Fundamentos de Componentes y Actuadores Neumáticos Industriales

1. Materiales y Componentes en Sistemas Industriales

1.1. Materiales de Canalización

Ventajas y Desventajas

• Acero:
  • Ventajas: Más barato, más resistente.
  • Desventajas: Se oxida.
• Aluminio:
  • Ventajas: No se oxida, es ligero.
  • Desventajas: Más caro.

2. Actuadores de Movimiento Lineal

2.1. Configuración de Cilindros

• Cilindro de Simple Efecto:

  Utilizado para operaciones como marcar una pieza, realizar un golpe, o en aplicaciones que requieren un diámetro pequeño para no ejercer mucha fuerza.

• Cilindro de Doble Efecto:

  Presenta configuraciones planas con ranuras para la instalación de detectores magnéticos.

2.2. Aplicaciones de Cilindros

• Cilindro de Simple Efecto:
  • Amarre: Para impulsar y sujetar.
  • Expulsión: Para ejecutar y expulsar.
  • Pinza.
  • Tope: Como barrera.
• Cilindro de Doble Efecto:

  En sistemas con baja presión (ej. 2 bar), si se necesita mayor fuerza, es necesario agrandar la superficie del émbolo. Es un sistema generalmente económico.

2.3. Configuración para Amortiguar el Golpe

Existen diversas soluciones para amortiguar el impacto al final de la carrera de un cilindro:

1. Amortiguación Elástica:

   Consiste en interponer una goma entre superficies metálicas (ej. arandelas de goma en el cilindro). Es adecuada para cilindros pequeños.

2. Amortiguación Neumática:

   Permite que el émbolo salga rápidamente y frene al final de la carrera debido a la compresión del propio aire. Se regula mediante dos tornillos.

3. Amortiguación Hidráulica:

   Requiere la adquisición de un dispositivo externo al cilindro. Permite un frenado progresivo, siendo ideal para cargas que caen, cargas que pendulan o movimientos bruscos.

2.4. Tipos Especiales de Cilindros

• Cilindro Tándem:

  Utilizado cuando el espacio es limitado, estos cilindros proporcionan una mayor fuerza.

• Cilindros Multiposición:

  Constituidos por dos o más cilindros (de doble o simple efecto), son ideales para la clasificación de piezas y el manejo de cargas enormes.

• Cilindro de Doble Efecto sin Vástago con Arrastre Mecánico:

  Transmite su fuerza a través de una unión mecánica entre el émbolo y el elemento arrastrado, permitiendo esfuerzos mayores en unidades lineales de igual tamaño.

• Cilindro de Doble Efecto sin Vástago con Arrastre Magnético:

  La corredera es arrastrada por un émbolo interno. Su aplicación principal es en mesas lineales. Una de sus ventajas es que puede utilizarse en carreras largas, manteniendo siempre un movimiento rectilíneo y guiado.

3. Actuadores de Movimiento Giratorio

3.1. Motores de Paletas

• Motor Eléctrico (Problemas):
  • Se daña si se bloquea.
  • Requiere regulación de frecuencia.
• Motor Neumático (Ventajas):
  • Mejor comportamiento al detenerse.
  • Fácil regulación de caudal.
  • Permite cambio de dirección.

Ventajas y Desventajas Generales de Motores de Paletas

• Ventaja: Proporcionan altas r.p.m. (revoluciones por minuto).
• Desventaja: Menor par por giro (fuerza) y consumen un alto caudal de aire, lo que los hace más costosos en operación.

4. Acondicionamiento del Aire Comprimido

El acondicionamiento del aire comprimido es fundamental para el correcto funcionamiento y la vida útil de los componentes neumáticos. Se puede utilizar una válvula 3/2 para controlar el paso del aire.

• Filtro-Condensador:

  Dispositivo capaz de retener impurezas y suprimir la humedad del aire.

• Regulador de Presión:

  Asegura que varios equipos neumáticos trabajen a la misma presión. También funciona como válvula de seguridad.

• Manómetro:

  Instrumento para medir e indicar la presión del aire, aceite, etc.

• Lubricador:

  Suministra pequeñas dosis de aceite a los elementos neumáticos para su correcto funcionamiento y lubricación.

5. Componentes Auxiliares

5.1. Guías Lineales

Se aplican en superficies donde se requieren movimientos precisos y pueden soportar golpes fuertes.

5.2. Pinzas Neumáticas

Se utilizan para amarrar o sujetar elementos de manipulación. Al seleccionarlas, es crucial considerar la fuerza requerida, la carrera y la masa a mover. Pueden ser de fricción o de abrazadera.

6. Tabla de Componentes y Averías Comunes