Fundamentos de Neumática e Hidráulica: Cálculos, Componentes y Aplicaciones

Consumo de aire o V_TOTAL.   =

 = 2,136 dm³ = 2,136 litros para pasarlo a condiciones normales: P.V =cte; P₀.V₀ = P₁.V₁ Donde: P₀ = P_atm = 1 atm P₁ = 5atm + 1atm = 6atm V₁ = 2,136 litros Luego: V₀ =

=

 = 12,816 litros Superficie émbolo: 

=

= 0,005 m²    Anuar émbolo retroceso. Sr=

=0,0047 m²  F_A  teórica avance= P.

 =

= 3015,93 N   F_{R teórica retroceso}

 = 

= 2827,433 N Diámetro mínimo: S =

=

=

 cm² =4 cm² ; S = π/4.

=

  =

= 0,405 cm  CAUDAL: C = S.v = 0,04dm².10dm/s = 0,4 l/s  Fuerza Resultante:  Fr = F1+F2 = 240 N Donde se sitúa punto de aplicación: F1.d = Fr.d2 ; Sustituyendo: d2 =

=

= 0,625m , d1 = 1,5-0,625 = 0,875m    Clasificación válvulas: Manuales, Mecánicas, Por presión, Electroválvulas: por electroimán.

Descripción de cilindros representados:

1. C de simple efecto retorno por resorte.
2. C de simple efecto con retorno por fuerza externa.
3. C de doble efecto
4. C de doble efecto y doble vástago
5. C telescópico de doble efecto.

Tipos de elementos:

1. C de simple efecto con retorno por resorte
2. C de doble efecto
3. C multiplicador de presión aire-aceite (el aceite es por la flecha rellena).
4. C de simple efecto con retorno por fuerza externa.
5. C de doble efecto sin vástago.
6. Motor neumático de un sentido de giro.

Ejercicio: Acumulador de 3m³

a) Cantidad de volumen:

P0 = 1bar, T0 = 273 KV₀ =

=

= 19,43m³

Función válvulas antirretorno:

Cierra por completo el aire en un sentido y lo deja libre en el contrario, con la pérdida de presión lo más pequeña posible.

Fuerza de avance y retroceso cuando tenemos 10% rendimiento:  Freal = Fteórica – Frozamiento = Fteórica – 10%. Fteórica; 1 bar = 1 Kp/cm²

F_REALAVANCE = η .P . S_A = P.

 =

= 3.435N  F_{REALRETROCESO} = η .P.

 = =

= 3.266N 

Válvulas de arranque progresivo:

Puesta a presión progresiva de una instalación neumática para proteger los elementos neumáticos después de una parada de urgencia que haya provocado la purga de la instalación.

Para regular la velocidad cilindros:

Válvula reguladora unidireccional.  

Válvulas de bloqueo:

Válvulas que dejan pasar el aire a presión en un solo sentido, cerrando el flujo en sentido contrario.

Tipos de accionamiento:

Mecánicos, manuales, por presión, eléctricos.

Válvula reguladora de presión:

Mantener en la línea y en el sistema un valor de presión constante aún si la red de alimentación tiene presiones de valor oscilante y consumos variables.

Descripción de los componentes:

1. Compresor hidráulico movido por un motor eléctrico.
2. Depósito atmosférico.
3. Válvula antirretorno, permite el sentido de circulación del aceite del depósito 2 a la válvula 4 e impide la circulación de aceite en el contrario.
4. Válvula distribuidora 4/3 con paro intermedio, accionamiento manual por palanca y centrada por muelle.
5. Cilindro de doble efecto.

Explique funcionamiento:

El cilindro hidráulico de doble efecto 5 es accionado por la válvula 4 de tres posiciones:

• Derecha: desplaza el vástago hacia la derecha.
• Central: el vástago queda detenido en el punto donde se encuentre en el instante en que se pasa a esta posición.
• Izquierda: desplaza el vástago hacia la izquierda.

Fuerza real: Freal= η (Fteórica  – Fmuelle ) = 0,9. (2650,72 N – 60 N) = 2331,65 N

Tres tipos de válvulas neumáticas

• Válvulas distribuidoras: determinan la apertura y cierre y las modificaciones en el sentido de flujo del aire. Ej:2/2,3/2,5/2,5/3,etc
• Válvulas de bloqueo: cortan el paso del aire comprimido. Son: antirretorno, selectora, de simultaneidad, de escape rápido, estranguladora unidireccional.
• Válvulas reguladoras de caudal: influyen en la cantidad de caudal que circula. Son: estranguladora bidireccional.

Volumen avance: V_A = S_A. L

. L 

= 1,54 dm³ =1,54 litros 

Volumen retroceso:

V_R = S_R. L 

= 1,34dm³ = 1,34 litros

Trabajo efectivo:

F efectiva RETROCESO = η . F TEÓRICA RETROCESO = 0,7.10.10⁵ N/m². (0,06²-0,008²) m² = 1944 N  por lo que W efectiva = F efectiva RETROCESO.L = 1.944 N.0,04 m = 77,761 J  

Elementos de regulación y control:

Son los encargados de regular el paso del aceite desde las bombas a los elementos actuadores.

Elementos actuadores:

Son los encargados de transformar la energía oleohidráulica en otra energía.

Ventajas e inconvenientes de las bombas de émbolo frente a las rotativas:

La ventaja es que son más económicas y el inconveniente que son más ruidosas.