T12 neumatica.oleohidraulica ejercicios

TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I1. Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz
EJERCICIOS TEMA 12: CIRCUITOS NEUMÁTICOS Y
OLEOHIDRAÚLICOS
Ejercicio 1
Un cilindro neumático de simple efecto ejerce una fuerza real de avance de 2.000 N. La fuerza que ejerce
el muelle es de 300 N, la presión de trabajo del cilindro es de 6 bar (1 bar = 105
N/m2
) y la carrera del
émbolo es de 70 mm. Calcule:
a) El diámetro del cilindro.
b) El volumen consumido de aire, durante una hora si funciona a una velocidad de 10 ciclos por
minuto.
Solución:
a) El diámetro del cilindro.
Freal = p . S – Fmuelle = p . π.r2
– Fmuelle
2000 = 6. 105
.π. r2
- 300 r = 0,035 m
El diámetro será de 70 mm
b) El volumen consumido de aire, durante una hora si funciona a una velocidad de 10 ciclos por
minuto.
El volumen en un ciclo será: V = S . c = π.r2
. c = π. 3,52
. 7 = 269,4 cm3
El volumen en una hora será: 269,4 . 10 . 60 = 161640 cm3
Ejercicio 2
Conteste a las siguientes preguntas:
a) Calcule el diámetro de un cilindro para producir un trabajo de 625 J sabiendo que la presión del
aire del circuito es de 6,5 bar (1 bar = 105 N/m2
), la resistencia del muelle es de 500 N, la carrera
del pistón es de 90 mm y el rendimiento del sistema de compresión del aire es del 80 %.
b) ¿Qué elementos contiene una unidad de mantenimiento de un circuito neumático? Dibuje su
símbolo. ¿Qué función tiene cada uno de ellos?
Solución:
a) W = F. d 625 = Futil. 0,090 Fútil = 6944,4 N
Freal = (p . S – Fmuelle) Ƞ = (p . π.r2
– Fmuelle) Ƞ
6944,4 = (6,5. 105
.π. r2
- 500).0,80 r = 0,038 m
El diámetro será de 76 mm
b) Unidad de mantenimiento: lleva un grupo de tratamiento con: Filtro de aire comprimido, Regulador
de presión, manómetro y Lubricador.
Filtro de aire comprimido: El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido
circulante todas las impurezas y el agua acumulada por condensación. Los filtros
disponen de una purga que puede ser manual, semiautomática o automática.
Reguladores de presión: El regulador tiene la misión de mantener la presión de trabajo
(secundaria) lo más constante posible, independientemente de las variaciones que sufra
la presión de red (primaria) y del consumo de aire.
Lubricador: aporta aceite a los elementos neumáticos. El lubricante previene de un
desgaste prematuro de las piezas, reduce el rozamiento y protege los elementos contra
la corrosión.

Toda la unidad de mantenimiento se puede representar de forma
Ejercicio 3
Se dispone de un cilindro de doble efecto con un émbolo de 80 mm de diámetro, un vástago de 35 mm de
diámetro y su carrera es de 90 mm. La presión del aire es de 6,5 bares (1 bar = 105
N/m2
) y realiza 12
ciclos completos cada minuto.
a) Calcule la fuerza que ejerce el cilindro en el avance y en el retroceso.
b) Calcule el consumo de aire en litros/minuto
Solución:
a) Fuerza en el avance y retroceso
Favance = p . Se = p . r2
= 6,5 . 105
. π . 0,0402
= 3267, 3 N
Fretroceso = p . Sr = p .(Se – Sv) = 6,5 . 105
.( π . 0,0402
- π . 0,01752
) = 2641,9 N
b) Consumo de aire en litros/minuto
Vamos a realizar los cálculos en dm y así después pasar de dm3
a litros
Vavance = Se . c = . π . 0,402
. 0,9 = 0,45 dm3
Vretroceso = Sr . c = (Se – Sv) . c = .( π . 0,402
- π . 0,1752
) . 0,9 = 0,37 dm3
VTOTAL = Vavance + Vretroceso = 0,45 + 0,37 = 0,82 dm3
/ ciclo = 0,82 L / ciclo
0,82 L / ciclo . 12 = 9,84 L / min
Ejercicio 4
Responda a las siguientes cuestiones:
a) Determine el trabajo real que se obtiene de un cilindro de simple efecto de 70 mm de diámetro y
60 mm de carrera. El cilindro funciona a una presión de 7 bar, la resistencia del muelle es de 225
N y el rendimiento del sistema de compresión es del 75% (1 bar = 105
N/m2
).
b) Dibuje un circuito en el que se active un cilindro al pulsar manualmente una válvula 3/2, con
regulación de velocidad en el avance y en el retroceso y, al soltar, el cilindro recupere su posición
inicial. Nombrar todos los elementos del circuito.
Solución:
a) F = p . Se – Fmuelle = 7 . 105
. π . 0,0352
- 225 = 2469 N
ŋ = Futil / Fabsorbida 0,75 = Futil / 2469 Futil = 1851,7 N
Wutil = Futil C = 1851,7 . 0,060 = 111,1 J
Válvula reguladora de presión con
manómetro
Filtro-secador

b)
Ejercicio 5
Observe los siguientes elementos de un circuito neumático.
a) Nómbrelos.
b) Diseñe con ellos un circuito de tal manera que el cilindro avance cuando se accionen dos
pulsadores a la vez y retroceda con velocidad regulada y controlada de forma automática al llegar
al final de su carrera.
Solución:
a)
Unidad de mantenimiento
y Compresor
Válvula 3/2 con
accionamiento por pulsador
y retroceso por muelle
Válvula estranguladora
unidireccional
Válvula 5/2 con
accionamiento y retroceso
servopilotado
Válvula de
simultaneidad
Cilindro de doble efecto
con amortiguación
regulable
Válvula 3/2 con
accionamiento mecánico por
rodillo y retroceso por muelle
Cilindro de simple efecto
Válvula estranguladora unidireccional a la salida del vástago
Válvula estranguladora unidireccional a la entrada del vástago
Válvula 3/2 con accionamiento por pulsador y retroceso por muelle
Compresor

b)
Ejercicio 6
a) Calcule el trabajo desarrollado por un cilindro neumático cuyo émbolo posee un diámetro de 20
mm y una carrera de 100 mm, alimentado con una presión de 58,8 N/cm2
. Suponga que
desarrolla la fuerza máxima para la que está diseñado.
b) Dibuje un cilindro de doble efecto e indique sobre el dibujo al menos cuatro de las partes más
importantes.
Solución:
a) F = p . Se = 5,85 . 105. π . 0,0102 = 183,8 N
W = F. C = 183,8 . 0,100 = 18,38 J
b)
Ejercicio 7
a) En un recipiente de 40 L se introduce aire a una presión de 2×105
N/m2
. Calcule la presión si el
volumen se reduce a la mitad, permaneciendo constante la temperatura.
b) Antes de ser utilizado el aire en los circuitos neumáticos es sometido a unos tratamientos. Indique
con sus símbolos respectivos estos tratamientos poniendo el nombre a cada uno
Solución:
a) Si la temperatura es constante la ley de los gases perfectos queda así:
p1 V1 = p2 V2 2. 105 N/m2 . 40 L = p2 . 20 L p2 = 4 . 105
N/m2
b) Tratamientos del aire comprimido:
Amortiguación regulable
Vástago
Émbolo Tubería de entrada y salida de aire
Cámara de entrada y salida de aire

El aire necesita un proceso de secado y limpiado antes de llegar al circuito. Esto se consigue
montando una serie de componentes. Estos componentes se dibujan con sus
correspondientes símbolos neumáticos.
Compresor: eleva la presión del aire a la presión de trabajo deseada.
Pueden ser compresores móviles (en el ramo de la construcción o
en máquinas que se desplazan) o estaciones centrales de grandes
instalaciones.
Refrigerador: enfría el aire que sale caliente del compresor. Se
deja el aire a una temperatura de 25ºC
.
Secador-frigorífico: elimina el agua que queda
Unidad de mantenimiento: lleva un grupo de tratamiento con:
Filtro de aire comprimido, Regulador de presión, manómetro y
Lubricador.
Filtro de aire comprimido: El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido
circulante todas las impurezas y el agua acumulada por condensación. Los filtros
disponen de una purga que puede ser manual, semiautomática o automática.
Reguladores de presión: El regulador tiene la misión de mantener la presión de
trabajo (secundaria) lo más constante posible, independientemente de las
variaciones que sufra la presión de red (primaria) y del consumo de aire.
Lubricador: aporta aceite a los elementos neumáticos. El lubricante previene de
un desgaste prematuro de las piezas, reduce el rozamiento y protege los
elementos contra la corrosión.
Toda la unidad de mantenimiento se puede representar de
forma simplificada por el siguiente símbolo
Ejercicio 8
a) Denomine los elementos de los que consta el siguiente esquema.
b) Explique su funcionamiento
Solución:
a)
Elemento Denominación
Compresor
E

A
Válvula distribuidora 2/2 (2 vías y 2 posiciones) accionada por 2
pulsadores en el avance y retorno
B
Electroválvula distribuidora 4/2 (4 vías y 2 posiciones) accionada por
2 relés en el avance y retorno
C y D
Válvula distribuidora 3/2 (3 vías y 2 posiciones) accionada por una
leva en el avance y retorno por muelle
E Cilindro de doble efecto con doble vástago
Aire evacuado a un conducto (escape indirecto)
b) Funcionamiento:
Cuando accionamos el pulsador izquierdo de la válvula A, el aire circula por la electroválvula B
y entra al cilindro en la cámara derecha, el cilindro se desplaza hacia la izquierda y el vástago
izquierdo sale y toca la leva de la válvula C permitiendo que el aire circule por ella y ésta acciona
la electroválvula B por, de modo que B cambia de posición y permite que el aire circule por B y
entre al cilindro por la cámara de la izquierda. En el cilindro el vástago izquierdo se recoge y
sale el vástago derecho que toca la leva de la válvula D, ésta cambia de posición y acciona por
la derecha la electroválvula B. Ahora el aire entra al cilindro por la cámara derecha y vuelve a
repetirse el ciclo.
En resumen: al accionar el pulsador izquierdo de la válvula A, comienza un ciclo automático en
el que el cilindro se desplaza alternativamente de izquierda a derecha.
El pulsador derecho de la válvula A detiene el ciclo.
Ejercicio 9
Conteste las siguientes cuestiones:
a) Determine el trabajo efectivo de un cilindro de doble efecto en el retroceso, sabiendo que el
diámetro del émbolo es de 60 mm, el del vástago 8 mm y la carrera de 40 mm. El cilindro funciona
a una presión de 10 bar con un rendimiento del 70%
b) Dibuje el cilindro neumático de doble efecto, y una válvula 5/2 NA (normalmente abierta), con
retroceso por muelle, sus interconexiones y alimentación
Solución:
a) W = F c
Fútil en retroceso = p . Sr - Frozamiento F retroceso = p . Sr Sr = Sa – Sv
Sr = Sa – Sv = Pre
2 - Prv
2 - = P 0,032 – P 0,0042 = 0,0028 m2
Fretroceso = 106
. 0,0028 = 2800 N
W = 2800 . 0,040 =112 J
Wútil = W. ᶯ =112 . 0,70 = 78,4 J
b) Cilindro neumático de doble efecto
Válvula 5/2 NA con retroceso por muelle

Ejercicio 10
Conteste, razonando la respuesta, a las siguientes cuestiones sobre la figura adjunta:
a) Explique el funcionamiento del circuito neumático mostrado.
b) Nombre y explique brevemente el funcionamiento de los componentes empleados en el circuito
neumático.
Solución:
a) Al pulsar simultáneamente las válvulas 1.1 (mediante pedal) y la válvula 1.2 (manualmente)
el aire llega a la válvula de simultaneidad, ésta le permite la salida y entra en el cilindro,
produciéndose el avance del vástago hasta que la varilla acoplada a su extremo toca en el
mando de la válvula 1.3, y entonces el aire pasa a través de la válvula 1.0.2 que regula el
caudal de aire y el cilindro comienza su movimiento de retroceso a velocidad lenta.
b)
- 1.1: válvula 3/2 con accionamiento mediante pulsación de pedal que permite el paso del
aire al pulsarla con el pie.
- 1.2: válvula 3/2 con accionamiento manual mediante pulsación que permite el paso del aire
al pulsarla con la mano.
- 1.3: válvula 3/2 con accionamiento mecánico y retorno por muelle que se activa cuando la
barra que lleva acoplado el vástago choca contra ella.
- 1.0.1: válvula de simultaneidad, que permite el paso del aire cuando es activada a la vez
en sus dos entradas de aire.
- 1.0.2: válvula reguladora de caudal unidireccional. Regula el caudal de aire solamente en
un sentido lo que hace que se controle la velocidad de retroceso del cilindro pero no la de
avance.
- 1.0: Cilindro de doble efecto que produce el movimiento del vástago tanto en el avance
como en el retroceso debido a la acción del aire comprimido
Ejercicio 11
Conteste a las siguientes preguntas:
a) Dado el circuito de la figura, indique el nombre
de los diferentes elementos que lo componen y
explique su funcionamiento.

Ejercicio 12
El conformado de una pletina de acero se hace mediante un sistema neumático de accionamiento manual
cuyo esquema queda representado en la figura. En base a ello:
a) Nombre todos sus elementos.
b) Explique el funcionamiento del sistema.
Ejercicio 13
En la cinta transportadora de una fábrica se implementa el sistema neumático cuyo esquema aparece en
la figura y en el que un sensor óptico-electrónico pilota la electroválvula con el fin de empujar las cajas que
son detectadas hacia un contenedor mediante la acción de un cilindro.
La presión del regulador está tarada a 3·105 Pa
a) Nombre los elementos del circuito.
b) Explique el funcionamiento del sistema. ¿Qué función cumplen 1.0.4 y 1.0.2?

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