Btx2 pneu oleo prob 1718 sel

Tecnologia Industrial

PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA Selecció d'exercicis

CÀLCULS ....................................................................................................................................... 2 1.

2.

3.

4.

Càlcul del cabal ...............................................................................................................................2 Càlcul de la pressió........................................................................................................................2 Càlcul de força i consum .............................................................................................................2 Càlcul d'energies i temps ............................................................................................................2

ANÀLISI......................................................................................................................................... 3 5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

Exemple..............................................................................................................................................3 Anàlisi senzill....................................................................................................................................4 Exemple d'anàlisi ............................................................................................................................5 Anàlisi complex i funció d'un component............................................................................6 Diagrama espai - temps ..............................................................................................................6 Diagrama espai - temps ..............................................................................................................7 Diagrama espai - temps ..............................................................................................................7

SÍNTESI ......................................................................................................................................... 8 12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

Exemple de síntesi .........................................................................................................................8 Síntesi a partir dels components .............................................................................................9 Síntesi a partir dels components .......................................................................................... 10 Exemple de síntesi a partir d'unes condicions ................................................................ 10 Síntesi a partir d'unes condicions......................................................................................... 10 Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica ................................................................................... 11 Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica ................................................................................... 11 Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica ................................................................................... 12 Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica ................................................................................... 12 Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica ................................................................................... 13

EXERCICIS PAU ......................................................................................................................... 14 22.

23.

24.

25.

26.

27.

PAU2006 Setembre .................................................................................................................... 14 PAU 1998 Septiembre ............................................................................................................... 14 PAU 1999 Junio ............................................................................................................................ 14 PAU 2002 Junio ............................................................................................................................ 15 PAU 2005 Junio ............................................................................................................................ 15 PAU 2008 Junio ............................................................................................................................ 15

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CÀLCULS 1. Càlcul del cabal Quin cabal [l/s] s’ha d'introduir en un cilindre de 10 cm de diàmetre per que l'èmbol es desplaci a 1 m/s?

7,85 l/s 0,2 m/s

2. Càlcul de la pressió Un cilindre pneumàtic te una superfície de 20 cm2 i ha d'aixecar un vehicle de 1.000 kg.  Calcula la pressió mínima que ha de tenir el circuit.

6

5·10 Pa

3. Càlcul de força i consum Un cilindre de doble efecte té un èmbol de 70 mm de diàmetre i una tija de 25 mm. La cursa és de 400 mm i la pressió de treball és de 6 bar. Si el rendiment és del 85%,  Calcula la força d’avanç i la de retrocés Si el cilindre te una cursa de 700 mm i fa 5 cicles/minut,  Quin serà el consum d'aire (a pressió atmosfèrica)?  Quina potència desenvoluparà?

4. Càlcul d'energies i temps Un cilindre pneumàtic, amb un èmbol de 30 cm2 de secció, obre les finestres d'un hivernacle quan s'arriba a certa temperatura. Si el recorregut de l'èmbol és de 40 cm i la pressió del circuit és de 5 atm, calcula:  Temps que triga a obrir-se la finestra si el cabal és de 24 litres/minut.  Força que fa l'èmbol sobre la finestra.  Energia realitzada per obrir la finestra.  Potència realitzada pel cilindre.

3s 1.500 N 600 J 200 W

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ANÀLISI Son problemes on s'ha d'explicar com funciona un circuit.

5. Exemple Explica cómo funciona este circuito

100%

2

1

3

Para explicarlo daremos siempre tres pasos: 1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITO Empezaremos por los receptores, en este caso: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, RETORNADO POR MUELLE Después las válvulas “distribuidoras”, en el ejemplo: 3/2 BOTÓN/MUELLE Por último el resto de elementos, en nuestro ejemplo: REGULADOR DE CAUDAL 2º EXPLICAR LO QUE SUCEDE, EN EL INSTANTE INICIAL (t=0) El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado sobre ningún elemento del circuito.

En nuestro ejemplo, en el instante inicial, el aire que viene del compresor intenta pasar por la válvula 3/2, y no pasa, por tanto NO entra aire en el cilindro y este permanece recogido.

3º EXPLICAR LO QUE SUCEDE AL MODIFICAR LAS VÁLVULAS SOBRE LAS QUE PODEMOS ACTUAR En nuestro ejemplo, sólo hay un pulsador, por tanto, cuando no está pulsado ocurre lo descrito en el paso 2.

Cuando pulsamos el botón, el aire que entra en la válvula puede pasar, al pasar entra en el cilindro y este sale.

La velocidad de salida del cilindro dependerá de lo abierto que esté el regulador.

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 6. Anàlisi senzill Indica els components i explica el funcionament dels següents circuits:

Circuit A:

Circuit B:

Circuit C:

Circuit D:

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 7. Exemple d'anàlisi Explica cómo funciona este circuito

4

2

5

3 1

2 1

2

2

1

1

1

2

3

1

1

2

2

3

1

3

1

3

1er Paso. Nombrar cada elemento 1 Cilindro de Doble Efecto 1 Válvula 5/2 pilotada neumáticamente 4 Válvulas 3/2 botón/muelle 2 Válvulas “O” 2º Paso. Cómo funciona en t=0 Por la válvula 5/2 entra aire por la derecha del cilindro y este se recoge 3º Paso. Funcionamiento al accionar las válvulas De izquierda a derecha, llamaremos a las válvulas 3/2 A, B, C y D Sí el cilindro está recogido y pulso A ó B el cilindro SALE Sí el cilindro está extendido y pulso C ó D el cilindro se RECOGE Sí el cilindro está recogido y pulso C ó D el cilindro queda quieto Sí el cilindro está extendido y pulso A ó B el cilindro queda quieto

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 8. Anàlisi complex i funció d'un component Donat el circuit de la figura, defineix els components, explica el funcionament i descriu el component OZ3:

9. Diagrama espai - temps

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 10. Diagrama espai - temps

11. Diagrama espai - temps

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SÍNTESI Son problemas en los que se nos enuncia un problema y lo resolvemos diseñando un circuito neumático 12. Exemple de síntesi Diseña una prensa, que para funcionar sea preciso accionarla desde dos puntos (esto es una medida de seguridad, si es necesario accionar la prensa desde dos botones, necesitamos dos manos para accionarla, por lo que las manos no estarán dentro de la prensa)

Solució: Una posible solución sería el que se ve en la figura de la derecha (a modo de primera propuesta) 2

Pero ¿Cómo hemos llegado a esta solución? Una respuesta sería, porque se nos ha ocurrido así, pero no es muy didáctica.

Como en todo trabajo creativo, no siempre se nos ocurre la solución de forma inmediata, por lo que es conveniente seguir algún método de trabajo. Podemos hacerlo de este modo: 1º ELEGIR CORRECTAMENTE EL RECEPTOR.

1

3

2

1

3

Como se trata de una prensa que sólo necesita la fuerza para “prensar”, el retorno puede ser por muelle, por lo que usaremos un CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, retornado por muelle 2º ELEGIR CORRECTAMENTE LA VÁLVULA DISTRIBUIDORA QUE CONECTA EL CILINDRO. Para controlar un CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, usamos una 3/2 pilotada neumáticamente.

3º DISEÑAR EL SISTEMA DE CONTROL, QUE SE AJUSTE AL ENUNCIADO DEL PROBLEMA. En este caso elegimos dos válvulas 3/2 botón/muelle y una válvula de simultaneidad 4º REGULACIÓN DE CAUDALES Si lo pide el enunciado, regularemos las velocidades de salida de los receptores con válvulas de regulación como las siguientes: 100%

Válvula reguladora 100%

válvula antirretorno estranguladora

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA El esquema de esta solución sería el siguiente (que difiere de la primera propuesta):

1º Receptor Cilindro S.E. 2

1

2º Distribuidor 3/2 neumática/muelle

2 1

3

1

2

3º Control

2

Válvula Y 1

3

1

3

3/2 Botón/Muelle

13. Síntesi a partir dels components

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 14. Síntesi a partir dels components

15. Exemple de síntesi a partir d'unes condicions Diseña una puerta de Garaje que se pueda abrir y cerrar desde el interior y exterior del mismo. La velocidad de apertura debe ser regulable

1º Elegir el receptor Cilindro de D.E. ya que se debe hacer trabajo tanto en la apertura como en el cierre.

50%

2º Distribuidor Válvula 5/2 pilotada reumáticamente

y

retrocedida 4

2

3º Diseño del control 5

4 válvulas 3/2 botón/muelle y 2 válvulas “O”.

4º Regulación Incluiremos en la entrada derecha del cilindro una válvula antirretorno estranguladora, para la regulación de velocidad

3 1

2 1

2

1

2 1

1

2

3

1

1

2

3

1

2

3

1

3

16. Síntesi a partir d'unes condicions Dissenya un circuit per controlar manualment un cilindre de doble efecte amb regulació de velocitat i aturada intermitja.

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 17. Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica La dosificación de un líquido debe realizarse mediante una válvula de accionamiento manual.

Debe existir la posibilidad de parar la válvula dosificadora en cualquier posición.

Esquema de posición:

Esquema de circuito:

Por medio de la válvula distribuidora 4/3 se hace salir y entrar el vástago del cilindro. Con la posición central de la válvula (posición de cierre), la válvula dosificadora puede fijarse en cualquier posición.

18. Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica Mediante un pulsador ha de hacerse bajar lentamente la cuchara de colada. Esta ha de levantarse por inversión automática de la marcha (levantamiento lento).

Esquema de posición:

Esquema de circuito:

Todas las válvulas se alimentan desde la unidad de mantenimiento 0.1.

Al accionar el pulsador 1.2, la cuchara de colada baja lentamente.

Al alcanzar la posición inferior, el final de carrera 1.3 invierte la válvula 1.1. La cuchara se levanta lentamente.

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 19. Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica Al accionar dos pulsadores manuales, un cilindro tándem ha de remachar dos placas a través de un bloque de seguridad.

Esquema de posición:

Esquema de circuito:

Se accionan los pulsadores 1.2 y 1.4. Si ambas señales están presentes en un tiempo inferior a 0,5 s, el bloque de seguridad bimanual deja pasar la señal. La válvula 1.1 se invierte, y el vástago del cilindro tándem sale remachando las dos piezas.

20. Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica Hay que distribuir alternativamente las bolas de un cargador por gravedad entre los conductos I y II . La señal para la carrera de retroceso del cilindro 1.0 debe ser dada mediante un pulsador manual o por una válvula de pedal. El vástago del cilindro avanza accionado por una válvula de rodillo.

Esquema de posición:

La válvula 1.1 se invierte por medio de la 1.3 (pulsador) o de la 1.5 (pedal), a través de un selector de circuito 1.7. El vástago del cilindro 1.0 entra y lleva la bola al conducto H. Estando el émbolo entrado en la posición final de carrera, la válvula 1.2 conmuta la 1.1 a su posición inicial, y el vástago del cilindro solo. La bola siguiente entra en el conducto 1.

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 21. Síntesi. Exemple d'aplicació pràctica Un pulsador manual da la señal de marcha. Al llegar a la posición final de carrera, el vástago del émbolo tiene que juntar las piezas, apretándolas durante 20 segundos, y volver luego a su posición inicial. Este retroceso tiene que realizarse en todo caso, aunque el pulsador manual todavía esté accionado. La nueva señal de salida puede darse únicamente después de soltar el pulsador manual y cuando el vástago del cilindro haya vuelto a su posición inicial. solución a: Al accionar la válvula 1.2, el aire comprimido circula a través de las válvulas 1.4 y 1.6, pilotando la 1.1 por Z. El vástago del cilindro 1.0 sale. Cuando llega a su posición final de salida, acciona el final de carrera 1.5.

Este elemento transmite la señal al temporizador 1.3.

Una vez transcurrido el tiempo ajustado, el temporizador Invierte por Y la válvula 1.1 y el vástago del cilindro vuelve a su posición Inicial.

Cuando se mantiene el pulsador apretado durante demasiado tiempo, el temporizador 1.4 se hace cargo de anular la señal en la entrada Z de la válvula 1.1.

Cuando el vástago del cilindro 1.0 entra y llega a su posición de carrera, acciona la válvula 1.6, para dejar libre el paso hacia la válvula 1.1.

Solución b: Sin control en la posición final de carrera.

En este mando, el proceso se desarrolla de la misma forma que en la solución a, pero el circuito no comprende un control de final de carrera.

Ventaja: Se ahorra una válvula Desventaja: Menos seguridad (se realiza la inversión sin la seguridad de que el cilindro haya recorrido toda su carrera).

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EXERCICIS PAU 22. PAU2006 Setembre

23. PAU 1998 Septiembre a) Conceptos de presión manométrica y presión absoluta. [0,5 puntos] b) Un manómetro tiene una escala de 0 a 5 bar y otro de -1 a +1 bar. ¿Cuál mide presión manométrica? Razonar la respuesta. [0,5 puntos] c) Dibujar el esquema de un circuito neumático donde intervenga una válvula de distribución de 2 posiciones y 3 vías con accionamiento mediante pulsador y posición de reposo automática mediante retorno por muelle, explicando su funcionamiento. [1,5 puntos] 24. PAU 1999 Junio a) Un montacargas hidráulico eleva 1000 kg a la velocidad de 1 m/s. Si el cilindro hidráulico tiene una sección de 100 cm2, hallar la potencia útil de la instalación, así como el caudal y la presión manométrica de funcionamiento suponiendo que no hay fugas y que el rendimiento total es del 80%.[1,5 puntos] b) Identifique el elemento de una instalación neumática cuyo símbolo se adjunta. Haga un esquema de cualquier instalación donde intervenga dicho elemento, explicando su funcionamiento. [1 punto]

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Tecnologia Industrial: PNEUMÀTICA I OLEOHIDRÀULICA 25. PAU 2002 Junio a) Describa el funcionamiento de una válvula neumática de distribución de 3 vías y 2 posiciones, normalmente cerrada, con pulsador manual y retorno por muelle, dibujando su símbolo normalizado. [1 punto] b) En un cilindro de doble efecto, la presión de trabajo vale 6 bar y los diámetros del émbolo y del vástago son, respectivamente, 80 y 25 mm. ¿Qué fuerza realiza el cilindro en la carrera de avance? ¿Y en la de retroceso? [1,5 puntos] 26. PAU 2005 Junio a) Indique el nombre del elemento que se representa mediante el símbolo adjunto y explique su función en un circuito neumático: [1,5 puntos]. b) Explique razonadamente el principio de funcionamiento de un gato hidráulico. [1 punto] 27. PAU 2008 Junio Un cilindro de doble efecto trabaja a una presión de 30 bar y tiene un vástago de 20 mm de diámetro. Calcule: · El diámetro del cilindro para obtener una fuerza de 8000 N en el avance. · La fuerza necesaria para el retroceso. · El volumen de aire consumido en 50 procesos de avance y retroceso, si el vástago hace un recorrido de 150 mm en cada uno. [1,5 puntos] b) Indique el significado de los siguientes símbolos neumáticos y explique la función del aparato que representan. [1 punto].

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