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Neumatica exp
El documento trata sobre la neumática y el uso del aire comprimido como fuente de energía en la industria, abordando sus componentes principales, ventajas, desventajas y principios de compresión. Se detallan los tipos de compresores, criterios de elección, distribución y preparación del aire comprimido, así como los elementos de mando y accionamiento. Además, se enfatiza la importancia de la automatización y racionalización en los procesos industriales que requieren aire comprimido.
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Neumatica exp
- 1. FACULTAD DE CIENCIASFACULTADDE CIENCIAS INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONESINGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAUNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA NEUMATICANEUMATICA EXPOSITOREXPOSITOR ING. EDUARDO OMAR AVILA REGALADOING. EDUARDO OMAR AVILA REGALADO
- 2. TEMA : NEUMATICA “USODEL AIRE COMO ELEMENTO DE ENERGIA” CURSO: SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL IX CICLO
- 3. OBJETIVO PRINCIPALOBJETIVO PRINCIPAL “Conocerlos elementos principales que forman parte de la producción y transmisión del aire comprimido así como los elementos de mando y accionamiento” OBJETIVOS SECUNDARIOSOBJETIVOS SECUNDARIOS -Conocer las ventajas y desventajas del uso, así como los principios físicos de compresión del aire comprimido -Conocer los criterios tanto para la elección del compresor como para la distribución del aire comprimido
- 4. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparación del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 5. SUMARIOSUMARIO IntroducciónIntroducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 6. INTRODUCCIONINTRODUCCION El aire comprimido,una forma de energía más antigua conocida KTESIBIOS (Grecia - 2000 años) primero en utilizar el aire comprimido como “elemento de trabajo” con la construcción de una catapulta de aire comprimido Siglo I primeros libros acerca del empleo del aire comprimido como energía como “mecanismos accionados por aire caliente” Neumática : Movimientos y procesos del aire
- 7. INTRODUCCIONINTRODUCCION 1950 Aplicación dela neumática en los procesos de fabricación Aplicación en la minería, en la industria de la construcción y en los ferrocarriles (frenos de aire comprimido) En la actualidad, ya no se concibe una moderna explotación industrial sin el aire comprimido Irrupción generalizada en la industria debido a la “Exigencia de una Automatización y racionalización de los procesos de trabajo”
- 8. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de NeumáticaDefiniciónde Neumática Propiedades del Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 9. DEFINICION DE NEUMATICADEFINICIONDE NEUMATICA Del griego pneuma: viento, respiración Filosofía : alma “Tecnología que estudia la producción, transmisión y control de movimientos y esfuerzos mediante el aire comprimido” ¡Compresible!
- 10. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajasPropiedades del Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 11. Abundante: cantidades ilimitadasde aire para su compresión Nitrogeno 78%, Oxigeno 21% (CO2, Ar, H, Ne, He, Cr, Xe) Transporte: tuberías de ida y vuelta a grandes distancias Almacenable: Acumuladores Temperatura: insensible a variaciones de temperatura y trabajo seguro Antideflagrante: no hay riesgo de explosión ni incendio Limpio: no produce ensuciamiento (industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero) Velocidad: regulación de la velocidad de cilindros neumáticos sin escalones Sobrecarga PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO:VentajasPROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO:Ventajas
- 12. Preparación: eliminación deimpurezas y humedad Compresible: no se puede obtener velocidades uniformes y constantes Fuerza: económico solo hasta cierta fuerza (Presión) está condicionado por la presión de servicio (7bar) Escape: produce ruido (materiales insonorizantes) Costos: fuente de energía relativamente cara (elementos de trabajo económicos y buen rendimiento) PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO:DesventajasPROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO:Desventajas
- 13. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del airePrincipios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 14. Ley deBoyle "La presión absoluta de un gas confinado en un recipiente varia en forma inversa a su volumen, cuando la temperatura permanece constante." PRINCIPIOS DE COMPRESION DEL AIREPRINCIPIOS DE COMPRESION DEL AIRE
- 15. Ley deCharles.. "Si la temperatura de un gas se incrementa su volumen se incrementa en la misma proporción, permaneciendo su presión constante, o si la temperatura del gas se incrementa, se incrementa también su presión en la misma proporción, cuando permanece el volumen constante." PRINCIPIOS DE COMPRESION DEL AIREPRINCIPIOS DE COMPRESION DEL AIRE
- 16. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire CompresoresCompresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 17. Los compresores elevanla presión del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central la cual transporta el aire comprimido a través de tuberias COMPRESORES: Producción de aire comprimidoCOMPRESORES: Producción de aire comprimido
- 18. COMPRESORES: Producción deaire comprimidoCOMPRESORES: Producción de aire comprimido 1. Compresor 2. Motor eléctrico 3. Presostato 4. Valvula antiretorno 5. Depósito 6. Manómetro 7. Purga automática 1. Purga del aire 2. Purga automática 3. Unidad de acondicionamiento del aire 4. Valvula direccional 5. Actuador 6. Controladores de velocidad 8. Válvula de seguridad 9. Secador de aire refrigerado 10. Filtro de línea
- 19. Según las exigenciascomo presión de trabajo y caudal de suministro se sepresentan dos tipos básicos de compresores - Principio del desplazamiento: embolo oscilante o rotativo - Principio de la dinámica de los fluidos: turbocompresores COMPRESORES: TiposCOMPRESORES: Tipos Compresor de émbolo 1 etapa 3 ~ 7 bar Compresor de émbolo 2 etapas ~ 7 bar Temperatura final 120o C
- 20. Compresor de diagragmay rotativo COMPRESORES: TiposCOMPRESORES: Tipos Compresor de diafragma 1 etapa ~ 5 bar Compresor rotativo de paletas deslizantes Temperatura final 190o C
- 21. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del CompresorElección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 22. Caudal: cantidad deaire que suministra el compresor (m3/seg) - Caudal teórico : cilindrada*velocidad de rotación (émbolo) - Caudal efectivo o real : depende de la construcción del compresor y de la presión (rendimiento volumétrico). Este es el que acciona y regula los equipos neumáticos Presión: se distinguen dos conceptos - Presión de servicio suministrada por el compresor (tuberias) - Presión de trabajo necesaria en el puesto de trabajo considerado (Aprox. 600KPa = 6 bar). Datos del elemento ELECCION DEL COMPRESOR: caudal y presiónELECCION DEL COMPRESOR: caudal y presión
- 23. Los compresores seaccionan, según las exigencias, por medio de un motor eléctrico o de explosión interna. En la industria mayormente se utiliza un motor eléctrico Si es un compresor móvil, entonces este se acciona por medio de un motor de combustión (gasolina, diesel) ELECCION DEL COMPRESOR: accionamientoELECCION DEL COMPRESOR: accionamiento
- 24. Regulación de marchaen vacío a. Regulación por escape a la atmósfera b. Regulación por aislamiento de la aspiración c. Regulación por apertura de la aspiración Regulación de carga parcial a. Regulación de velocidad de rotación b. Regulación por estrangulación de la aspiración Regulación por intermitencias ELECCION DEL COMPRESOR: regulaciónELECCION DEL COMPRESOR: regulación
- 25. Se trabaja conuna válvula reguladora de presión a la salida del compresor.Cuando en el depósito (red) se ha alcanzado la presión deseada, dicha válvula abre el paso y permite que el aire escape a la atmósfera. Una válvula antirretorno impide que el depósito se vacíe (sólo en instalaciones muy pequeñas). Regulación por escape a la atmósferaRegulación por escape a la atmósfera
- 26. Al objeto deadaptar el caudal suministrado por el compresor al consumo que fluctúa, se debe proceder a ciertas regulaciones del compresor Existen diferentes clases de regulaciones. El caudal varía entre dos valores límites ajustados (Pmáx y Pmín) Regulación por intermitenciaRegulación por intermitencia
- 27. Por efecto dela compresión del aire se desarrolla calor que debe evacuarse, de acuerdo con la cantidad de calor que se desarrolle, se adoptará la refrigeración más apropiada compresores pequeños: aletas de refrigeración compresores mayores: ventilador adicional Estación de compresión de mas de 30KW: sistema de refrigeración por circulación de agua en circuito cerrado. ELECCION DEL COMPRESOR: refrigeraciónELECCION DEL COMPRESOR: refrigeración
- 28. La estación decompresión debe situarse en un local cerrado e insonorizado. El recinto debe estar bien ventilado y el aire aspirado debe ser lo más fresco, limpio de polvo y seco posible Sirve para estabilizar el suministro de aire comprimido. Compensa las oscilaciones de presión en la red de tuberías a medida que se consume aire comprimido ELECCION DEL COMPRESOR: emplazamientoELECCION DEL COMPRESOR: emplazamiento ELECCION DEL COMPRESOR: acumuladorELECCION DEL COMPRESOR: acumulador
- 29. La superficie delacumulador permite que el aire se refrigere adicionalmente, parte de la humedad del aire se desprende en forma de agua El tamaño de un acumulador de aire comprimido depende -del caudal de sumnistro del compresor -del consumo de aire -de la red de tuberías -del tipo de regulación -de la diferencia de presión admisible en el interior de la red ELECCION DEL COMPRESOR: acumuladorELECCION DEL COMPRESOR: acumulador
- 30. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimidoDistribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 31. Como resultado dela racionalización y automatización de los dispositivos de fabricación, las empresas precisan continuamente una mayor cantidad de aire. Cada máquina y mecanismo necesita una determinada cantidad de aire, siendo abastecido por un compresor, a través de una red de tuberías: principal secundaria de servicio DISTRIBUCION DEL AIRE COMPRIMIDODISTRIBUCION DEL AIRE COMPRIMIDO
- 32. El diámetro delas tuberías debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, la pérdida de presión entre él depósito y el consumidor no sobrepase 10 kPa (0,1 bar). Si la caída de presión excede de este valor, la rentabilidad del sistema estará amenazada y el rendimiento disminuirá considerablemente. En la planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliación de la demanda de aire, por cuyo motivo deberán dimensionarse generosamente las tuberías. El montaje DISTRIBUCION DEL AIRE COMPRIMIDODISTRIBUCION DEL AIRE COMPRIMIDO
- 33. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimidoPreparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 34. La finalidad dela preparación del aire consiste en conseguir que el aire comprimido tenga la calidad que exige la unidad consumidora. El proceso de preparación del aire puede clasificarse en tres fases. En primer lugar, la eliminación de partículas gruesas, en segundo lugar el secado y, en tercer lugar, la preparación fina del aire. Inmediatamente detrás del compresor se procede a la eliminación de las partículas gruesas. PREPARACION DEL AIRE COMPRIMIDOPREPARACION DEL AIRE COMPRIMIDO
- 35. ImpurezasImpurezas Las impurezas enforma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones neumáticas y a la destrucción de los elementos neumáticos. La mayor separación de agua de condensación tiene lugar en el separador. Después de la refrigeración, la separación fina, el filtrado y otros tratamientos de aire comprimido se efectuan en el puesto de aplicación.
- 36. Humedad del airecomprimidoHumedad del aire comprimido El agua (humedad) llega al interior de la red junto con el aire comprimido. Esta humedad depende de la humedad relativa del aire (temperatura del aire y condiciones climatológicas) El grado de saturación es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorver, como máximo a la temperatura considerada. %100 __ _ _ x saturacióndegrado absolutahumedad relativaHumedad =
- 37. Humedad del airecomprimidoHumedad del aire comprimido Por ejemplo para un punto de rocio de 293K (20o C), la humedad contenida en un m3 de aire es de 17,3g
- 38. El aire comprimidocirculante pasa primero por el filtro quien tiene la misión de extraer todas las impurezas y el agua condensada El aire comprimido limpio pasa entonces por el regulador de presión y llega a la unidad de lubricación y de aquí a los consumidores. El aire entonces debe ser filtrado, lubricado y a veces deshumidificado antes de su empleo en cilindros, válvulas, motores y dispositivos de presión similar. Limpieza del aire comprimidoLimpieza del aire comprimido
- 39. El Filtro, lapurga automática y el regulador de presiónEl Filtro, la purga automática y el regulador de presión
- 40. Tambien denominado “Equipode Protección” está constituido por un filtro, regulador con manómetro y lubricador Cuando se instala un equipo de protección debe cuidarse la dirección de circulación del aire ya que en forma inversa el conjunto no funciona correctamente. Unidad de MantenimientoUnidad de Mantenimiento
- 41. Debe tenerse encuenta los siguientes puntos : El caudal total de aire en m3/h es decisivo para la elección del tamaño de unidad. Si el caudal es demasiado grande, se produce en las unidades una caída de presión demasiado grande. (respetar los valores indicados por el fabricante) La presión de trabajo no debe sobrepasar el valor estipulado en la unidad , y la temperatura no deberá ser tampoco superior a 50 C (valores máximos para recipiente de plástico). Unidad de mantenimientoUnidad de mantenimiento
- 42. SUMARIOSUMARIO Introducción Definición de Neumática Propiedadesdel Aire Comprimido:ventajas y desventajas Principios de Compresión del aire Compresores Elección del Compresor Distribución del aire comprimido Preparacion del aire comprimido Elementos neumáticos de mando y accionamientoElementos neumáticos de mando y accionamiento Ejemplo
- 43. La energía deaire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de giro o rotacional ELEMENTOS NEUMATICOS DE ACCIONAMIENTOELEMENTOS NEUMATICOS DE ACCIONAMIENTO
- 44. Los mandos neumáticosestán constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y una parte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Se subdividen en 5 grupos: 1. Válvulas de vías o distribuidoras 2. Válvulas de Bloqueo 3. Válvulas de Presión 4. Válvulas de Caudal 5. Válvulas de Cierre ELEMENTOS NEUMATICOS DE MANDOELEMENTOS NEUMATICOS DE MANDO
- 45. Estas válvulas sonlos componentes que determinan el camino que ha de tomar la corriente de aire, a saber, principalmente puesta en marcha y paro (Start-Stop). Representación esquemática Válvulas distribuidorasVálvulas distribuidoras
- 46. Para evitar erroresdurante el montaje, los empalmes se identifican por medio de letras mayúsculas: Rige lo siguiente: Tuberías o conductos de trabajo A, B, C ........................ Empalme de energía P ................................... Salida de escape R, S, T .......................... Tuberías o conductos de pilotaje Z, Y, X ........................... Válvulas distribuidorasVálvulas distribuidoras
- 47. Válvulas de AsientoEsféricoVálvulas de Asiento Esférico Estás válvulas son de concepción muy simple y, por tanto, muy económicas. Se distinguen por sus dimensiones muy pequeñas.
- 48. Válvulas de AsientoPlanoVálvulas de Asiento Plano Tienen una junta simple que asegura la estanqueidad necesaria. El tiempo de respuesta es muy pequeño, puesto que un desplazamiento corto determina un gran caudal de paso, También estas válvulas son insensibles a la suciedad y tienen, por eso, una duración muy larga.
- 49. Válvulas de AsientoPlanoVálvulas de Asiento Plano
- 50. Válvulas de AccionamientoNeumáticoVálvulas de Accionamiento Neumático
- 51. EjemplosEjemplos Mando de uncilindro de simple efecto Mando de un cilindro de doble efecto
- 52. Elementos neumáticos demandoElementos neumáticos de mando