Manual Practiques Neumatica

MANUAL DE PRCTICAS

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Este manual de prcticas ha sido especialmente elaborado por el Departamento Tcnico de IMI Norgren para realizar prcticas de neumtica y electroneumtica a partir de los equipos didcticos de IMI Norgren. Las prcticas representan un primer nivel de formacin. Abarcan diferentes mdulos educativos y van en aumento en cuanto a su dificultad. Rogamos contacten con el departamento tcnico de IMI Norgren en caso de consulta.

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Prctica 1 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de una central de aire comprimido.

MATERIAL Compresor.

DESCRIPCIN El aire es una fuente de energa abundante, limpia, fcilmente transportable y almacenable, pero la generacin de aire comprimido es costosa. Una central de aire comprimido se compone de, como mnimo: filtro de aspiracin, compresor, refrigerador y separador, depsito, filtros, y muchas veces un secador.

La imagen anterior representa una central, y el smbolo normalizado representa el filtro de aspiracin, el grupo motor + compresor, el refrigerador y separador, y un filtro con purga de condensados.

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El filtro de aspiracin evita que el aire a comprimir entre sucio dentro del compresor, alargando la vida media de uso del mismo. El compresor es el componente que nos genera aire comprimido. Se trata de una mquina que impulsa aire variando la presin. Se valora por el caudal suministrado. Existen turbo-compresores, que impulsan mucho caudal de aire a baja presin, y compresores volumtricos, que se basan en el siguiente principio (ley general de los gases):

P V = Cte.

Esto es, si disminuye el volumen que ocupa el aire, aumentar la presin.

Dentro de los compresores volumtricos, que son los que se encuentran en las instalaciones convencionales de aire comprimido, podemos distinguir diferentes tipos segn su construccin mecnica.

La figura anterior representa la construccin bsica de un compresor alternativo de pistn. Al igual que un motor de cuatro tiempos, se componen de cuatro etapas: aspiracin, admisin, compresin, descarga.

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La figura anterior muestra la construccin mecnica de un compresor de paletas, compuesto por un rotor y un estator. El rotor est excntrico respecto el estator, de manera que se crean zonas de aspiracin y de impulsin de diferente volumen. Las diferentes zonas se mantienen estancas mediante unas paletas que permanecen adheridas a la superficie del estator normalmente por la fuerza centrfuga, en cuyo caso se requiere una velocidad mnima en el arranque para que la fuerza centrfuga las mantengan apoyadas contra la carcasa anular. En ambos casos se aumenta la presin del aire por disminucin del volumen ocupado.

Otro tipo de compresor es el representado en la siguiente imagen. Los compresores de tornillo son menos utilizados, su principal ventaja es que son mas silenciosos por circular el aire en sentido longitudinal al desplazamiento mecnico de los tornillos helicoidales, pero su inconveniente es que son mas delicados de mantenimiento.

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A la salida del compresor el aire est muy caliente (puede alcanzar 80C o 100C, dependiendo del tipo de compresor), y no debe enfriarse a lo largo de la tubera de distribucin por contacto con la temperatura ambiente, ya que cuando se enfra se genera agua (el aire contiene vapor de agua, que al enfriar condensa y se transforma en agua lquida). Por este motivo en una instalacin de aire comprimido encontraremos siempre un refrigerador que baja la temperatura del aire aproximadamente a la temperatura ambiente, y un separador que extrae el agua que se genera al bajar la temperatura.

Otro elemento indispensable en toda instalacin es el depsito que, entre otras funciones, evita el funcionamiento continuo del compresor, alargando su vida media.

La siguiente figura muestra un componente cada vez ms frecuente. Se trata de un secador de baja temperatura, junto con el circuito de refrigeracin representado esquemticamente. Aunque hayamos eliminado el agua contenida en el aire mediante el refrigerador, no hemos eliminado todo el vapor de agua, por lo que si la temperatura del aire bajara por algn motivo durante el proceso, al haber vapor de agua, este condensara generando agua. Por este motivo se instala un secador.

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Los hay de diferentes tipos en funcin del grado de aire seco que se requiere en la instalacin. Consiguen bajar la temperatura del punto de roco del aire, esto es, la temperatura a partir de la cual el vapor de agua contenido en el aire condensa generando agua.

REALIZACIN Se trata de reconocer las diferentes partes de nuestra instalacin de aire comprimido, mas sencilla que una instalacin industrial. Disponemos de un compresor de pistn accionado por un motor. Un presostato recibe seal de la red elctrica y enva seal elctrica al motor para ponerse en marcha si la presin del aire comprimido contenido en el caldern est por debajo de un cierto nivel, o detenerse cuando dicha presin sobrepasa un cierto nivel. El aire entra del exterior al compresor y sale del compresor al caldern, donde se acumula para su servicio. Del caldern, cuando se abre la vlvula de paso, pasa al presostato para detectar la presin y a la red exterior, previo paso por un filtro-regulador con purga, que elimina el aceite quemado del compresor y el agua que se forma a la salida por la bajada de temperatura.

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Prctica 2 OBJETIVO Comprender porqu hay agua en una instalacin de aire, y en los filtros.

DESCRIPCIN El aire no est seco, contiene agua en forma de vapor. La humedad relativa del aire es un parmetro que expresa el contenido de vapor de agua que contiene una cierta cantidad de aire, en funcin del mximo contenido de vapor de agua que puede tener sin llegar a condensar. Se da en tanto por ciento. Cuando decimos que el aire tiene una humedad relativa del 50% estamos diciendo que contiene la mitad del mximo vapor de agua que puede tener. Si la humedad relativa sobrepasa el valor de saturacin del 100%, llueve.

La siguiente grfica muestra el contenido de vapor de agua en g/m3 que contiene el aire atmosfrico a diferentes temperaturas y humedades relativas:

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Supongamos que comprimimos cuatro metros cbicos de aire atmosfrico que est a 20C de temperatura y que tiene una humedad relativa del 50%. Esto quiere decir, si observamos la grfica anterior, que cada metro cbico contiene 8,7 g de vapor de agua.

Si los comprimimos hasta obtener un metro cbico de aire comprimido, podemos saber a que presin estar el aire:

P V = Cte. ! P1V1 = P2V2

P = P V

V2

1 1

2

La presin del aire atmosfrico es de 1 bar, por tanto si P1 es 1 bar, V1 es 4 m3 y V2 es 1 m3, la presin final P2 ser de 4 bar de presin absoluta, esto es 3 bar de presin manomtrica (hay que recordar que los manmetros detectan solo la presin relativa, dado que la presin del aire no la pueden leer).

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Cuando el compresor comprima los 4 m3 en 1 m3, habr cuatro veces 8,7 g, o sea 34,8 g de vapor de agua. Pero si observamos la grfica de la humedad relativa, una humedad del 100% a 20 C quiere decir que solo podemos tener 17,4 g de vapor de agua. Los otros 17,4 g de vapor condensan formando agua lquida.

Si pensamos que un compresor tpico industrial puede ser 50 l/seg., podemos comprender que a lo largo del da se puedan formar del orden de 12 l de agua.

Este agua se cuela por la tubera, que si es de acero se oxidar, llegar a las juntas de goma de los componentes neumticos como vlvulas y cilindros hacindolas ms rgidas, etc. por lo que habr que eliminarla.

EJERCICIO Se desea comprimir 7 Nm3 (*) de aire atmosfrico a 30 C y 100% de humedad relativa, hasta obtener 6 bar de presin manomtrica. Se enfra despus el aire hasta 20 C. Cuantos gramos de condensado de agua generamos?

Si el consumo de aire de nuestro compresor fuera de 70 Nm3/hora, cuantos litros de agua generar?

(*) Los m3 de aire a presin atmosfrica (1 bar) se denominan normalizados y se suelen escribir como Nm3. Esto se hace as porque no se tiene el mismo volumen de aire a presin atmosfrica que a una presin diferente, como consecuencia de que los gases son compresibles (PV = Cte. en primera aproximacin). Esto se analiza mas detalladamente en la prctica n 3.

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Prctica 3 OBJETIVO Comprender la diferencia entre el volumen de aire libre y el volumen de aire comprimido.

DESCRIPCIN El volumen de aire necesario para llenar un recipiente de 1 litro de capacidad es evidentemente 1 litro (1 dm3) de aire. Esto es as en Condiciones Normales (temperatura 20 C, humedad relativa 65% y presin atmosfrica 1035 mbar). Si aumentamos la presin de dicho aire, disminuir el volumen que ocupa. Basta pensar en la ley de los gases ideales, que se ajusta con bastante aproximacin al aire atmosfrico:

PV = cte.

Como ya hemos visto anteriormente, esta ley es el principio de los compresores volumtricos. Indica una caracterstica del aire: que es compresible.

Aprovechando la caracterstica de compresibilidad del aire, si este volumen de 1 litro de aire en C.N. lo reducimos a 0,5 litros la presin aumenta a 2 bar, o a la inversa, para aumentar a 2 bar la presin de un recipiente de 1 litro de capacidad, hay que introducir en dicho recipiente 2 litros de aire.

La siguiente figura muestra el volumen real que ocupar un litro de aire cuando vara la presin, al circular por una tubera.

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De todo esto se deduce que a mayor presin de trabajo mas volumen de aire comprimido hay que generar y en consecuencia mas consumo de energa. Esta es precisamente una de las razones de ser de los reguladores de presin, trabajar nicamente a la presin de lnea necesaria. Si un compresor nos suministra por ejemplo 8 bar para hacer mover un cilindro, pero hay un segundo cilindro que solo necesita 4 bar, para no desperdiciar potencia colocamos un regulador de presin antes del cilindro que necesita menos presin. Ver prctica 4.

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Prctica 4 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de una unidad de tratamiento del aire comprimido.

MATERIAL Unidad de tratamiento del aire comprimido D-EDU/M/127.

Cilindro de simple efecto D-EDU/M/128.

DESCRIPCIN Segn lo analizado hasta ahora, ya podemos comprender porqu ser necesario disponer de filtros, reguladores y lubricadores a lo largo de una instalacin neumtica.

El filtro nos ayudar a eliminar todo tipo de suciedad presente en el aire comprimido, como polvo, cascarilla de las tuberas, aceite quemado, y tambin los condensados de agua que se forman debido a cambios de temperatura a lo largo de la red de distribucin. Cabe recordar al respecto que el refrigerador no elimina la totalidad del vapor de agua que contiene el aire. Las condiciones fsicas mas favorables para que el vapor de agua condense en agua lquida a lo largo de la red de distribucin son presin elevada y temperatura baja, motivo por el cual este proceso se hace a la salida del compresor: el refrigerador coge el aire de donde est a mayor presin y le baja la temperatura.

ste es tambin el motivo por el cual el filtro de una unidad de tratamiento del aire comprimido es el primer componente que encontramos en la unidad: antes del regulador de presin, para poder tener aire a la presin mas alta.

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La siguiente figura muestra la construccin mecnica de un filtro de aire comprimido: el aire forma una corriente circular, debido a las aletas desviadoras, que hace que las gotas de agua decanten por la pared del recipiente; despus pasa por el elemento filtrante, normalmente de plstico poroso, que filtra las partculas slidas de cierto tamao (normalmente 40 m, 25 m o 5 m), y despus sale al exterior desde dentro del cartucho filtrante. La figura de la derecha muestra una purga automtica, en la que los condensados se evacuan por efecto de un flotador, que abre el paso de condensados al exterior siempre que la presin del aire comprimido dentro del filtro est por debajo de un cierto nivel, lo cual ocurre cuando se abre y cierra el sistema, por ejemplo.

Aguas abajo del filtro encontramos un regulador, que sirve para que dentro de cada cilindro entre la presin de trabajo necesaria, y no la presin que da el compresor, que obviamente ser siempre la mas alta del sistema. De esta manera ahorramos energa. Cabe recordar a este respecto que aunque el aire es una fuente de energa econmica, la produccin de aire comprimido es costosa.

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La siguiente figura muestra la construccin mecnica de un regulador de presin:

En la figura el regulador est cerrado, o sea cuando no hay caudal de aire y el pomo est completamente abierto. Si giramos el pomo en sentido horario presionamos sobre el muelle superior, que transmite la fuerza al muelle inferior a travs del pistn, abriendo el asiento plano. Por tanto podr entrar aire a presin aguas abajo del regulador. Un cierto caudal de aire se cuela por el orificio de regulacin presionando sobre la membrana, que equilibrar la fuerza ejercida con el pomo de manera que el asiento vuelve a cerrar y no deja pasar aire. As se mantiene una presin deseada en el sistema. Si existe consumo de aire porque por ejemplo un cilindro realiza su carrera de avance, lo cual implica un aumento de volumen y por tanto una disminucin de presin (recordar PV = cte.), volver a vencer la fuerza del muelle sobre la membrana y el asiento abrir, dejando pasar el caudal necesario para que se restablezca el equilibrio de presin. Podemos decir por tanto que cuando los cilindros se mueven, esto es cuando hay consumo de aire, el regulador est continuamente abriendo y cerrando para mantener la presin constante a la entrada del cilindro. As solo se consume la energa necesaria para realizar el movimiento deseado, y no ejercemos una presin excesiva sobre el cilindro que adems de consumir energa en exceso reducira su vida media.

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La fuerza realizada por el muelle sobre la membrana viene dada por la ley de Hooke:

F = Kx donde K es una constante que depende del muelle y x es el desplazamiento del muelle proporcional al giro del pomo. Esta fuerza se equilibra con la fuerza que ejerce la presin de aire deseada:

F = PS siendo S la superficie de la membrana.

El orificio en la parte superior est construido para evacuar caudal de aire. Se trata de una descarga que permite poder regular la presin secundaria (a la salida del regulador) de un valor mayor a otro menor (girando el pomo), en cuyo caso la fuerza ejercida sobre la membrana por el aire comprimido sera superior a la del muelle, desequilibrando la membrana.

Muchas unidades de acondicionamiento del aire combinan el filtro y el regulador en un solo componente. El mecanismo es el mismo: el aire entra en el filtro y al salir al exterior lo hace pasando por el regulador de presin. De esta forma se consigue un ahorro de espacio y de dinero.

Despus del regulador de presin encontramos un tercer componente, el lubricador, que nos sirve para inyectar pequeas gotas de aceite fino (poco denso) en el sistema para lubricar las partes mviles sometidas a rozamientos, como correderas de vlvulas y pistones de cilindros. Actualmente muchos componentes pueden funcionar con aire sin lubricar pero esto slo es aconsejable si el aire est exento de impurezas y seco. Esto es as porque el agua vuelve rgidas las juntas y la suciedad produce mas rozamiento, lo cual nos lleva a la necesidad de lubricar.

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La siguiente figura muestra la construccin mecnica de un lubricador:

El aire comprimido entra dentro del depsito ejerciendo presin sobre el aceite depositado en el fondo, de manera que sube por el tubo hasta el visor de goteo. Una vez all cae en forma de gotas reguladas por un tornillo; a causa del estrechamiento del tubo (efecto Venturi) se acelera, y un difusor de chorros cruzados lo pulveriza dentro del depsito. Las partculas mas ligeras subirn alcanzando la salida. Esto se hace as para poder colocar el lubricador a algunos metros de distancia de vlvulas y cilindros, ya que cuanto mas pesadas son las gotas menos distancia alcanzaran.

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A continuacin mostramos los smbolos que caracterizan cada componente y un smbolo que engloba la unidad entera de tratamiento del aire:

REALIZACIN Se trata de identificar los distintos componentes que forman el mdulo unidad de tratamiento del aire comprimido D-EDU/M/127. A criterio del profesor se puede desmontar la unidad y comprobar sus diferentes partes.

Asimismo comprobaremos lo descrito para el regulador de presin. Para ello el manmetro del mdulo nos sirve para leer la presin secundaria (est conectado a la salida del regulador). El mdulo dispone de una vlvula de corte y descarga, que en posicin cerrada no deja pasar caudal de aire, y en posicin abierta s. Cuando se vuelva a cerrar, el diseo de los orificios permite escapar el aire aguas abajo antes de cerrarse, para no dejar el sistema presurizado.

Seguiremos los siguientes pasos:

1. Conectar la entrada de la unidad D-EDU/M/127 a la alimentacin de aire comprimido segn el esquema de montaje de la pgina siguiente. No poner en marcha an el compresor.

2. Conectar a la salida de la unidad D-EDU/M/127 el cilindro simple efecto D-EDU/M/128.

3. Desbloquear y abrir completamente (giro en sentido antihorario) el pomo de regulacin del regulador de presin del mdulo D-EDU/M/127.

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4. Poner en funcionamiento el compresor y abrir su vlvula de paso. El manmetro a la salida del compresor marcar la presin mxima que el sistema puede alcanzar. Abrir la vlvula de paso de D-EDU/M/127. El manmetro de D-EDU/M/127 marcar 0 bar, dado que el aire no circula a travs del regulador de presin.

5. Girar en sentido horario poco a poco el pomo del regulador de presin de D-EDU/M/127,dejando as pasar el aire necesario para mover el cilindro D-EDU/M/128.

6. Cuando el cilindro haya realizado su carrera completa, el manmetro de D-EDU/M/127 marcar una presin muy inferior a la de la salida del compresor (si el pomo se ha girado solo lo suficiente para que el cilindro se desplace). Cerrar progresivamente el pomo (giro en sentido horario) hasta leer 6 bar (o una presin algo inferior a la que proporciona el compresor) en el manmetro. Reducir ahora la presin del sistema hasta 4 bar girando el pomo de D-EDU/M/127 en sentido antihorario. Algo de aire se escapar a travs del orificio de descarga del regulador.

7. Cerrar la vlvula de paso de D-EDU/M/127 y comprobar que se descarga el aire del sistema ya que el manmetro dar lectura 0 bar.

Esquema de montaje:

NOTA: El montaje para un cilindro simple efecto no es este, como se ver en la prctica 7. Este es un montaje nicamente para probar el regulador de presin.

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Prctica 5 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de un distribuidor de corredera 3/2.

MATERIAL Vlvulas distribuidoras de caudal D-EDU/M/102, D-EDU/M/102B.

DESCRIPCIN Las vlvulas son las encargadas de dirigir y controlar la direccin del caudal de aire comprimido hacia los cilindros. La configuracin externa de una vlvula montada en lnea, accionada por pulsador y con una va de salida de aire (vlvula 3/2) se muestra a continuacin:

Se trata de un distribuidor de corredera de 3 vas y dos posiciones (3/2), cuya construccin mecnica interna y su smbolo normalizado se muestra a continuacin:

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FUNCIONAMIENTO Los nmeros impares representan alimentacin y escapes: la va 1 es siempre la de alimentacin, la va 3 es el escape de aire. Y las vas con nmeros pares (2) son las salidas hacia cilindros. Las vas de mando de la vlvula se representan con dos nmeros que indican con que va de salida comunica la va 1 de alimentacin.

Consideremos un distribuidor 3/2, accionado mediante un pulsador y con retorno por muelle.

1. En la posicin de reposo la corredera se encarga de cerrar el paso del aire comprimido que hay en la va 1.

2. Cuando se acciona el pulsador, ste a su vez desplaza la corredera, comunicndose las vas 1 y 2, permitiendo de esta manera el paso del aire comprimido hacia la va 2.

3. Una vez se deja de accionar el pulsador, el muelle provoca el retorno de la corredera a su posicin de reposo, dejando la va 1 incomunicada y la va 2 comunicada con la 3 quedando pues en descarga.

Cuando una vlvula 3/2 no deja pasar aire en condiciones de reposo, se dice que est normalmente cerrada (NC). Este es el caso de la vlvula ref. D-EDU/M/102. Viceversa hablaramos de una vlvula normalmente abierta (NO). Ver smbolo del mdulo D-EDU/M/102B.

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Prctica 6 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de un distribuidor de corredera 5/2.

MATERIAL Vlvulas distribuidoras de caudal D-EDU/M/106, D-EDU/M/107.

DESCRIPCIN Las vlvulas son las encargadas de dirigir y controlar la direccin del caudal de aire comprimido hacia los cilindros. Cuando el cilindro es de doble efecto tiene dos entradas de aire, como veremos. Por tanto habra que poner dos vlvulas 3/2 para controlarlo. Sin embargo existen vlvulas mecanizadas de manera que tengan dos salidas de aire. La configuracin externa de una vlvula montada en lnea, accionada por pulsador y con dos vas de salida de aire (vlvula 5/2) se muestra a continuacin:

Se trata de un distribuidor de corredera de 5 vas y dos posiciones (5/2), cuya construccin mecnica interna y su smbolo normalizado se muestra a continuacin:

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FUNCIONAMIENTO La va 1 es siempre la de alimentacin. Las vas 3 y 5 son los escapes de aire. Y las vas con nmeros pares (2 y 4) son las salidas hacia cilindros. Las vas de mando de la vlvula se representan con dos nmeros que indican con que va de salida comunica la va 1 de alimentacin.

Si consideramos el distribuidor 5/2, accionado mediante pulsador y con retorno por muelle, su funcionamiento ser:

1. En la posicin de reposo la alimentacin 1 de aire comunica con la va 2, mientras que la va 4 queda comunicada con la va 5 de descarga.

2. Cuando se acciona el pulsador, ste a su vez mueve la corredera, comunicando ahora 1 con 4 y descargando el aire de 2 por la va 3.

3. Cuando se deja de accionar el pulsador, el muelle provoca el retorno de la corredera a su posicin de reposo, dejando de nuevo 3 incomunicada, 1 alimentando a la va 2 y 4 descargando por 5.

EJERCICIO Para poder utilizar un distribuidor 5/2 como vlvula 3/2, hay que inhabilitar una de las dos salidas, como se muestra a continuacin:

En los smbolos representados el mando es por piloto neumtico, esto es por aire a presin (ver prctica 8).

Analizar que vas habr que tapar para transformar los distribuidores 5/2 D-EDU/M/106 y D-EDU/M/107 en distribuidores 3/2 NC y 3/2 NO.

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Prctica 7 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de un cilindro neumtico de simple efecto.

MATERIAL Cilindro de simple efecto D-EDU/M/128.

DESCRIPCIN En un cilindro neumtico de simple efecto el aire comprimido slo produce el movimiento de salida del mbolo, o el de entrada del mbolo.

Nos centraremos en el cilindro con el vstago normalmente a menos (ver figura siguiente). Consta de un mbolo solidario al vstago (2). Este mbolo se desliza por el interior de una camisa cilndrica. En el interior de esta camisa tambin se incluye un muelle (3). En ambos extremos de dicha camisa se incorpora una culata destinada al conexionado del aire comprimido.

En este tipo de cilindro el aire comprimido entra por la culata posterior (1) y empuja

al mbolo haciendo salir el vstago (2) a la vez que se comprime el muelle (3). Cuando el aire comprimido deja de empujar el mbolo, el muelle (3) se encarga de

hacer volver el vstago a su posicin de reposo siempre que el aire comprimido vaya a descarga. Si nos fijamos en el smbolo normalizado (primera figura)

detectamos un escape de aire en la cmara que contiene el resorte. Se trata de un orificio sin roscar para que esa cmara no queda presurizada sino a contacto con la

presin atmosfrica cuando el vstago se mueve.

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Prctica 8 OBJETIVO Mando de un cilindro de simple efecto mediante un distribuidor de 3 vas, 2 posiciones, de mando por palanca con enclavamiento.

EJERCICIO Disear un circuito neumtico en el que un cilindro neumtico de simple efecto debe elevar, cada vez que el operario accione un pulsador, una caja de cartn. El cilindro debe volver a su posicin inicial cuando el operario suelte el pulsador.


Vlvula 3/2 NC con mando por palanca D-EDU/M/102.

Unidad FRL D-EDU/M/127.

DESCRIPCIN Se trata del circuito neumtico mas simple.

El cilindro neumtico de simple efecto solo debe ir a mas y elevar la caja de cartn cuando el operario accione el pulsador, por lo que es necesaria una vlvula normalmente cerrada que deje pasar el aire comprimido solo cuando se pulse el mando.

Asimismo se requiere que el cilindro vuelva a su posicin inicial cuando se suelta el pulsador, por lo que la vlvula debe ser de retorno por muelle. Para que el cilindro pueda descargar el aire de su cmara posterior ste debe escapar a la atmsfera, as que la vlvula ser de 3 vas 2 posiciones. El circuito resultante ser por tanto:

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REALIZACIN Realizar el montaje segn el siguiente esquema:

La diferencia con el circuito del ejercicio radica en que la vlvula mantiene la posicin de la corredera al actuar sobre la palanca, y no es necesario pulsar de forma continua. Cabe mencionar sin embargo que en muchos casos es necesario mantener las manos del operario ocupadas por razones de seguridad.

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Prctica 9 OBJETIVO Comprender el mando por piloto neumtico, a partir de una variante de la prctica 8.

MATERIAL Cilindro simple efecto D-EDU/M/128.

Vlvula 5/2 con mando por piloto neumtico y retorno por muelle D-EDU/M/107. Vlvula 3/2 NC con mando por palanca con enclavamiento D-EDU/M/102.


DESCRIPCIN Muchas veces la vlvula que controla el aire que entra en el cilindro es conveniente que est lo mas cerca posible del cilindro, para evitar las cadas de presin que se producen a lo largo de tuberas y racores. Y si el cilindro se encuentra en una posicin de difcil acceso para el operario, ser necesario colocar un pulsador que le permita actuar a distancia y con comodidad sobre la otra vlvula. Esta es una de las razones para disponer de vlvulas en las que el cambio de la corredera se realice por aire a presin. El smbolo de una vlvula 5/2 de piloto neumtico y retorno por muelle, como la D-EDU/M/107, es:

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REALIZACIN Realizaremos el montaje de la prctica 8 controlando el cilindro simple efecto con una vlvula 5/2 pilotada neumticamente por un pulsador de palanca. Para ello hay que transformar el distribuidor 5/2 ref. D-EDU/M/107 en uno de 3 vas y 2 posiciones (ver prctica 6), tapando una salida del distribuidor y conectando la otra con la nica entrada del cilindro de simple efecto ref. D-EDU/M/128. Las dos vas (1) de alimentacin de las vlvulas se conectarn mediante un racor en T a la salida de la unidad de tratamiento del aire D-EDU/M/127.

El montaje ser como se describe a continuacin:

El circuito conectado segn la figura est en estado de reposo. Accionando la palanca de la vlvula 3/2 pilotamos el distribuidor 5/2 y el vstago del cilindro saldr y continuar en esta posicin hasta que no se desenclave la palanca. Si se desenclava, el aire de pilotaje de D-EDU/M/107 se evacuar por D-EDU/M/102, por lo que la vlvula 5/2 retornar por efecto del muelle y el cilindro evacuar el aire de la cmara anterior, realizando el retroceso.

NOTA: Como se puede ver en este esquema, las lneas de pilotaje de una vlvula a otra se representan discontinuas.

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Prctica 10 OBJETIVO Comprobar la necesidad del escape.

MATERIAL Cilindro simple efecto D-EDU/M/128.

Vlvula 3/2 NC con mando por palanca D-EDU/M/102.

Vlvula 3/2 NA con mando por palanca D-EDU/M/102B.


DESCRIPCIN Un cilindro simple efecto, como el descrito en la prctica 7, solo dispone de una conexin de aire, por lo que podra parecer que con solo abrir y cerrar el paso de aire comprimido realizaramos el ciclo de entrada y salida del cilindro. Para comprender la necesidad del escape montaremos el siguiente circuito:

En l disponemos de una vlvula 3/2 NC con mando por pulsador y retorno por muelle, que controla un cilindro simple efecto, y una vlvula 3/2 NC con mando por palanca. Si pulsamos (a) el cilindro realizar la carrera de avance. Si dejamos de pulsar, el cilindro no retroceder por quedar aire en el circuito, hasta que pulsemos (b) y vaciemos el aire.

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REALIZACIN Para reproducir el anterior circuito, realizar el siguiente montaje: la vlvula D-EDU/M/102 nos sirve para controlar el aire hacia el cilindro de simple efecto y la vlvula D-EDU/M/102B realiza el escape del aire presurizado en el cilindro, segn sea la posicin de su corredera.

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Prctica 11 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de un cilindro doble efecto.

MATERIAL Cilindro doble efecto D-EDU/M/129.

DESCRIPCIN Los cilindros transforman una fuerza neumtica en una fuerza de tipo mecnico. Un cilindro de doble efecto se llama as porque permite aprovechar ambas carreras de ida y de vuelta para realizar trabajo, contrariamente a lo analizado hasta ahora. Excepto en algunos casos, normalmente se escoger el cilindro doble efecto frente al de simple efecto. Al igual que el de simple efecto, consta de una camisa (4) por donde se desliza un pistn compuesto de un mbolo (5) y un vstago (3) cilndricos y solidarios. Dispone de dos culatas con conexiones de entrada y salida de aire (1) y (2). La siguiente figura esquematiza lo descrito y muestra el smbolo normalizado:

El primer smbolo representa un cilindro de doble efecto. El segundo incorpora amortiguacin neumtica regulable: unos casquillos de amortiguacin se encargan de crear un cojinete de aire que atena la energa cintica del cilindro debida a su velocidad y por tanto alarga la vida media del cilindro al reducir la potencia del golpe contra las culatas, adems de ser til en caso de tener que decelerar cargas.

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La regulacin se realiza mediante un tornillo incorporado en cada culata que estrangula mas o menos la salida del aire. El tercero smbolo incorpora adems deteccin magntica: dentro del mbolo se coloca un imn para dar seal de final e inicio de carrera a unos detectores magnticos (D-EDU/M/805). Se analizarn estos conceptos mas detenidamente en prcticas sucesivas.

FUNCIONAMIENTO La salida del vstago del cilindro se realiza cuando entra aire por la cmara posterior y la cmara anterior se conecta a descarga. En la primera salida no hay contrapresin en la cmara anterior por lo que el cilindro saldr a velocidad mayor y menos controlado. Para realizar la carrera de retorno habr que invertir el sentido del aire: entrar por la culata anterior y poner a descarga la posterior.

Un anlisis detallado permite detectar la fuerza que realizar un cilindro cuando se conecta a una determinada presin, o viceversa a que presin habr que conectarlo para obtener una determinada fuerza. Tambin veremos que conociendo la presin de servicio y la fuerza que deseamos hacer podemos seleccionar que cilindro hemos de poner. Para ello tenemos que considerar la geometra del cilindro, como se ver a continuacin.

P = FS

! F = PS

S = +

4D2 ! F =

4+

D 2P

S = -

4(D 2 - d2) ! F =

4-

(D 2 - d2)P

Donde D es el dimetro del mbolo y d el del vstago. S+ y S- son respectivamente las superficies del mbolo y la del mbolo menos vstago. F+ y F- son respectivamente las fuerzas de salida y de entrada del cilindro. Vemos que por construccin mecnica la superficie efectiva es mayor en el sentido de ida que en el de vuelta.

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Las unidades son: cm para los dimetros, bar (Kg/cm2) para la presin y por tanto Kg. para la fuerza. En los catlogos comerciales normalmente el dimetro se da en mm, la presin en bar y la fuerza en N (Newton). Basta hacer la conversin de unidades adecuada para ver que dividiendo la frmula anterior de la fuerza por 10 podremos utilizar estas unidades directamente:

F = 40

+D 2P F =

40-

(D 2 - d2)P

Con D y d en mm, P en bar y F en N.

EJERCICIO Analizar el siguiente montaje y decidir que pasar. El cilindro entrar, saldr o permanecer inmvil?

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Prctica 12 OBJETIVO Mando de un cilindro de doble efecto.


Vlvula 5/2 de mando por piloto neumtico y retorno por muelle D-EDU/M/107.

Vlvula 3/2 NC de mando por palanca con enclavamiento D-EDU/M/102.


EJERCICIO Disear un circuito neumtico en el que un cilindro de doble efecto realice la estampacin de una pieza mientras el operario mantiene un mando actuado. El cilindro no vuelve a su posicin inicial hasta que el operario no desacta el mando.

DESCRIPCIN Para realizar el montaje basta utilizar dos vlvulas 3 vas dos posiciones con mando por pulsador y retorno por muelle, que controlan las dos entradas de aire de un cilindro doble efecto, como se muestra a continuacin:

Mientras el operario pulsa (a), el cilindro realiza la carrera de avance. Si despus deja de pulsar (a), el cilindro permanece inmvil. Mientras pulse (b) el vstago retornar. Para que el cilindro realice la carrera de ida o de vuelta completa, hay que mantener la actuacin sobre el correspondiente mando.

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REALIZACIN Este mismo montaje es posible hacerlo con una nica vlvula que sea de 5 vas 2 posiciones. Una posicin de la vlvula introducir aire en la cmara trasera mientras pone en descarga la delantera, y la otra posicin realizar el proceso inverso para el retorno del cilindro. Montaremos el ejercicio como sigue:

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Prctica 13 OBJETIVO Comprobar el funcionamiento de una vlvula biestable, a partir de una variante de la prctica 12.

MATERIAL Cilindro de doble efecto D-EDU/M/129.

Vlvula 5/2 de doble piloto neumtico D-EDU/M/106.


Vlvula 3/2 NC de mando por palanca.


EJERCICIO Disear un circuito neumtico en el que un cilindro de doble efecto realice la estampacin de una pieza cuando el operario acta sobre un pulsador. El cilindro realiza su funcin aunque el operario no mantenga el pulsador actuado, y no vuelve a su posicin inicial hasta que el operario no acte sobre otro pulsador.

DESCRIPCIN Una vlvula de mando neumtico y retorno por resorte como la D-EDU/M/107 analizada hasta ahora no conserva la posicin de la corredera cuando se evacua el aire de pilotaje. La vlvula ref. D-EDU/M/106 veremos que conserva la posicin de la corredera aunque se evacue el aire y hasta que no se le de un impulso en sentido contrario.

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Su smbolo y el circuito del ejercicio es el siguiente:

Si pulsamos (A) pilotamos la vlvula biestable provocando la salida del vstago, la otra lnea de pilotaje queda en descarga. Al dejar de pulsar (A) el distribuidor pilotado no cambia su posicin hasta que le llegue un impulso de aire por el otro lado. Si pulsamos (B) ponemos en descarga la cmara posterior del cilindro y pilotamos para que entre el vstago.

Cabe sealar que las vlvulas biestables pilotadas por seal de aire o elctrica no han de recibir seal por los dos lados al mismo tiempo ya que la vlvula se quedara clavada. Con este circuito ese problema no lo tendremos.

REALIZACIN Realizar el circuito segn el siguiente esquema:

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En situacin de reposo el vstago del cilindro permanece retrado por estar pilotado el lado derecho de D-EDU/M/106. Si se acta sobre el mando de D-EDU/M/102 se pilota D-EDU/M/107 y en consecuencia cambia el pilotaje de D-EDU/M/106, haciendo avanzar el vstago. Al desenclavar el mando de D-EDU/M/102, el muelle de D-EDU/M/107 hace cambiar el pilotaje de D-EDU/M/106, retornando el vstago a su posicin inicial.

Podemos ver una vez mas como las lneas de pilotaje se representan discontinuas para diferenciarlas de las lneas de presin.

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Prctica 14 OBJETIVO Comprender el funcionamiento de un regulador de caudal unidireccional.

MATERIAL Regulador de caudal D-EDU/M/112.

DESCRIPCIN La siguiente imagen muestra la construccin mecnica de un regulador de caudal.

La velocidad de un cilindro neumtico viene condicionada por:

Presin en la cmara activa x Superficie de esta cmara =

= Presin en la cmara pasiva x Seccin de dicha cmara + Carga til + Rozamientos.

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La presin en ambas cmaras y los rozamientos dependen de la velocidad. Prescindiremos por ahora de los rozamientos. Representando los pasos interiores del distribuidor como simples resistencias, nos queda el esquema siguiente:

La presin de la lnea y la atmosfrica (P1 y Po) son dadas. Elegido un distribuidor tambin son dadas Re y Rs.

Los volmenes de aire que a presin de trabajo entran y salen del cilindro, estn en relacin directa con las secciones Sa y Sr.

A mayor velocidad, mayores son ambos volmenes, y por tanto mayores son las prdidas de carga en Re y en Rs.

La presin activa disminuir en Pe hasta P - Pe , mientras la presin resistente aumentar hasta Po + P. Luego, a mayor velocidad, menos fuerza activa y ms fuerza resistente. Este proceso continuar hasta llegar a un equilibrio.

Nos basamos en este principio para un ajuste de la velocidad de los cilindros (ya que stos y las vlvulas tienen dimensiones normalizadas y no siempre nos daran la velocidad deseada para una carga dada).

Fijmonos que si aumentamos la resistencia Rs (esto es, dificultamos ms la salida del aire) aumentar la prdida de carga desde la cmara resistente hasta la atmsfera y por tanto aumentar la presin resistente correspondiente a una misma velocidad, con lo que conseguiremos el equilibrio a una velocidad menor que si no hubiramos aumentado la resistencia.

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El montaje correspondiente es el del esquema siguiente (regulacin de la velocidad de avance):

La restriccin poda haberse colocado en el escape derecho de la vlvula. Sin embargo es preferible colocarla junto al cilindro para evitar que las fugas que pueda haber en el tramo que va del cilindro a la vlvula hagan menos eficaz la regulacin.

El smbolo empleado para el regulador de caudal significa que el flujo es libre cuando el vstago va de derecha a izquierda, pero que debe pasar por una resistencia variable al ir de izquierda a derecha. Esto se expresa tambin diciendo que regulamos el caudal de salida (de aire del cilindro).

Para regular la velocidad en ambos sentidos, podemos hacer el montaje del esquema siguiente:

REALIZACIN Montar estos circuitos a partir de las vlvulas disponibles (por ejemplo con los circuitos analizados en anteriores prcticas) y regular la velocidad de ida y vuelta de los cilindros.

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Prctica 15 OBJETIVO Principio de funcionamiento de la vlvula selectora de circuito (funcin O).

MATERIAL Vlvula selectora (funcin O) D-EDU/M/ 113.

DESCRIPCIN La vlvula selectora de circuito, tambin llamada funcin O por analoga con los circuitos elctricos, tiene dos entradas de aire y una salida, mecanizadas en un cuerpo de aluminio. En su interior un pistn se encarga de abrir o cerrar el paso de aire comprimido. La vlvula permite la entrada de aire por las dos entradas 1 y 1 y la salida de aire por la va 2. Si entra aire por cualquiera de las dos entradas o por las dos a la vez, habr aire en la salida. Las siguientes figuras muestran el smbolo normalizado y la construccin mecnica.

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Prctica 16 OBJETIVO Analizar el funcionamiento de una vlvula selectora mediante el mando de un cilindro de simple efecto desde dos puntos diferentes.

EJERCICIO Un fabricante de maquinaria precisa un circuito neumtico tal que permita accionar un cilindro de simple efecto de forma automtica y manual segn sus necesidades. Supondremos que el accionamiento automtico se har mediante una electrovlvula y el manual mediante un distribuidor de mando manual.


Vlvula 3/2 de mando por palanca con enclavamiento D-EDU/M/102.

Vlvula 3/2 de mando por palanca D-EDU/M/102B o electrovlvula D-EDU/M/804.

Vlvula selectora de circuito D-EDU/M/113.


DESCRIPCIN La vlvula selectora O es la encargada de enviar la seal de mando de los distribuidores al cilindro de simple efecto, permitiendo el accionamiento del cilindro desde dos puntos distintos mediante diferentes distribuidores. El circuito del ejercicio sera:

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REALIZACIN Podemos simular el ejercicio mediante dos vlvulas 3/2 de accionamiento mecnico, por ejemplo dos D-EDU/M/102. Si no se dispone de ambas se puede utilizar la D-EDU/M/102B cambiando las conexiones 1 y 3. En este caso el montaje quedara como sigue:

De esta manera efectuamos la misma accin sobre el cilindro desde dos puntos distintos. Independientemente de la vlvula que se accione la funcin O se encarga de permitir el paso del aire comprimido hacia la cabeza del cilindro y de impedir que el aire fugue por el escape de la otra vlvula 3/2.

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EJERCICIO Realizar la misma funcin sin utilizar la vlvula selectora funcin O.

Se trata de colocar dos distribuidores 3/2 en serie, de manera que el primero alimente al segundo por la va del escape (3). De esta manera, accionando cualquiera de los distribuidores, el cilindro ir a mas. La solucin se presenta a continuacin (puede montarse con el material descrito):

Si se pulsa A el aire pasa a travs de B haciendo salir el vstago. Si se pulsa B o ambos tambin sale. NOTA: Intercambiar las vas 1 y 3 de una vlvula 3/2 como se ha hecho en uno de los ejercicios no siempre ser posible. Depende de la construccin mecnica de la vlvula. Las vlvulas con pilotaje interno no lo permiten. NOTA: Se puede realizar la prctica con la electrovlvula EDUM/804, si se conoce o cuando se conozca el funcionamiento de la parte elctrica.

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Prctica 17 OBJETIVO Principio de funcionamiento de una vlvula de simultaneidad (funcin Y).

MATERIAL Vlvula de simultaneidad (funcin Y) D-EDU/M/122.

DESCRIPCIN La vlvula selectora funcin Y, tiene de dos entradas (1) y una sola salida (2), al igual que la vlvula funcin O. A diferencia de la funcin O, esta vlvula incluye dos vlvulas interiores solidarias entre ellas. Su smbolo es el siguiente:

Esta vlvula requiere seal de aire por las dos entradas (1), para que de salida de aire por la va (2), como se refleja en las dos primeras imgenes de la siguiente figura. Si no hay seal de aire en ambas entradas no se obtiene ninguna seal de salida (ver figuras 3 y 4). Cuando el aire llega por una va , el mbolo mvil interno se desplaza libremente hacia la otra conexin de entrada aislando la va 1 con la 2. De la misma manera sucede cuando entra por la otra va 1.

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Prctica 18 OBJETIVO Comprobar el funcionamiento de una vlvula de simultaneidad realizando el mando de un cilindro doble efecto con dos pulsadores a la vez.

EJERCICIO Por razones de seguridad, se pretende mantener ocupadas las dos manos de un operario que ha de accionar un cilindro de doble efecto. Para ello se dispone de dos pulsadores.



Vlvula de simultaneidad D-EDU/M/122.

Vlvulas 3/2 de mando por palanca D-EDU/M/102 y D-EDU/M/102B.


DESCRIPCIN El circuito mas sencillo que cumple con las condiciones descritas sera:

El vstago del cilindro sale si se pulsan simultneamente los mandos A y B. Cuando se deja de pulsar cualquiera de los dos el cilindro retorna por efecto del muelle de la

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vlvula 5/2.

REALIZACIN Realizaremos el montaje siguiendo el siguiente esquema:

Una vez mas utilizamos la vlvula 3/2 normalmente abierta (D-EDU/M/102B) como una normalmente cerrada alimentando por 3 (la va de escape). Esto en caso de no disponer de dos vlvulas 3/2 NC.

EJERCICIO Realizar la misma funcin sin utilizar la vlvula de simultaneidad funcin Y.

Se trata de colocar dos distribuidores 3/2, de manera que el primero alimente al segundo por la va de alimentacin (1). De esta manera es necesario pulsar ambos mandos a la vez para que llegue aire al cilindro.

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La solucin se presenta a continuacin (puede montarse con el material descrito):

NOTA: La funcin de seguridad descrita en que un operario ha de mantener sus dos manos ocupadas, actualmente se realiza con vlvulas bimanuales que incorporan la solucin descrita y la mejoran para evitar posibles errores.

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Prctica 19 OBJETIVO Mando de un cilindro simple efecto y de un cilindro doble efecto simultneamente.

EJERCICIO Un constructor desea realizar un montaje en que un cilindro de doble efecto coloque tapones a botellas que circulan por una cinta transportadora mientras otro cilindro de simple efecto colocado perpendicular al anterior estampe la etiqueta. Cada ciclo se har mediante un nico mando.

MATERIAL Un cilindro simple efecto D-EDU/M/128.

Un cilindro doble efecto D-EDU/M/129.

Vlvula 3/2 NC accionada por palanca D-EDU/M/102.


Vlvula 5/2 de mando neumtico y retorno por muelle D-EDU/M/107.

Unidad de tratamiento del aire D-EDU/M/127.

DESCRIPCIN Se pretende controlar la salida de dos cilindros cada vez que se pulsa un mando. El circuito ms simple a partir de los datos del ejercicio y realizando la operacin sin electrnica sera el siguiente:

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Mientras se mantiene actuado el pulsador, los dos cilindros realizan su carrera de avance. Al soltar el pulsador se evacua el aire de pilotaje de cada distribuidor por lo que el muelle hace cambiar la corredera y los vstagos retornan.

REALIZACIN La versatilidad de las vlvulas de corredera permite realizar una aplicacin de varias formas distintas. Una forma mas complicada de realizar la aplicacin anterior pero que permite entender mejor su funcionamiento y ver las mltiples posibilidades de aplicacin que tienen las vlvulas de corredera consistira en montar el circuito anterior a partir del material descrito al inicio. El montaje sera:

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Prctica 20 OBJETIVO Mando de dos cilindros doble efecto simultneamente.

MATERIAL Dos cilindros de doble efecto D-EDU/M/129.

Vlvula 3/2 NC accionada por palanca D-EDU/M/102.


Vlvula 5/2 de mando neumtico y retorno por muelle D-EDU/M/107.

Unidad de tratamiento del aire D-EDU/M/127.

DESCRIPCIN Al igual que en la prctica anterior, se pretende controlar la salida de los vstagos de dos cilindros a la vez. Ahora ambos cilindros son de doble efecto. El circuito mas simple sera:

Manteniendo la palanca pulsada pilotamos los distribuidores 5/2 de manera que los cilindros realizan la carrera de avance. Al desenclavar la palanca se evacua el aire de pilotaje permitiendo que el muelle de las vlvulas 5/2 recupere la posicin de reposo de las mismas y los cilindros realicen la carrera de retroceso.

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REALIZACIN A partir del material descrito ms arriba, el montaje puede realizarse de la siguiente manera:

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Prctica 21 OBJETIVO Elevado y posicionado de cajas de cartones.

EJERCICIO Una caja de cartn llega, a travs de una cinta transportadora, a un punto de la lnea de produccin de una empresa, donde la caja debe ser elevada a un nivel superior y empujada a un camino de rodillos poco antes de llegar a este nivel. Todo el sistema ha de arrancar a travs de un distribuidor de mando manual a voluntad del usuario.

MATERIAL 1 cilindro doble efecto D-EDU/M/129.

1 cilindro simple efecto D-EDU/M/128.

2 finales de carrera 3/2 NC rodillo-muelle D-EDU/M/125.

1 vlvula 3/2 NC pulsador-muelle D-EDU/M/103.

1 vlvula 5/2 de doble pilotaje neumtico D-EDU/M/106.

DESCRIPCIN Cuando una caja llega al elevador el operario se encarga de accionar un pulsador que hace elevar la caja. Cuando sta llega a su altura mxima un cilindro de simple efecto es el encargado de empujar la caja hacia el camino de rodillos superior.

REALIZACIN Disear el circuito a partir de las especificaciones requeridas. Sirva como ayuda la siguiente descripcin detallada. Conectar la salida del distribuidor 3/2 de mando manual a la va 14 del distribuidor 5/2 de doble piloto neumtico. El distribuidor 5/2 manda el cilindro a mas conectando la va 2 con la culata anterior y la 4 con la posterior. El final de carrera destinado a detectar cuando el cilindro llega a mas tiene su salida conectada con la culata posterior del cilindro de simple efecto. Otro final de carrera detecta la posicin de este cilindro pilotando la va 12 del distribuidor 5/2.

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FUNCIONAMIENTO En condiciones de reposo el cilindro de doble efecto que lleva a cabo la elevacin de la caja est a menos, de manera que cuando se acciona un pulsador este pilota la vlvula de 5/2 que manda el cilindro. Cuando est llegando al final de su carrera acciona un final de carrera que abre el paso de aire al cilindro de simple efecto que empuja la caja al camino de rodillos superior. Finalmente cuando este llega al final de su carrera acciona un distribuidor que pilota la vlvula 5/2 y hace volver el cilindro de doble efecto a su posicin de reposo.

VARIACIONES Esta aplicacin puede realizarse de otras formas, en funcin del material disponible y de los requisitos exigidos. Si el cilindro simple efecto es de gran caudal (dimetro grande) no podr ser controlado directamente por el final de carrera, que suelen ser vlvulas de paso pequeo (1/8). En ese caso colocaremos una vlvula 3/2 pilotada por aire y retorno por muelle que ser la que haga llegar aire al cilindro, y cuyo pilotaje vendr del final de carrera.

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Prctica 22 OBJETIVO Comprender el funcionamiento del detector de proximidad ptico.

SIMBOLO

MATERIAL 1 detector de proximidad ptico D-D-EDU/M/807.

DESCRIPCION Su configuracin tpica es la de una varilla roscada que en su interior contiene unos circuitos emisor y receptor impresos de procesado de seal. La seal de salida la proporciona un transistor PNP o NPN.

FUNCIONAMIENTO El principio fsico de funcionamiento de las clulas opto electrnicas est basado sobre el hecho de que la luz generada por un emisor la detecta un receptor que la convierte en una seal de conmutacin.

Diversos son los sistemas destinados para llevar a cabo este hecho:

- barreras fotoelctricas,

- sistema reflex,

- sistema reflexin directa,

- fibras pticas,

- detectores de infrarrojos.

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En el sistema de reflexin directa el emisor y el receptor estn integrados en el mismo componente. La luz infrarroja modulada, emitida por el detector, se refleja sobre el objeto a detectar de manera difusa. Una parte de la luz incidente se refleja retornando al receptor, que la utiliza para efectuar la conmutacin.

APLICACIONES Los finales de carrera utilizados hasta ahora nos detectan la posicin del cilindro all donde queremos que se produzca el siguiente movimiento de una secuencia de cilindros, y mediante aire a presin pilotan una vlvula de control. Cualquier detector de posicin, sea por principios magnticos, pticos, elctricos, inductivos, capacitivos, aprovechan las caractersticas y la posicin del material a detectar (sea un cilindro, una caja, una pieza de colores, una pieza metlica, ) para enviar una seal elctrica. En el caso ptico la seal se produce cuando el receptor recibe la reflexin de la luz enviada por el emisor. La seal la aprovecharemos para actuar sobre una electrovlvula de control de un cilindro, y producir as el siguiente movimiento.

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Prctica 23 OBJETIVO Pulverizacin continua de pintura mediante el mando automtico de un cilindro sin vstago controlado por una electro-vlvula de doble bobina.

EJERCICIO Disear un circuito tal que un cilindro sin vstago ejecute movimientos alternativos desde que se acciona un interruptor elctrico y hasta que ste se desactiva.

MATERIAL A EMPLEAR 1 cilindro sin vstago D-EDU/M/135 o 1 cilindro doble efecto D-D-EDU/M/129. 1 electrovlvula 5/2 de doble bobina D-D-EDU/M/801. 1 interruptor de contactos conmutados D-D-EDU/M/815. 2 detectores de proximidad magnticos D-EDU/M/805.

NOTA: los detectores de la posicin del cilindro pueden ser diferentes, en funcin del material disponible (finales de carrera mecnico-neumticos D-EDU/M/125 y D-EDU/M/126, elctricos D-EDU/M/809, detectores de proximidad magnticos D-EDU/M/805, inductivos D-EDU/M/806, pticos D-EDU/M/807, capacitivos D-EDU/M/808).

DESCRIPCIN DEL CIRCUITO En este caso un cilindro sin vstago se encarga de realizar el movimiento. Un carro se mueve sobre la camisa del cilindro, mediante un sistema de cremallera que abre y cierra por efecto del aire a presin que llega a las culatas. La posicin del cilindro se detecta mediante dos detectores de proximidad magnticos. Uno de ellos (A0) detecta posicin al comienzo de la secuencia, pero no dar corriente hasta que se accione el interruptor de Marcha/Parada (Run/End, ver figura). A la que se d seal a la electrovlvula, el cilindro empieza el movimiento y el detector deja de actuar. Entonces la bobina de la electrovlvula deja de recibir corriente, pero conserva la posicin por ser bi-estable (doble bobina). Al final del recorrido de ida es el 2 detector magntico (A1) el encargado de hacer el recorrido de vuelta. El movimiento no parar hasta cambiar el interruptor, en cuyo caso acabar el ciclo entero dado que los detectores reciben seal directamente de la lnea de tensin.

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MONTAJE DEL EJERCICIO Realizar el esquema elctrico y el neumtico adjuntos.

NOTA: La parte del esquema elctrico a la izquierda del interruptor Run/End corresponde a la fuente de alimentacin. Se trata de un circuito de paro prioritario (Power OFF prevalece sobre Power ON) y una lmpara indicadora de tensin 24 V C.C.

IMPORTANTE: en la prctica estos esquemas que contienen bobinas y detectores con diferentes consumos se hacen pasar a travs de rels elctricos que evitan que algn componente reciba sobreintensidad (los detectores quedaran con los contactos pegados, etc.). Dejamos al profesorado la modificacin del circuito elctrico como una variante de este ejercicio.

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Prctica 24 OBJETIVO Llenado de botellas mediante el mando automtico de un cilindro de doble efecto.

EJERCICIO Disear un circuito tal que un cilindro de doble efecto empuje botellas a lo largo de una lnea, permitiendo el llenado de las mismas mediante una temporizacin. El ciclo se pone en marcha y se interrumpe actuando sobre un interruptor

MATERIAL A EMPLEAR 1 cilindro doble efecto D-D-EDU/M/129. 1 electrovlvula 5/2 de doble bobina D-D-EDU/M/801. 1 interruptor de contactos conmutados D-D-EDU/M/815. 2 detectores de proximidad magnticos D-EDU/M/805. 1 temporizador elctrico D-EDU/M/818.

NOTA: los detectores de la posicin del cilindro pueden ser diferentes, en funcin del material disponible (finales de carrera mecnico-neumticos D-EDU/M/125 y D-EDU/M/126, elctricos D-EDU/M/809, detectores de proximidad magnticos D-EDU/M/805, inductivos D-EDU/M/806, pticos D-EDU/M/807, capacitivos D-EDU/M/808).

DESCRIPCIN DEL CIRCUITO Se trata de una variante de la prctica anterior, en la que se incluye una temporizacin elctrica. La posicin del cilindro se detecta mediante dos detectores de proximidad magnticos. Uno de ellos (A0) detecta posicin al comienzo de la secuencia, pero no dar corriente hasta que se accione el interruptor de Marcha/Parada (Run/End, ver figura). A la que se d seal a la electrovlvula, el cilindro empieza el movimiento y el detector deja de actuar. Entonces la bobina de la electrovlvula deja de recibir corriente, pero conserva la posicin por ser bi-estable (doble bobina). Al final del recorrido de ida el 2 detector magntico (A1) enva seal al temporizador, que empieza a contar. Ser el contacto normalmente abierto del temporizador (T0), que al cabo de un tiempo cerrar, el encargado de hacer el recorrido de vuelta.

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El movimiento no parar hasta cambiar el interruptor, en cuyo caso acabar el ciclo entero dado que los detectores reciben seal directamente de la lnea de tensin.



IMPORTANTE: en la prctica estos esquemas que contienen bobinas y detectores con diferentes consumos se hacen pasar a travs de rels elctricos que evitan que algn componente reciba sobreintensidad (los detectores se quedaran con los contactos pegados, etc.). Dejamos al profesorado la modificacin del circuito elctrico como una variante de este ejercicio.

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Prctica 25 OBJETIVO Un cilindro ha de realizar un recorrido para pulir piezas apiladas, mediante el mando automtico de un cilindro doble efecto controlado por una electro-vlvula de simple bobina, para garantizar el retorno del cilindro en caso de fallo.

EJERCICIO Disear un circuito tal que un cilindro doble efecto ejecute movimientos alternativos desde que se acciona un interruptor elctrico y hasta que ste se desactiva, controlado mediante una vlvula simple bobina.

MATERIAL A EMPLEAR 1 cilindro doble efecto D-D-EDU/M/129. 1 electrovlvula 5/2 de simple bobina D-D-EDU/M/802. 1 interruptor de contactos conmutados D-D-EDU/M/815. 2 detectores de proximidad magnticos D-EDU/M/805. NOTA: los detectores de la posicin del cilindro pueden ser diferentes, en funcin del material disponible (finales de carrera mecnico-neumticos D-EDU/M/125 y D-EDU/M/126, elctricos D-EDU/M/809, detectores de proximidad magnticos D-EDU/M/805, inductivos D-EDU/M/806, pticos D-EDU/M/807, capacitivos D-EDU/M/808).

DESCRIPCIN DEL CIRCUITO En este caso el control del cilindro de doble efecto se realiza con una vlvula monoestable: no conserva la posicin en caso de no recibir seal elctrica, pues consta de una sola bobina y retorna por muelle. La posicin del cilindro se detecta mediante dos detectores de proximidad magnticos. Uno de ellos (A0) detecta posicin al comienzo de la secuencia, pero no dar corriente hasta que se accione el interruptor de Marcha/Parada (Run/End, ver figura). A la que se d seal a la electrovlvula, el cilindro empieza el movimiento y el detector deja de actuar.

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Entonces la bobina de la electrovlvula dejara de recibir corriente y volvera a cambiar su posicin, haciendo retroceder el cilindro nada mas haber comenzado a salir. En este caso por tanto tenemos que colocar rels que permitan recordar la posicin que ha de tener la vlvula. Realizando el proceso de realimentacin de la bobina descrito en la figura mediante el rel R3 y su contacto NA (R3) aseguramos el avance del cilindro. Para desenclavar el circuito se ha de colocar un contacto normalmente cerrado de un rel (R2) que permita desenclavar la realimentacin. El movimiento no parar hasta cambiar el interruptor, en cuyo caso acabar el ciclo entero dado que los detectores reciben seal directamente de la lnea de tensin.



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