El documento describe los sistemas neumáticos y sus componentes. Explica que los sistemas neumáticos usan aire comprimido para automatizar maquinaria a través de actuadores como cilindros y motores. Luego describe los tipos principales de actuadores neumáticos (lineales, de giro y motores) y sus usos en aplicaciones móviles e industriales.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada
Maracay – EDO - Aragua
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Autores:
Pedro Nieves
Paul Bencomo

2. Neumática es la parte de la mecánica que
estudia y aplica la fuerza obtenida por el aire a
presión. Un sistema neumático aprovecha la
presión y volumen del aire comprimido por un
compresor de aire y lo transforma por medio de
actuadores ( cilindros y motores ), para
automatizar maquinaria en casi todas las
industrias.
Los actuadores se controlan por una serie de
válvulas de dirección, control de presión y control de
flujo , principalmente entre otras. La sincronía de los
actuadores se logra controlando las válvulas por
medio de controladores electrónicos , eléctricos y
neumáticos.
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3. En los sistemas neumáticos el medio de fluido ideal es un gas que sea
rápidamente disponible, que no sea toxico ni venenoso, estable
químicamente y libre de ácidos que causen corrosión en los componentes.
Dos gases que cumple con estas cualidades que son los comúnmente
usados son el aire comprimido y el nitrógeno.
Disponibilidad: Muchas fabricas tienen algún suministro de aire
comprimido y compresores portátiles para lugares alejados.
Almacenamiento: Se puede almacenar fácilmente en grandes
cantidades dentro de depósitos especialmente diseñados para ello
si es necesario.
Los sistemas neumáticos ofrecen numerosas
ventajas:
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4. Simple diseño y control: Los componentes son de
configuración sencilla y fácil montaje, proporcionando a los
sistemas automatizados un control relativamente sencillo.
Elección de movimiento: Se puede elegir entre un
movimiento lineal o angular, con velocidades fijas o
continuamente variables con gran facilidad.
Economía: La instalación de los sistemas neumáticos
tiene un costo relativamente bajo ya que los componentes
son muy económicos y requiere muy poco mantenimiento.
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5. Fiabilidad: El sistema se vuelve muy fiable gracias a la larga vida de
los componentes neumáticos. La velocidad de los actuadores es
elevada (1 m/s).
Resistencia al entorno: Las altas temperaturas, polvo o atmosfera
corrosivas no afectan al funcionamiento del sistema neumático.
Limpieza del entorno: El aire es limpio y con un adecuado
tratamiento de aire en el escape , puede ser instalado sin ningún
inconveniente en el área de trabajo.
Seguridad: No posee características explosivas, aun después de
haber sido comprimido. los actuadores neumáticos no producen
calor, en caso de fallo el sistema se detiene.
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6. Un circuito Neumático Básico puede representarse mediante el siguiente diagrama funcional:
1._ COMPRESOR
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7. 2._ TANQUE Ò DEPOSITO
3._ FILTRO
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8. CIRCUITO NEUMÁTICO BÁSICO
4._ VALVULAS
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Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales
en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden
abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una
enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más
corrosivos o tóxicos.

9. 5._ ACTUADOR
El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento
lineal se obtiene por cilindros de émbolo.
También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores neumáticos),
movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica de movimiento que lo hace
parecer de un tipo especial.
Actuador Lineal Actuador Rotativo
CIRCUITO NEUMÁTICO BÁSICO
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10. Clasificación de Actuadores Neumáticos
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11. Un actuador lineal es un dispositivo capaz de producir un movimiento lineal, es decir,
los movimientos de empuje y halado. De esta manera es posible elevar, ajustar, inclinar,
empujar o halar objetos pesados o difíciles de alcanzar con sólo pulsar un botón.
Adicionalmente, los actuadores ofrecen seguridad, movimiento silencioso, limpio de
control preciso. Ellos son energía eficiente de larga vida útil con poco o ningún
mantenimiento.
ACTUADORES LINEALES
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ACTUADORES LINEALES

12. ACTUADORES LINEALES
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13. ACTUADORES DE GIRO
ACTUADORES DE GIRO
Los actuadores rotativos son los encargados de transformar la energía
neumática en energía mecánica de rotación. Dependiendo de si el móvil de giro
tiene un ángulo limitado o no, se forman los dos grandes grupos a analizar:
Actuadores de giro limitado:
Son aquellos que proporcionan
movimiento de giro pero no llegan a producir
una revolución (exceptuando alguna
mecánica particular como por ejemplo piñón
–cremallera). Existen disposiciones de simple
y doble efecto para ángulos de giro de 90º,
180º, hasta un valor máximo de unos 300º
(aproximadamente).
Motores neumáticos (giro ilimitado):
Son aquellos que proporcionan
un movimiento rotatorio constante.
Se caracterizan por proporcionar un
elevado número de revoluciones por
minuto.
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14. ACTUADOR DE PALETA
El actuador de giro de tipo paleta quizá
sea el más representativo dentro del grupo
que forman los actuadores de giro limitado.
Estos actuadores realizan un movimiento
de giro que rara vez supera los 270º,
incorporando unos topes mecánicos que
permiten la regulación de este giro.
ACTUADORES DE GIRO
Tal y como podemos apreciar en la figura,
el funcionamiento es similar al de los
actuadores lineales de doble efecto. Al aplicar
aire comprimido a una de sus cámaras, la
paleta tiende a girar sobre el eje, Si la
posición es inversa, se consigue un
movimiento de giro en sentido contrario.
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15. ACTUADORES DE GIRO
ACTUADOR PIÑÓN – CREMALLERA
En esta ejecución de cilindro de doble
efecto, el vástago es una cremallera que
acciona un piñón y transforma el movimiento
lineal en un movimiento giratorio, hacia la
izquierda o hacia la derecha, según el sentido
del émbolo. Los ángulos de giro corrientes
pueden ser de 45º, 90º, 180º, 290º hasta 720º.
Es posible determinar el margen de giro dentro
del margen total por medio de un tornillo de
ajuste que ajusta la carrera del vástago.
El par de giro está en función
de la presión, de la superficie del
émbolo y de la desmultiplicación.
Los accionamientos de giro se
emplean para voltear piezas,
doblar tubos metálicos, regular
acondicionadores de aire,
accionar válvulas de cierre,
válvulas de tapa, etc.
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16. MOTORES DE PALETAS
Dentro de la variada gama de motores neumáticos, los más
representativos son los del tipo “de paletas”, también conocidos
como “de aletas”. Debido a su construcción sencilla y peso
reducido, su aplicación se ha extendido bastante en los últimos
años.
Su constitución interna es similar a la de los compresores de
paletas, es decir, un rotor ranurado, en el cual se alojan una serie
de paletas, que gira excéntricamente en el interior del estator. En
estas ranuras se deslizan hacia el exterior las paletas o aletas por
acción de la fuerza centrífuga cuando se aplica una corriente de
aire a presión.
El número de revoluciones en vacío oscila
entre 1000 y 5000 r.p.m., siendo
frecuentemente utilizados en herramientas
portátiles neumáticas (como taladradoras,
esmeriladoras, etc.).
ACTUADORES DE GIRO
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17. Posicionadores Neumáticos
Los posicionadores neumáticos convencionales reciben una señal de control
neumática y la traducen en la señal de salida neumática apropiada para el
actuador de la válvula de control. Esta tecnología de posicionador ha sido el
estandarte de la industria de control de procesos durante décadas, y aún hoy se
usa en gran medida.
Posicionador neumático de acción simple
El posicionador neumático de acción simple
(Fisher®
3610J) se usa con actuadores rotativos para
posicionar con precisión válvulas de control que se usan en
aplicaciones de regulación. El posicionador se monta
integralmente en la carcasa del actuador. Estos
posicionadores resistentes ofrecen una posición de válvula
proporcional a una señal de entrada neumática.
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ACTUADORES DE GIRO

18. APLICACIONES
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Dentro de las aplicaciones se pueden distinguir dos, móviles e industriales:
Aplicaciones Móviles
El empleo de la energía proporcionada por el aire a presión,
puede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar,
manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles
tales como:
· Tractores
· Grúas
· Retroexcavadoras
· Camiones recolectores de basura
· Cargadores frontales
· Frenos y suspensiones de camiones, etc.
APLICACIONES

19. APLICACIONES
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Aplicaciones Industriales
En la industria, es de primera importancia contar con
maquinaria especializada para controlar, impulsar,
posicionar y mecanizar elementos o materiales propios de la
línea de producción, para estos efectos se utiliza con
regularidad la energía proporcionada por fluidos
comprimidos.
Aplicación automotriz: Suspensión, frenos, dirección,
refrigeración, etc. Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas
de operaciones, camas de hospital, sillas
e instrumental odontológico, etc.

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