PneumàticaPneumàtica

Glòria García García Maig 2009

PNEUMÀTICA:PNEUMÀTICA: Tècnica que utilitza l’aire comprimit com vehicle per transmetre energia i obtenir un treball útil.

IntroduccióIntroducció

AVANTATGES:AVANTATGES:

• Sencillesa dels sistemes de comandament:

vàlvules, cilindres...

• Rapidesa de resposta del sistema

pneumàtic.

• Economia dels sistemes pneumàtics una

vegada instal·lats.

Pros i ContresPros i Contres

INCONVENIENTS:INCONVENIENTS:

• Instal·lacions cares en general.

• El manteniment de l’aire en bones

condicions és costós.

• Esquemes complexes de modificar i

depurar.

Pros i ContresPros i Contres

• Accionament de portes pesades o

calents.

• Descàrrega de dipòsits en la construcció,

fabricació

d’acer, mineria i indústries químiques.

• Pintura per pulverització.

• Màquines d’embotellat i envassat.

• Aplicació obres públiques i construcció

(excavadores,

martells...).

• Premses i altres màquines.

• Automatització industrial i en processos

productivos.

• Torns de dentista...

AplicacionsAplicacionsAPLICACIONSAPLICACIONS

• Disponibilitat

• Emmagatzematge

• Simplicitat de disseny i

control

• Economia

• Fiabilitat

• No contaminant de

l’entorn

• Seguretat

PropietatsPropietats

PROPIETATSPROPIETATS

EEl sistema Pneumàtic l sistema Pneumàtic bàsicbàsic

1. Compressor 2. Motor elèctric 3. Pressostat 4. Vàlvula antiretorn5. Dipòsit 6. Manòmetre 7. Purga automàtica 8. Vàlvula de seguretat9. Assecador d’aire refrigerat 10. Filtre de línia

1. Purga de l’aire 2. Purga automàtica 3. Unitat d’acondicionament de l’aire4. Vàlvula direccional 5. Actuador 6. Controladors de velocitat

Símil Electricitat / PneumàticaSímil Electricitat / Pneumàtica

Compressor Element que proporciona l’aire comprimit que utilitzarem per realtizar un treball.

Vàlvula Permet o no el pas de l’aire que ve del compressor cap l’actuador.

Actuador En aquest cas és un cilindre de simple efecte, quan entra aire produeix la sortida del vàstag que utilitzarem per elevar, aplastar, subjetar, etc.

Simil elèctricSimil elèctric

Un exemple. Compactador de Un exemple. Compactador de LlaunesLlaunes

AnimacióAnimacióImatgeImatge

Simbologia pneumàticaSimbologia pneumàtica

BLOCS FUNCIONALSBLOCS FUNCIONALS

• Bloc de producció d’aire Bloc de producció d’aire comprimit.comprimit.

• Bloc de condicionament de l’aire Bloc de condicionament de l’aire comprimit o unitat de comprimit o unitat de manteniment.manteniment.

• Bloc de distribució de l’aire Bloc de distribució de l’aire comprimit.comprimit.

• Bloc de regulació i control.Bloc de regulació i control.• Bloc d’actuació pneumàtica.Bloc d’actuació pneumàtica.

Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic

BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE COMPRIMITCOMPRIMIT

• COMPRESSOR:COMPRESSOR: – Màquina alternativa o rotativa que aspira aire

atmosfèric i el comprimeix (5-15bar) accionada per un motor elèctric o tèrmic de combustió interna.

– Es caracteritzen pel cabal (l/min) del fluid que subministren i per la pressió de treball.

Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic

CompressorCompressor

Pistó CompressorD’aire

Calderí

Manòmetre

SortidaAire

Compressió de l’aireCompressió de l’aire

CompressorsCompressors

COMPRESSORS DE DESPLAÇAMENT

ALTERNATIUS ROTATIUS

ÈMBOL PALETADIAFRAGMA CARGOL

Compressió de l’aireCompressió de l’aire

Compressor d’èmbol d’una sola Compressor d’èmbol d’una sola etapaetapa

Aire en la gama de 3 - 7 bars

Compressió de l’aireCompressió de l’aire

Compressor d’èmbol de dues Compressor d’èmbol de dues etapesetapes

Aire ~ 7 bars Tª final 120 ºC

Compressió de l’aireCompressió de l’aire

Compressor de diafragmaCompressor de diafragma

• Aire fins 5 bars

• Lliure d’oli

Compressió de l’aireCompressió de l’aire

Compressor rotatiu de paletes Compressor rotatiu de paletes deslizantsdeslizants

• Tª final 190 ºC

• Oli de refrigerant

Compressió de l’aireCompressió de l’aire

Compressor rotatiu de Compressor rotatiu de cargolcargol

• Cabals > 400 m3 / min

• Pressió > 10 bars

BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE COMPRIMITCOMPRIMIT

• REFRIGERADOR:REFRIGERADOR:– A la sortida del compressor l’aire pot tenir fins

150ºC i s’ha de refredar fins 25ºC fent-lo passar per un serpentí o bescanviador pel qual circula fluid refrigerant (aigua o aire).

• ACUMULADOR:ACUMULADOR:– Dipòsit situat a la sortida del refrigerador on

l’aire comprimit s’emmagatzema per fer-lo servir en puntes de demandes i per mantenir estable la pressió del circuit. Té manòmetre, vàlvula de seguretat i vàlvula de purga.

Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic

BLOC D’ACONDICIONAMENT BLOC D’ACONDICIONAMENT • S’encarrega de donar qualitat a l’aire comprimit i

assegurar el bon funcionament i la durada de les instal·lacions.

• ASSECADOR:ASSECADOR:– Absorbeix la humitat de l’aire per evitar que s’oxidi la

instal·lació.• FILTRE:FILTRE:

– Eliminar impureses de l’aire• REGULADOR DE PRESSIÓ:REGULADOR DE PRESSIÓ:

– Assegura de forma automàtica una pressió estable.• DISPOSITIU DE LUBRIFICACIÓ:DISPOSITIU DE LUBRIFICACIÓ:

– Afegeix oli nebulitzat a l’aire comprimit evitant l’oxidació del circuit i assegurant un bon lliscament de les parts mòbils.

Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic

Tractament de l’aireTractament de l’aire

Filtre estàndarFiltre estàndar

Tractament de l’aireTractament de l’aire

Regulador estàndarRegulador estàndar

Unitat de mantenimentUnitat de mantenimentBlocs funcionals del circuit Blocs funcionals del circuit

pneumàticpneumàtic

BLOC DE DISTRIBUCIÓ D’AIRE BLOC DE DISTRIBUCIÓ D’AIRE COMPRIMITCOMPRIMIT

• Conjunt de canonades que connecten els diferents element pneumàtics.

• Solen ser d’acer galvanitzat, llautó o polièster.

• Inclinació 1-3 % per evitar acumulació de l’aigua condensada.

Distribució de l’aireDistribució de l’aire

Distribució de l’aireDistribució de l’aire

Línia principal amb final en línia Línia principal amb final en línia mortamorta

Distribució de l’aireDistribució de l’aire

Línia principal en anellLínia principal en anell

Distribució de l’aireDistribució de l’aire

Línies secundàriesLínies secundàries

Distribució de l’aireDistribució de l’aire

Purgador automàticPurgador automàtic

Sistemes de connexióSistemes de connexió

Connexió per insercció en colze Connexió per insercció en colze orientableorientable

Sistemes de connexióSistemes de connexió

Connexió autoestancaConnexió autoestanca

BLOC DE REGULACIÓ I BLOC DE REGULACIÓ I CONTROLCONTROL

• VÀLVULES:VÀLVULES: regulen el pas, la direcció, el sentit de la circulació del fluid, controlen la pressió i el cabal per aconseguir el correcte funcionament dels mecanismes.– Vàlvules distribuidores:Vàlvules distribuidores: 2/2, 3/2, 5/2, 4/2 i 4/3– Vàlvules de control, regulació i bloqueig:Vàlvules de control, regulació i bloqueig:

• V. Unidireccionals• V. Reguladores de cabal• V. Limitadores de pressió• V. D’escapament ràpid• V. Selectores de circuit

Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic

Com s’anomenen les vàlvulesCom s’anomenen les vàlvules

1º· Nombre de Vies, es a dir d’orificis que té la vàlvula

1

32

En aquest exemple 3 VIES

2º· Nombre de Posicions

En aquest cas 2 POSICIONS

3º· Accionament

En aquest cas per BOTÓ

4º· Retrocés

En aquest exemple per MOTLLE

5º· Nombre: Vàlvula 3/2 Botó/Motlle

6º· En ocasions també s’indica la posició normal, es a dir aquella en la que es troba la vàlvula quan no hem accionat.

En la d’adalt, quan està sense accionar, l’aire no passa, per això es diu Normalment Tancada, N/T. En la d’abaix passa el contrario, per tant és Normalment Oberta, N/O.

Vàlvula 3/2 N/T Botó/Motlle

Com funcionen les vàlvulesCom funcionen les vàlvules

Altres Accionaments

VàlvulesVàlvules

Vàlvules de control Vàlvules de control direccionaldireccional

Vàlvules de control direccionalVàlvules de control direccional

SIMBOLOGIASIMBOLOGIAConnexions

SÍMBOL Descripció

Unió de canonades

Creuament de canonades.

Font de pressió, hidràulica, pneumàtica.

Escapament sens rosca.

Escapament amb rosca.

Retorn al tanc.

Unitat operacional.

Unió mecànica, varilla, lleva, etc.

SIMBOLOGIASIMBOLOGIA

Medició i manteniment

SímbolSímbol DescripcióDescripció

Manòmetre.

Termòmetre.

Indicador òptic. Indicador pneumàtic.

Filtre.

Filtre amb drenador de condensació, buidat manual.

Lubricador

Unitat de mantenimient, filtre, manòmetre, lubricador. Gràfic simplificat.

SIMBOLOGIASIMBOLOGIABombes, compressors i motors

Símbol Descripció

Bomba hidráulica de flujo unidireccional.

Compressor per aire comprimit.

Dipòsit hidràulic.

Dipòsit pneumàtic.

Motor pneumàtic 1 sentit de gir.

Motor pneumàtic 2 sentits de gir.

Cilindre basculant 2 sentits de gir.

Motor hidràulic 1 sentit de gir.

Motor hidràulic 2 sentits de gir.

SIMBOLOGIASIMBOLOGIAMecanismes (actuadors)

Símbol Descripció

Cilindre de simple efecte, retorn per esforços externs.Cilindre de simple efecte, retorn per motlle.Cilindre de doble efecte, vàstag simple.Cilindre de doble efecte, doble vàstag.Pinça d’apertura angular de simple efecte.Pinça d’apertura paral·lela de simple efecte.Pinça d’apertura angular de doble efecte.Pinça d’apertura paral·lela de doble efecte.

SIMBOLOGIASIMBOLOGIAAccionaments

Símbol Descripció

Comandament manual en general, pulsador.

Botó pulsador, seta, control manual.

Comandament amb bloqueig, control manual.

Comandament per palanca, control manual.

Motlle, control mecànic.

Rodet palpador, control mecànic.

Presuritzat pneumàtic.

Presuritzat hidràulic.

SIMBOLOGIASIMBOLOGIA

Vàlvula 5/3 en posició d’escap.

Vàlvula 5/3 en posició normalment tancada.

Vàlvula 5/2.

Vàlvula 4/2.

Vàlvula 4/2.

Vàlvula 3/2 en posició normalmente tancada.

Descripció Símbol

Vàlvules direccionals

SIMBOLOGIASIMBOLOGIAVàlvules de control

Símbol Descripció

Vàlvula de bloqueig (antirretorn).

Vàlvula O (OR). Selector.

Vàlvula d’escapament ràpid, Vàlvula antirretorn.

Vàlvula Y (AND).

Vàlvula estranguladora unidireccional. Vàlvula antirretorn de regulació regulable en un sentit.

Ejector de buit. Vàlvula de soplat de buit.

ExercicisExercicis

2

1 3

4 2

5

1

3

2

1

2

1 3

3/2 N/C Palanca/Motlle

3/2 N/C Pilotge pneumàtic/Motlle

5/3 N/C Palanca amb enclavament

2/2 Botó

4/2 Relé/motlle4 2

1 3

Final de Cursa

3 Vies

5 Vies

Relé

BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICABLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICABLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICABLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICA

ALTRES VÀLVULESALTRES VÀLVULESVàlvula lògica OVàlvula lògica O Vàlvula làgica YVàlvula làgica Y

Regulador de fluxeRegulador de fluxe

BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA

• Els actuadors transformen l’energia acumulada en el fluid en energia mecànica per l’accionament de màquines.

• CILINDRES: CILINDRES: produeixen un moviment lineal alternatiu, està format per un tub cilíndric trancat dins del qual hi ha un èmbol o pistó desplaçat per un eix o tija per l’efecte del fluid aplicat.

W=P·A·l·W=P·A·l· P = pressió (1Pa=10-5 bar)

A = àrea (m2)

l = cursa del cilindre (m)

BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA

• CILINDRE DE SIMPLE EFECTE:CILINDRE DE SIMPLE EFECTE:– Té una única entrada del fluid i fa treball en

un sentit només.– La pressió del fluid fa que el pistó es desplaci

en un sol sentit i retorni a la seva posició inicial per l’acció de una molla o força externa.

– Són curts i no superen els 100 mm.– Aplicacions: expulsar peces, aixecar peces,

frens del camions...

BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA

• CILINDRE DE DOBLE EFECTE:CILINDRE DE DOBLE EFECTE:– Té dues connexions d’entrada de fluid.– Permet el moviment del pistó en els 2 sentits

de manera que es disposa de força útil tant a l’anada com a la tornada.

– La força que fa el cilindre en el retrocés és més petita perquè la superficie interior sobre la qual actua l’aire és més petita.

– Camp d’aplicació molt extens.

ActuadorsActuadors

aire

Cilindres de SIMPLE EFECTESIMPLE EFECTE: Sol fan força útil a la sortida

Cilindres de DOBLE EFECTEDOBLE EFECTE: fan força útil en els dos sentits

Entra aireSale aire

Símbol

SímbolEntra aireSurt aire

BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA

• MOTORS PNEUMÀTICS:MOTORS PNEUMÀTICS:• Transformen l’energia pneumàtica en

energia mecànica de rotació, és un procés similar però invers a la compressió.

• Poden girar en els dos sentits.• Avantatges respecte els elèctrics:

– Insensibles a la calor, la pols, humitat i vibracions.

• Inconvenient: major cost energètic.

Exempe 1: Circuit Comandament Exempe 1: Circuit Comandament Cilindre de SIMPLE EFECTECilindre de SIMPLE EFECTE

Exemple 2: Comandament simultani Exemple 2: Comandament simultani de cilindre de SIMPLE EFECTEde cilindre de SIMPLE EFECTE

Exemple 2a: Comandament simultani de Exemple 2a: Comandament simultani de cilindre de SIMPLE EFECTEcilindre de SIMPLE EFECTE

Exemple 3: Circuit comandament Exemple 3: Circuit comandament Cilindre de DOBLE EFECTECilindre de DOBLE EFECTE

Circuit amb vàlvula Circuit amb vàlvula temporitzadoratemporitzadora

Exemples amb Automation Studio

Exemples amb Automation Studio

Exemples amb Automation Studio

Pàgines web

• http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/neumatica/neumatica.html#inicio

• http://www.xtec.es/~jjordan/tecno/4credit/pneu/pneum001.htm