2. IInnttrroodduucccciióó
PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA:: Tècnica que utilitza
l’aire comprimit com
vehicle per transmetre
energia i obtenir un
treball útil.
HHIIDDRRÀÀUULLIICCAA:: Tècnica que utilitza
un fluid líquid com els
olis minerals com vehicle
per transmetre energia i
obtenir un treball útil.
3. Pneumàtica i Hidràulica
PPnneeuummààttiiccaa HHiiddrrààuulliiccaa
Avantatges Inconvenients Avantatges Inconvenients
S’utilitza aire que és
econòmic
S’utilitza fluid especial
com olis minerals
L’aire és comprensible
per tant s’obtenen
pressions petites
Màx 15 bars
El fluid és
incompresible es poden
obtener grans
pressions
fins a 60 barS
Es pot alliberar a
l’atmosfera
S’ha de recollir el fluid
Actuació ràpida Actuació lenta
Es pot emmagatzemar a
pressió
S’utilitza en el moment
La força desenvolupada
és limitada
Desenvolupament de
gran força
CCoommppaarraacciióó
4. PPrrooss ii CCoonnttrreess
AAVVAANNTTAATTGGEESS RREESSPPEECCTTEE
AALLTTRREESS TTEECCNNOOLLOOGGIIEESS::
• Sencillesa dels sistemes de comandament:
vàlvules, cilindres...
• Rapidesa de resposta del sistema
pneumàtic.
• Economia dels sistemes pneumàtics una
vegada instal·lats.
5. PPrrooss ii CCoonnttrreess
INCONVENIENTS RREESSPPEECCTTEE
AALLTTRREESS TTEECCNNOOLLOOGGIIEESS::
• Instal·lacions cares en general.
• El manteniment de l’aire en bones
condicions és costós.
• Esquemes complexes de modificar i
depurar.
6. AApplliiccaacciioonnss
AAPPLLIICCAACCIIÓÓ PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA
• 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...
7. • Aplicacions mòbils:
• Tractors, grues, camions recollidors de les
escombreries…
• Aplicacions industrials: per posicionar, impulsar i
mecanitzar materials i objectes en les línies de
producció.
• Aplicació automotriu:
• Frens, sistemes de refrigeració….
• Aplicació aeronàutica:
• Equips de manteniment aeronàutic…
AApplliiccaacciioonnss
AAPPLLIICCAACCIIÓÓ HHIIDDRRÀÀUULLIICCAA
8. • Disponibilitat
• Emmagatzematge
• Simplicitat de disseny i control
• Economia
• Fiabilitat
• No contaminant de l’entorn
• Seguretat
PPrrooppiieettaattss
PPRROOPPIIEETTAATTSS PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA
12. SSíímmiill EElleeccttrriicciittaatt // PPnneeuummààttiiccaa
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.
SSiimmiill eellèèccttrriicc
15. BBllooccss ffuunncciioonnaallss ddeell cciirrccuuiitt ppnneeuummààttiicc
BBLLOOCCSS FFUUNNCCIIOONNAALLSS
• Bloc de producció d’aire comprimit.
• Bloc de condicionament de l’aire
comprimit o unitat de manteniment.
• Bloc de distribució de l’aire comprimit.
• Bloc de regulació i control.
• Bloc d’actuació pneumàtica.
16. BBllooccss ffuunncciioonnaallss ddeell cciirrccuuiitt ppnneeuummààttiicc
BLOC DE PPRROODDUUCCCCIIÓÓ DD’’AAIIRREE
CCOOMMPPRRIIMMIITT
• CCOOMMPPRREESSSSOORR::
– 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, per la pressió de treball i el
régimen de gir (rpm).
24. BBllooccss ffuunncciioonnaallss ddeell cciirrccuuiitt ppnneeuummààttiicc
BLOC DE PPRROODDUUCCCCIIÓÓ DD’’AAIIRREE
CCOOMMPPRRIIMMIITT
• RREEFFRRIIGGEERRAADDOORR::
– 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).
• AACCUUMMUULLAADDOORR::
– 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.
25. BBllooccss ffuunncciioonnaallss ddeell cciirrccuuiitt ppnneeuummààttiicc
BLOC DD’’AACCOONNDDIICCIIOONNAAMMEENNTT
• S’encarrega de donar qualitat a l’aire comprimit i
assegurar el bon funcionament i la durada de les
instal·lacions.
• AASSSSEECCAADDOORR::
– Absorbeix la humitat de l’aire per evitar que
s’oxidi la instal·lació.
• FFIILLTTRREE::
– Eliminar impureses de l’aire
• RREEGGUULLAADDOORR DDEE PPRREESSSSIIÓÓ::
– Assegura de forma automàtica una pressió
estable.
• DDIISSPPOOSSIITTIIUU DDEE LLUUBBRRIIFFIICCAACCIIÓÓ::
– Afegeix oli nebulitzat a l’aire comprimit evitant l’oxidació
del circuit i assegurant un bon lliscament de les parts
mòbils.
29. DDiissttrriibbuucciióó ddee ll’’aaiirree
BLOC DE DDIISSTTRRIIBBUUCCIIÓÓ DD’’AAIIRREE
CCOOMMPPRRIIMMIITT
• 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.
36. BBllooccss ffuunncciioonnaallss ddeell cciirrccuuiitt ppnneeuummààttiicc
BBLLOOCC DDEE RREEGGUULLAACCIIÓÓ II
CCOONNTTRROOLL
• VVÀÀLLVVUULLEESS:: 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.
– VVààllvvuulleess ddiissttrriibbuuiiddoorreess:: 2/2, 3/2, 5/2, 4/2 i 4/3
– VVààllvvuulleess ddee ccoonnttrrooll,, rreegguullaacciióó ii bbllooqquueeiigg::
• V. Unidireccionals
• V. Reguladores de cabal
• V. Limitadores de pressió
• V. D’escapament ràpid
• V. Selectores de circuit
37. CCoomm ss’’aannoommeenneenn lleess vvààllvvuulleess
1º· Nombre de Vies, es a dir d’orificis que té la vàlvula
1
2 3
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/N/T Botó/Motlle
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.
43. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Connexions
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.
44. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Medició i manteniment
SSíímmbbooll DDeessccrriippcciióó
Manòmetre.
Termòmetre.
Indicador òptic. Indicador pneumàtic.
Filtre.
Filtre amb drenador de condensació, buidat
manual.
Lubricador
Unitat de manteniment, filtre, manòmetre, lubricador.
Gràfic simplificat.
45. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Bombes, compressors i motors
Símbol Descripció
Bomba hidràulica de fluxe 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.
46. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Mecanismes (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.
47. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Accionaments
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.
48. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Vàlvules direccionals
Símbol Descripció
Vàlvula 3/2 en posició normalmente tancada.
Vàlvula 4/2.
Vàlvula 4/2.
Vàlvula 5/2.
Vàlvula 5/3 en posició normalment tancada.
Vàlvula 5/3 en posició d’escapament.
49. SSIIMMBBOOLLOOGGIIAA
Vàlvules 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.
54. BBLLOOCC DD’’AACCTTUUAACCIIÓÓ
PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA
• Els actuadors transformen l’energia acumulada
en el fluid en energia mecànica per l’accionament
de màquines.
• CCiilliinnddrreess::
• Simple efecte
• Doble efecte
• MMoottoorrss ppnneeuummààttiiccss::
• Unidireccionals
• Bidireccionals
55. CCIILLIINNDDRREESS
Produeixen un moviment lineal alternatiu, està format
per un tub cilíndric tancat dins del qual hi ha un èmbol
o pistó desplaçat per un eix o tija per l’efecte del fluid
aplicat.
WW==PP·AA·ee·h PP == pprreessssiióó ((11PPaa==1100--55 bbaarr))
AA == ààrreeaa ((mm22))
ee == ccuurrssaa ddeell cciilliinnddrree ((mm))
56. BBLLOOCC DD’’AACCTTUUAACCIIÓÓ
PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA
• CCIILLIINNDDRREE DDEE SSIIMMPPLLEE EEFFEECCTTEE::
– 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...
57. BBLLOOCC DD’’AACCTTUUAACCIIÓÓ
PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA
• CCIILLIINNDDRREE DDEE DDOOBBLLEE EEFFEECCTTEE::
– 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.
58. AAccttuuaaddoorrss
Cilindres de SSIIMMPPLLEE EEFFEECCTTEE: Sol fan força útil a la sortida
aire
Cilindres de DDOOBBLLEE EEFFEECCTTEE: fan força útil en els dos sentits
Surt aire
Entra aire
Sale aire
Símbol
Símbol
Entra aire
59. Càlcul ddee llaa ffoorrççaa ddee ll’’èèmmbbooll
S=Superfície útil.
p=Pressió de l’aire. 1bar=105Pa=1Atm=1Kp/cm2
Cilindre de simple efecte:
Cilindre de doble efecte:
60. Càlcul de la força cc.. ssiimmppllee eeffeeccttee
Un cilindre de simple
efecte es alimentat
per aire comprimit a
una presió de 8 bar,
la motlla
fa una força de 50 N,
el diàmetre de
l’èmbol és de 30 mm
i realitza una cursa
e=50 mm. Fa 8 cicles
cada minut i té un
rendiment η=85%.
Pel cas teòric i el
real. Quina força fa el
cilindre?.
61. Càlcul ddee vvoolluumm dd’’aaiirree eenn cciilliinnddrreess
Cilindre de Simple efecte Cilindre de Doble efecte
S=secció
e=cursa
Φe= Diàmetre de l’èmbol
Φv= Diàmetre de la tija
62. CCoonnssuumm dd’’aaiirree aattmmoossffèèrriicc
● Calculem el volum d’aire comprimit per cicle i a continuació el
consum d’aire comprimit total al realitzar la maniobra completa,
aplicant la llei de Boyle-Mariotte calcularem el consum d’aire
atmosfèric es a dir a condicions normals.
Volum d’aire en un cicle:
Consum d’aire comprimit de la maniobra:
Llei de Boyle-Mariotte:
patm=105 Pa.
pabsoluta=patm+ptrabajo=105+8 105=9 105 Pa.
Per tant:
63. Càlcul de la ppoottèènncciiaa ppnneeuummààttiiccaa
● En l’apartat anterior hem calculat el cabal i tenint en
compte la pressió:
● En el cas real, para η=85%:
64. BBLLOOCC DD’’AACCTTUUAACCIIÓÓ
PPNNEEUUMMÀÀTTIICCAA
• MMOOTTOORRSS PPNNEEUUMMÀÀTTIICCSS::
• 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.
82. FFoorrççaa hhiiddrrààuulliiccaa
PPeell pprriinncciippii ddee PPaassccaall:: LLaa pprreessssiióó eenn qquuaallsseevvooll ppuunntt dd’’uunn llííqquuiidd
ttaannccaatt ééss iigguuaall eenn ttoottss eellss ppuunnttss..
Com la pressió és la mateixa en el tot el líquid.
F1
S1=
F2
S2
La força només depén de la superfície