El documento describe los sistemas hidráulicos y neumáticos. Explica que la hidráulica usa líquidos mientras que la neumática usa aire o gases. Luego detalla las ventajas y desventajas de ambos sistemas, así como una comparación entre ellos. También cubre brevemente los sistemas de medición, control y mecatrónica.
2. SISTEMAS HIDRÁULICOS
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En el campo de la ingeniería el término hidráulica describe
sistemas fluidos que usan líquidos y neumática se aplica a
aquellos que usan aire o gases
• Unidades de presión: La presión se define como fuerza por unidad de
área. En el sistema SI la unidad de presión es el pascal Pa).
3. SISTEMAS HIDRÁULICOS - VENTAJAS
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• El fluido hidráulico actúa como lubricante, además de transportar el calor
generado en el sistema hasta un intercambiador de calor.
• Los actuadores hidráulicos de tamaño comparativamente pequeño pueden
desarrollar grandes fuerzas o pares.
• Por el escaso escurrimiento en los actuadores hidráulicos, la caída de
velocidad es pequeña cuando se aplica carga.
4. SISTEMAS HIDRÁULICOS - DESVENTAJAS
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• La potencia hidráulica no esta tan fácilmente disponible comparada con la
potencia eléctrica.
• El costo de su sistema hidráulico puede ser mayor que un sistema eléctrico
semejante que realice una función similar.
• Existen riesgos de fuego y explosión a menos que se usen fluidos a prueba
de incendio.
• En vista de que es difícil mantener un sistema hidráulico libre de
escurrimientos, el sistema tiende a ser sucio.
• El aceite contaminado puede causar fallas en el funcionamiento correcto
de un sistema hidráulico.
5. SISTEMAS NEUMÁTICOS
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Los sistemas neumáticos son sistemas de fluido que utilizan el
aire como el medio para la transmisión de señales y de potencia.
• El fluido más común en estos sistemas es el aire, otros gases pueden usarse
del mismo modo.
• Circuitos neumáticos que convierten la energía del aire comprimido en
energía mecánica.
• Dispositivos neumáticos llamados fluídicos
6. SISTEMAS NEUMÁTICOS
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El uso del aire en las industrias puede clasificarse de la siguiente manera:
1. Se utiliza el oxígeno del aire. (Sistemas de combustión)
2. Se utiliza el flujo del aire relativo. (Aeroplanos, paracaídas)
3. Se utiliza la fuerza debida al viento. (Yates, bombas elevadoras de aire)
4. Se utiliza la energía del aire comprimido. (Frenos de aire, herramientas
de aire comprimido)
5. Se utiliza la compresibilidad del aire. (Colchones de aire)
6. Uso de ciertos fenómenos debidos al flujo del aire. (Fluídicos)
7. SISTEMAS NEUMÁTICOS - VENTAJAS
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• En el sistema neumático la potencia de salida puede controlarse
fácilmente.
• La sobrecarga no perjudicará a los sistemas neumáticos.
• Puesto que el aire comprimido se puede almacenar en un tanque, el
sistema neumático puede responder a una fuerte demanda ocasional aun si
la compresora del sistema es de tamaño pequeño.
• El sistema neumático puede operarse en una escala amplia de
temperatura y está a prueba de incendio y explosión.
8. SISTEMAS NEUMÁTICOS - DESVENTAJAS
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• El aire no tiene la capacidad de lubricar las partes móviles.
• La humedad y las partículas extrañas en el aire pueden causar dificultades
en la operación normal de los sistemas neumáticos.
• La eficiencia de los sistemas neumáticos es generalmente baja (20 a 30%).
• La compresibilidad del aire causa atraso en la respuesta.
9. COMPARACIÓN ENTRE SISTEMAS NEUMÁTICOS Y
SISTEMAS HIDRÁULICOS
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1. El aire y los gases son compresibles, en tanto que el aceite es
incompresible.
2. El aire carece de propiedades lubricantes y siempre contiene vapor de
agua. El aceite funciona como fluido hidráulico y también como
lubricador.
3. La presión de operación normal de los sistemas neumáticos es
mucho más baja que la de los sistemas hidráulicos.
4. Las potencias de salida de los sistemas neumáticos son
considerablemente menores que las correspondientes a los sistemas
hidráulicos.
11. PROCESO DE DISEÑO
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El proceso de diseño para cualquier sistema puede considerarse como el
proceso que involucra las siguientes etapas:
1. La necesidad: El proceso de diseño comienza con una necesidad, quizá
del consumidor o cliente.
2. Análisis de problema: El primer paso en el desarrollo de un diseño es
investigar la naturaleza verdadera del problema, por ejemplo, cuando
éste se analiza.
3. Preparación de una especificación: Si se sigue el análisis, se puede
preparar la especificación de los requerimientos. Esto planteará el
problema, cualquier restricción sujeta a la solución, y el criterio a aplicar
para juzgar la calidad del diseño.
12. PROCESO DE DISEÑO
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4. Generación de soluciones posibles: a esto se le califica por lo general
como la etapa conceptual. Los esbozos de soluciones se preparan,
mismos que funcionan con los detalles suficientes que indican los medios
para obtener cada una de las funciones requeridas.
5. Selecciones de una solución apropiada: las diversas soluciones se evalúan
y la más apropiada es la que se selecciona.
6. Producción de un diseño detallado: el detalle de un diseño seleccionado
debe funcionar. Producción de prototipos o maquetas de tamaño natural.
7. Producción de dibujos de trabajo: El diseño seleccionado se traduce
entonces en dibujos de trabajo, diagramas de circuitos, etc., de manera
que se pueda elaborar el artículo.
13. SISTEMAS MECATRÓNICOS
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En el diseño de sistemas mecatrónicos, uno de los pasos incluidos es crear un
modelo del sistema, de forma que estas predicciones se hagan en relación
con su comportamiento cuando ocurran las entradas.
17. SISTEMAS DE MEDICIÓN
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Los sistemas de medición tienen una relevancia particular cuando se habla de
mecatrónica. En general, se puede considerar que estos sistemas están
formados por tres elementos básicos:
1. Un sensor que responda a la cantidad a medir al dar como su salida una
señal relacionada con la cantidad.
2. Un acondicionador de señal toma la señal desde el sensor y la manipula
dentro de una condición apropiada. más grande.
3. Un sistema visualizador donde se despliega la salida desde el
acondicionador de señal
19. SISTEMAS DE CONTROL
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Un sistema de control puede considerarse como un sistema que se puede
utilizar para:
1. Controlar algo variable de algún valor particular.
2. Controlar la secuencia de eventos
3. Controlar si ocurre o no un evento
