación:
realizo
la
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Se activan las dos válvulas 3/2 vías de accionamiento manual, teniendo como resultado el desplazamiento del vástago del cilindro de simple efecto.
Al desactivarse cualquiera de las dos válvulas 3/2 vías, el cilindro vuelve a su posición normal.
Circuito Accionamiento Indirecto (AND) Se procede a realizar el montaje en el banco de prueba:
Al activarse la primera válvula de accionamiento manual, el aire comprimido a través de ella, activa la válvula de acción neumática, pero el vástago del cilindro de simple efecto aun no sale, debido a que no fluye aire aun, a través de la entrada de la válvula neumática.
Al oprimir, la segunda válvula de acciónamiento manual, el aire comprimido fluye a través de la válvula de acciónamiento neumático, llenado el embolo del cilindro y desplazando así el vástago de este mismo.
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PRACTICAS CON CIRCUITOS NEUMATICOS BASICOS válvula reguladora unidireccional con antiretorno, en donde se le puede variar la sección de estrangulación para hacer mas rápido o mas lento el retorno del vástago del cilindro de simple efecto.
Al dejar de oprimir cualquiera de las dos válvulas de accionamiento manual, el vástago del cilindro de simple efecto, vuelve a su posición normal, ya sea por desactivación de la válvula neumática o por la falta de aire a través de las entradas de esta misma. Circuito Accionamiento Directo (OR) Se procede a realizar el montaje en el banco de prueba:
Al presionar cualquiera de las dos válvulas de accionamiento manual, el aire comprimido llega a una válvula de selectividad, que sin importar en cual de sus dos entrada tenga aire, a su salida tendrá lo que se le este dando, de ahí pasa a una
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Cilindro DE con parada en cualquier posición. Se procede a realizar el montaje en el banco de prueba:
Al presionar una de las válvulas de accionamiento manual, se activa y fluye aire hacia la válvula 5/3 vías de accionamiento neumático, cuya activación produce el desplazamiento del vástago del cilindro de doble efecto, una vez se deja de oprimir el vástago del cilindro conserva su posición ya que este tipo de válvula es biestable, hasta recibir una nueva señal la valvula de accionamiento neumático. Al oprimir el segundo pulsador correspondiente a la válvula restante de accionamiento manual, la válvula 5/3 vías vuelve a su estado inicial, produciéndose una fuga de aire comprimido en el embolo del cilindro, lo que hace que el vástago del cilindro de doble efecto recupere su posición original.
Como se pudo observar anteriormente, cada uno de estos circuitos son básicos, pero a través de los cuales se fundamenta las grandes aplicaciones en la industria. CONCLUSIONES •
Los circuitos neumáticos de accionamiento directo se aplican cuando no se requiere de mucha capacidad (bares), en contrario los de accionamiento indirecto son aplicados, cuando se requiere de mucha capacidad en un cilindro, por lo que un accionador manual no va a
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brindar esta capacidad, debe haber otro tipo de valvula que mediante la activación de la de accionamiento manual le de mucho mas fuerza a lo que se requiera mover. •
Dependiendo de el diseño que se requiera se debe escoger el tipo de valvula a emplear, ya que todas están diseñadas para aplicaciones especificas, es muy importante conocer la capacidad de cada una de estas a la hora de tomar una decisión.
BIBLIOGRAFIA • • • •
http://proton.ucting.udg.mx/~c ruval/pracneuma.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Ne um%C3%A1tica http://guindo.pntic.mec.es/~cr angil/neumatica.htm#c53 http://www.sapiensman.com/ neumatica/
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ANEXOS
FIGURA 1: PULSADOR CON ENCLAVAMIENTO ACTIVADO
FIGURA 2: PULSADOR CON Y SIN ENCLAVAMIENTO ACTIVADO Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO
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FIGURA 3: PULSADOR SIN ENCLAVAMIENTO DESACTIVADO Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO A SU POSICION NORMAL
FIGURA 4: VALVULAS DE ACCIONAMIENTO MANUAL Y NEUMATICO ACTIVADAS
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FIGURA 5:VALVULAS DE ACCIONAMIENTO MANUAL, NEUMÁTICO ACTIVADAS Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO
FIGURA 6: VALVULAS DE ACIONAMIENTO MANUAL, NEUMATICO DESACTIVADOS Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO A SU POSICION NORMAL
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FIGURA 7: VALVULA DE ACCIONAMIENTO MANUAL ACTIVADA Y CIRCULACION DEL AIRE COMPRIMIDO A TRAVES DE LA VALVULA ESTRANGULADORA Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO
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FIGURA 8: VALVULA DE ACCIONAMIENTO MANUAL DESACTIVADA Y CIRCULACION DEL AIRE COMPRIMIDO A TRAVES DE LA VALVULA ANTIRETORNO Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO A SU POSICION NORMAL
FIGURA 9: VALVULA 5/3 VIAS DE ACCIONAMIENTO MANUAL ACTIVADA Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO
FIGURA 10: VALVULA 5/3 VIAS DE ACCIONAMIENTO MANUAL DESACTIVADA Y DESPLAZAMIENTO DEL VASTAGO DEL CILINDRO A SU POSICION NORMAL