Este documento describe los conceptos básicos de los circuitos neumáticos, incluyendo la fuerza, el trabajo, la ley de Hooke y los elementos que componen un circuito neumático como el grupo compresor, las tuberías, los actuadores neumáticos y las válvulas. También explica conceptos clave como presión, caudal y tipos de compresores y cilindros neumáticos.

1. Tema 12. CIRCUITOS NEUMÁTICOS Bloque II. Máquinas y sistemas técnicos (Jorge Gómez-García)

2. 12-2 Preparación del tema 12: Fuerza: toda causa capaz de producir o modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de provocarle una deformación. Trabajo: Es la cantidad de energía consumida al desplazarse un cuerpo (  r) debido a una fuerza F: Ley de Hooke: La deformación de muelle es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre él: El rendimiento (  ) : es la relación entre el trabajo útil que podemos obtener de dicha máquina y el trabajo motor desarrollado por ella.

3. 12-3 Los elementos auxiliares desempeñan diversas funciones: protección, regulación, etc. Ej: los antirretorno y los reguladores de caudal. Los elementos de protección (fusibles, magnetotérmicos y diferenciales) protegen de sobrecargas a los elementos y a los usuarios. Los elementos de distribución permiten o impiden el paso de aire y, de este modo, lo suministran a los distintos elementos de trabajo. Son las válvulas. Los elementos de control (interruptores, conmutadores y pulsadores) permiten controlar el paso de corriente por el circuito o por alguno de los receptores. Los actuadores neumáticos son los encargados de desarrollar el trabajo. Se denominan genéricamente cilindros. Los receptores (motores, lámparas, resistencias, etc.) se encargan de transformar la energía eléctrica en otros tipos de energía Las tuberías canalizan el caudal de aire hasta los elementos de trabajo. Los conductores permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos El grupo compresor se encarga de suministrar la presión necesaria al aire para que pueda circular por el circuito. El generador suministra a los e - ´s la ddp necesaria para que puedan circular por el circuito. Circuito neumático Circuito eléctrico

4. Magnitudes Neumáticas Básicas Presión: Fuerza que se ejerce por unidad de superficie. p=Presión (Pa) F=Fuerza (N) S=Superficie (m 2 ) Un Pascal (1Pa) es la presión ejercida por una fuerza de un Newton (1N) cuando se aplica perpendicularmente a una superficie de 1 m 2 . Otras unidades 1 bar = 10 5 Pa 1 atm = 1,013 bar = 1,013·10 5 Pa Presión máxima admisible (PMA): Máximo valor de presión efectiva aplicable a un elemento. Presión de entrada (P e ): Presión de aire comprimido a la entrada de un elemento. Presión de salida (P s ): Presión que posee el aire a la salida de un elemento. Presión diferencial (  P): Diferencia entre la salida y la entrada. 12-4 Otras defs.

5. Magnitudes Neumáticas Básicas Caudal de un fluido: es el volumen que fluye a través de una sección de un conductor en la unidad de tiempo. Q=Caudal (m 3 /s) V=Volumen (m 3 )  t=tiempo de circulación (s) 12-5 Relaciones

14. Cilindro de Doble Efecto El desplazamiento del émbolo se lleva a cabo en la carrera de avance y en la de retroceso. Por lo tanto, hay dos vías que llenan dos cámaras. E l cilindro de doble efecto realiza trabajo en el avance y en el retroceso E n el avance, no hay que vencer a ningún muelle  la fuerza efectiva viene dada por la expresión: En el retroceso, la fuerza efectiva es menor, hay que considerar al vástago  menor superficie . L a expresión matemática será: 12-14

15. Actuadores Neumáticos Simbología y Aplicaciones 12-15

17. Es la válvula más elemental. Dispone de dos vías para el aire y dos posiciones de control o trabajo. Ej: Vamos a analizar el funcionamiento de una válvula 2/2 NC del tipo corredera con mando manual y retorno neumático. En la reposo o e n la posición inicial, la entrada del aire por la vía 1 está bloqueada. La válvula impide el paso del aire . Al presionar el vástago de forma manual, se conectan las vías 1 y 2, por lo que el aire a presión puede circular a través de la válvula Al cesar la presión sobre el vástago, el aire que penetra por el mando de retorno obliga a ascender al vástago y la válvula queda cerrada . Válvula 2/2 12-17

18. Válvula 3/2 Este tipo de válvula dispone de tres vías para el aire y dos posiciones de control o trabajo. Ej: Funcionamiento de una válvula 3/2 NC con mando manual y retorno por resorte. En repos o, la vía 1 está bloqueada mientras las vías 2 y 3 quedan comunicadas para el escape o la descarga de aire . Al presionar el vástago, la vía 1 queda comunicada con la 2 y el aire a presión pasa a través de la válvula. La vía de salida 3 queda bloqueada. Al cesar la presión el muelle obliga a ascender hasta su inicio . Se bloquea la entrada de aire a presión y se permite la salida por la vía 3. 12-18

19. Elementos Auxiliares: Desempeñan funciones de regulación y control. Válvulas antirretorno Válvulas de doble efecto o selectores de circuito Válvulas reguladoras de caudal. 12-19

23. Ejercicios: 1.- Calcula la fuerza de un cilindro de doble efecto que tiene las siguientes características: Diámetro del cilindro: 80mm Diámetro del vástago: 25mm Presión de trabajo: 6kp/cm 2 2.- Tenemos el mismo cilindro del ejercicio anterior. Supongamos ahora que el cilindro tiene una carrera de 700mm y efectúa 5 ciclos por minuto. ¿Cuál es el consumo de aire de dicho cilindro? 3.- ¿Qué ventajas crees que tiene el cilindro de doble efecto? 4.- Queremos diseñar un cilindro de simple efecto que utilice en su funcionamiento un volumen de aire de 800cm 3 , cuya presión de trabajo sea 12,3kp/cm 2 y cuya longitud sea 29 cm. a) halla el diámetro de este cilindro. b) Calcula las fuerzas de este cilindro. 5.- Un cilindro de doble efecto tiene un diámetro de émbolo de 80 mm y un diámetro de vástago 25 mm. La presión de trabajo es de 6 bar. .- ¿Cuál es la fuerza teórica que el cilindro entrega en su carrera de avance y retroceso? 6.- Un cilindro de doble efecto se mueve con aire comprimido, el diámetro del vástago mide 20 mm, la presión de trabjo es de 6 bar, la carrera de 500mm. Se quiere conocer el volumen de aire, en condiciones normales y temperatura constante, que se necesita para este cilindro. Actividades: 1.- Diseña un mando directo de un cilindro de simple efecto. Material necesario: 1 cilindro de simple efecto y 1 distribuidor 3/2. 2.- Traza dos circuitos capaces de mandar desde distintos puntos a un cilindro de simple efecto. Material necesario: 2 cilindros de simple efecto, 4 distribuidores 3/2 y 2 válvulas de corredera. 3.- Diseña dos circuitos capaces de mandar de forma condicional a un cilindro de simple efecto. Material necesario: 2 cilindros de simple efecto, 4 distribuidores 3/2 y 2 válvulas Y.