Simbologia y componentes neumáticos

1. Neumatica
Componentes y
simbologia

2. Sistema Neumático.
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 ) en movimientos rectilíneos y de
giro, que se usan 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. Un sistema básico, como se muestra en la
figura, esta compuesto por los siguientes elementos:

3. Sistema Neumático.
PRODUCCIÓN Y TRATAMIENTO DE AIRE
1. COMPRESOR.
2. MOTOR ELÉCTRICO.
3. PRESOSTATO.
4. VÁLVULA ANTIRETORNO.
5. DEPÓSITO.
6. MANÓMETRO.
7. PURGA AUTOMÁTICA.
8. VÁLVULA DE SEGURIDAD.
9. SECADOR DE AIRE REFRIGERADO.
10. FILTRO DE LÍNEA.
CIRCUITO DE UTILIZACIÓN
1. TOMA DE AIRE.
2. PURGA AUTOMÁTICA.
3. UNIDAD DE ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
4. VÁLVULA DIRECCIONAL.
5. ACTUADOR.
6. CONTROLADORES DE VELOCIDAD.

4. Simbología Neumática.
A nivel internacional la norma ISO 1219 1 y ISO 1219 2,
que se ha adoptado en España como la norma UNE-101 149
86, se encarga de representar los símbolos que se deben
utilizar en los esquemas neumáticos e hidráulicos.
En esta unidad solamente nos ceñiremos a la citada
norma, aunque existen otras normas que complementan a la
anterior y que también deberían conocerse. Estas son:

5. Estructura de un Circuito
Neumático.

6. Generación del aire comprimido.
Para generar el aire que se utiliza en un sistema
neumático el principal componente utilizado es el
compresor.
Existen diferentes tipos de compresores de los cuales se
existen de varios tipo:
Compresores de desplazamiento
Alternativos Rotativos
Embolo Diafragma Paleta Tornillo
Alimentación
Fuente de presión Símbolo
Símbolo

7. Compresores Alternativos.
Compresor de Embolo: Son los mas utilizados, su
funcionamiento es similar a un motor de 4 tiempos, es un
mecanismo manivela-biela-corredera, donde el pistón
(corredera) tiene un movimiento alternativo es decir sube y
baja de manera periódica, cuando el embolo baja se abre una
válvula de admisión y cuando esta en la parte inferior se
cierra, comienza a subir el pistón y se inicia la
compresión del aire. Cuando el aire se ha comprimido al
máximo se abre la válvula de escape y sale el aire a
presión.
Compresor de pistón de una etapa Compresor de pistón de dos etapas

8. Compresor de membrana o Diafragma: Tiene un
funcionamiento muy similar al de émbolo pero en este caso
se conecta al pistón una membrana cuya deformación
permite una mayor entrada de aire. Permite comprimir una
mayor cantidad de aire a la vez pero es más frágil y
costoso.
Compresores Alternativos.

9. Compresores Rotativos.
Compresor de paletas: Son muy silenciosos y proporcionan
un nivel de caudal prácticamente constante. La compresión
se efectúa como consecuencia de la disminución del
volumen provocada por el giro de una excéntrica provista
de paletas radiales extensibles que ajustan sobre el
cuerpo del compresor.

10. Compresores Rotativos.
Compresor de tornillo: Son caros, silenciosos y tienen un
desgaste muy bajo. Se basa en el giro de dos tornillos
helicoidales que comprimen el aire que ha entrado en su
interior.

11. Compresor Roots ó de Lóbulos: Son caros aunque pueden
suministrar aire a mayor presión que los anteriores, emplea
un doble husillo de forma que toma el aire de la zona de
aspiración y lo comprime al reducirse el volumen en la
cámara creada entre ellos y el cuerpo del compresor.
Compresores Rotativos.

12. La mayor parte de los compresores suministran un caudal
discontinuo de aire, de manera que se debe almacenar
en un depósito, el depósito a demás sirve para evitar que
los compresores estén en funcionamiento constantemente,
incluso cuando no se necesita gran caudal de aire, también
ayudan a enfriar el aire.
Depósitos ó Tanques.
Los depósitos generalmente disponen de manómetro que
indica la presión interior, una válvula de seguridad que
se dispara en caso de sobrepresiones y una espita para
el desagüe de las condensaciones que se producen en el
interior del depósito.
Acumuladores, depósitos de aire Símbolo

13. Para transportar el aire es necesario utilizar
conductores. Los conductores utilizados son tuberías
metálicas o de polietileno de presión.
El diámetro de las tuberías depende de las necesidades
de caudal que requiere la instalación, teniendo en
cuenta la caída de presión producida por las pérdidas y
la longitud de las
tuberías.
Conductores ó Tubería Neumática.
Símbolo
Cruce de tubería
Unión de tubería Manguera

14. Unidad de Mantenimiento.
La preparación del aire comprimido que consumen los
dispositivos neumáticos conectados en diferentes
puntos se realiza mediante las llamadas unidades de
mantenimiento. Estas unidades están formadas por
tres elementos diferentes: el filtro, el regulador y
el lubrificador.
Tiene como objetivo
detener las impurezas
que arrastra el aire
comprimido (polvo,
polen, restos de
pequeñas oxidaciones
etc…

15. Unidad de Mantenimiento.
Filtro
Separadores de agua con
accionamiento manual
Separadores de agua, automáticos
Lubricador
Válvula reguladora de presión con
orificio de descarga regulable
Unidad de
mantenimiento
Presentación simplificada de
una unidad de mantenimiento

16. Elementos de Mando y
Regulación Neumática.
Los elementos encargados del mando y regulación en los
circuitos neumáticos son las válvulas.
Estos elementos tienen como finalidad mandar o regular
la puesta en marcha o el paro del sistema, el sentido
del flujo, así como la presión o el caudal del fluido
procedente del depósito regulador, según su función las
válvulas se subdividen en los grupos siguientes:
1. Válvulas de vías o distribuidoras
2. Válvulas de bloqueo
3. Válvulas de presión
4. Válvulas de caudal y de cierre

17. Válvulas.
Válvula Distribuidora: Estas válvulas son los componentes
que determinan el camino que ha de seguir el aire en cada
momento, el sentido de desplazamiento de los actuadores,
trabajan en dos o más posiciones fijas determinadas.

18. Representación esquemática
de las válvulas.
Cada posición que puede adoptar una
válvula distribuidora se representa
por medio de un cuadrado.
El número de cuadrados yuxtapuestos indica el
número de posibles posiciones de la válvula
distribuidora.

19. Representación esquemática
de las válvulas.
Las posiciones de cierre dentro de las
casillas se representan mediante líneas
transversales.
La unión de conductos internos se
representa mediante un punto.
Las líneas representan los conductos
internos de la válvula, las flechas, el
sentido exclusivo o prioritario de
circulación del fluido.

20. Las conexiones externas ó vías (entradas y
salidas) se representan por medio de trazos
unidos a la casilla que esquematiza la
posición de reposo inicial, las uniones con
los actuadores figuran en la parte superior
y la alimentación de aire comprimido y el
escape en la inferior.
Representación esquemática
de las válvulas.

21. Representación esquemática
de las válvulas.
La otra posición u otras posiciones se obtienen
desplazando lateralmente los cuadrados, hasta que
las conexiones coincidan.
Las posiciones pueden
distinguirse por medio de
letras minúsculas a, b, c, d...
Si la válvula es de tres
posiciones, la intermedia es,
en principio, la de reposo.

22. Código de las vías de las
válvulas.
CONDUCTOS NORMA ISO NORMA CETOP
Alimentación de
presión
P 1
Conductos de
trabajo
A, B, C, ... 2, 4, 6, ...
Escapes R, S, T, ... 3, 5, 7, ...
Conductos de
pilotaje
Z, Y, X, ... 12, 14, 16, ...
ISO CETOP

23. Los conductos de escape a través de
un conducto se representan
con un triángulo ligeramente
separado del símbolo de la válvula.
Representación esquemática
de las válvulas.
Los conductos de escape sin
empalme de tubo, es decir cuando
el aire se evacua directamente a
la atmósfera se representan
mediante un triángulo unido al
símbolo de la válvula.

24. Válvulas.
NA
NC
NA
NC
Válvulas
Distribuidoras
Válvula
2/2
Válvula
3/2
Válvula
4/2
Válvula
5/2
Válvula
5/3
Se escribe: Válvula de 2/2 vías
Se dice: Válvula de 2 vías /2 posiciones

25. Válvulas.

26. Válvulas.

27. Válvula selectora: se utiliza cuando se desea que
coincidan en una tubería dos flujos neumáticos
provenientes de dos tuberías distintas sin que se
produzcan interferencias entre los dos. Si a través de uno
de los orificios de entrada se introduce aire comprimido,
éste pasa al orificio de utilización; mientras que el otro
orificio de entrada permanece cerrado. Las válvulas
selectoras funcionan como una puerta lógica OR; es decir,
si existe presión en una de las dos entradas, habrá
presión a la salida.
Válvulas.
SímboloVálvula selectora (función O)

28. Válvulas.
Válvula de Simultaneidad: Se utilizan cuando se necesitan
dos o más condiciones para que una señal sea efectiva.
Cuando tenemos solamente señal (presión) por una de las
dos entradas (1), ella misma bloquea su circulación hacia
la vía de utilización (2). Sólo cuando están presentes
las dos señales de entrada (1) se tiene salida por 2.
Eléctricamente se conoce como montaje en serie y también
recibe el nombre de módulo Y (operador lógico AND), por
su denominación en lógica digital.
SímboloVálvula de simultaneidad (función Y)

29. Válvula antirretorno o de retención: Las válvulas de
retención se utilizan en los sistemas fluidos para
permitir flujo en una dirección y para bloquear el mismo
en la otra dirección. Se clasifican como válvulas de
control direccional de una sola vía o unidireccionales.
La válvula de retención puede instalarse
independientemente en una línea para permitir el flujo en
una dirección solamente, o puede ser utilizada como parte
integrante de válvulas globo, de secuencia, de
contrabalance, y de válvulas manorreductoras.
Válvulas.
SímboloVálvula antirretorno Válvula antirretorno, bajo
presión
de resorte

30. Válvula estranguladora unidireccional:
Se encarga de permitir el paso del aire
libremente cuando circular desde el
terminal 2 al 1. Mientras que
estrangula el aire cuando circula desde
el terminal 1 al 2. Se utiliza para
hacer que los cilindros salgan o entren
más lentamente.
Válvulas.
Símbolo
Válvula de estrangulación, regulable
Válvula de estrangulación de retención

31. Las válvulas pueden ser accionadas de diferentes maneras,
incluso pueden accionarse de manera distinta en un
sentido u otro, el accionamiento puede ser:
Accionamiento de las
válvulas.
Accionamientos por
fuerza muscular.
Accionamientos
Mecánicos
Accionamientos
Neumáticos
Accionamientos
Eléctricos

32. Elementos de Trabajo.
A los mecanismos que convierten la energía del aire
comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores
neumáticos, hay dos tipos de actuadores, los que producen
movimiento lineal (cilindros) y los que producen
movimiento rotativo (motores). La energía inherente al
aire comprimido alimenta a los actuadores neumáticos donde
se transforma en movimientos de vaivén, en los cilindros,
o en movimiento de giro en los motores.

33. Elementos de Trabajo.
Cilindro de simple efecto: Se trata de un tubo cilíndrico
cerrado dentro del cual hay un émbolo unido a un vástago
que se desplaza unido a él. Por un extremo hay un orificio
para entrar o salir el aire y en el otro está albergado un
muelle que facilita el retorno del vástago. Este tipo de
cilindro trabaja en un solo sentido, cuando el aire entra
en él. El retroceso y desalojo del aire se produce por la
fuerza del melle que está albergado en el interior del
cilindro, la fuerza de empuje que realiza hacia fuera el
vástago corresponde con la fórmula.
SímboloCilindro de simple efecto
Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo – Fuerza del muelle

34. Elementos de Trabajo.

35. Elementos de Trabajo.
Cilindro de doble efecto: Se trata de un tubo cilíndrico
cerrado con un diseño muy parecido al cilindro de simple
efecto, pero sin el muelle de retorno, el retorno se hace
por medio de otra entrada de aire. Este tipo de cilindro
trabaja en los dos sentidos, cuando el aire entra en él
produce fuerza y desaloja el aire que está en el otro
compartimento. El retroceso y desalojo del aire se produce
cuando el aire entra por el otro orificio. La fuerza de
empuje que realiza hacia fuera el vástago corresponde con
la fórmula.
Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo
La fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentro
el vástago corresponde con la fórmula.
Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo – Superficie del vástago)
SímboloCilindro de doble efecto

36. Elementos de Trabajo.

37. Elementos de Trabajo.
Motor de paletas: genera movimiento rotativo continuo.
El aire entra por una parte y hace que giren las
paletas, la herramienta se encuentra sujeta sobre el
eje de giro. Se trata del motor neumático más
utilizado, puede dar una potencia de hasta 20 CV y
velocidades desde 3000 a 25000 rpm.
Motor neumático con volumen constante
de desplazamiento y un sentido de paso
del aire
Motor neumático con volumen
variable de desplazamiento y un
sentido de paso del aire
Motor neumático con volumen
variable de desplazamiento y dos
sentidos de paso del aire

38. Elementos de Trabajo.

39. Cilindro basculante: genera movimiento alternativo en
una dirección u otra. Se trata de un cilindro con dos
entradas de aire que hacen mover una paleta que
contiene un eje de giro al cual está sujeto el objeto
que queremos mover, por ejemplo un limpia parabrisas.
Elementos de Trabajo.
Motor neumático oscilante Símbolo

40. Fin de la Presentación
Thanks for Watching
Ing. David Antonio Córdoba Jáquez.