Guia completa de sistemes pneumàtics: components i funcionament

Sistemes Pneumàtics

Components i Funcionament

Motor Pneumàtic

Motor pneumàtic: Té fins a 500.000 rpm amb gran facilitat per a invertir el sentit de gir. Pot sobrecarregar-se fins a aturar-se, sense conseqüències negatives.

Cilindres de Moviment Lineal

Són elements de potència i s'encarreguen de transformar l'energia de pressió de l'aire comprimit del circuit pneumàtic en moviment lineal alternatiu i força de treball mecànic.

• Cilindre de simple efecte: Realitza força en un sentit, la tornada s'efectua mitjançant molla o bé una força externa.
• Cilindre de doble efecte: Fa força en els dos sentits del moviment; necessita dues connexions d'aire comprimit. La força d'anada és superior a la de tornada.
• Cilindre de membrana: El pistó és substituït per una membrana de plàstic, cautxú o metall i l'èmbol és la superfície de la membrana.
• Cilindre de doble tija: Són de doble efecte, la força és la mateixa en les dues cambres, ja que les superfícies són iguals. Adequat per accionar finals de cursa.
• Cilindres en tàndem: Són dos cilindres de doble efecte instal·lats en sèrie sobre un mateix cos. Aplicant la pressió d'aire comprimit en els dos èmbols, al mateix temps es duplica aproximadament la força a transmetre en l'extrem de l'èmbol.
• Cilindres multiposicionals: Constituïts per dos cilindres de doble efecte units per una cambra posterior comuna als dos pistons. S'utilitzen per a baixar i aixecar càrregues en estacions fixes i múltiples, selecció de vies i diferents posicions de desplaçament en unitats de màquines-eines.
• Cilindres d'impacte: Creats per fer grans esforços, amb dimensions reduïdes. Es poden muntar en qualsevol posició, però s'han de poder accelerar entre els 50 i 75 mm.

Cilindres de Moviment Giratori

• Cilindres ròtics: Permeten girs de 0º fins a 180º en ambdós sentits. S'hi poden ajustar els angles de gir, amb topalls inicials i finals de recorregut.
• Cilindre de gir: Permeten un gir de 0º fins a 360º. Es tracta d'un pistó de doble èmbol que fa avançar i retrocedir una cremallera, i fa girar un pinyó que transmet el moviment de gir a un eix principal.

Vàlvules

Dispositius que controlen els sistemes pneumàtics, la posada en marxa i l'aturada, el sentit, la pressió i el flux enviat per un generador (compressor, bomba...).

Característica principal: la funció que desenvolupa i la forma d'accionament.

• Vàlvules de vies: Són les que determinen el camí o via que ha de seguir l'aire comprimit. (Connexió de pressió...........P(1) / Connexions d'utilització.......A o B(2,4) / Connexions d'escapament.......R o S(3,5). Senyals de comandament: X,Y.....(12,14, pilotatge: la pressió 1 comunica amb la utilització 2,4.. etc.)
• Vàlvules de bloqueig: Tallen el pas d'aire comprimit, tan sols es bloqueja un sentit de pas, l'altre queda lliure.
  • Vàlvula de retenció: Tanca completament el pas en un sentit i deixa lliure el pas en sentit contrari.
  • Vàlvula selectora de circuit: Disposa de dues entrades i d'una sortida, el bloqueig es fa sobre l'entrada que es troba en escapament.
  • Vàlvula de simultaneïtat: Disposa de dues entrades i d'una sortida; hi haurà una senyal de sortida si simultàniament hi ha pressió en les dues entrades.
  • Vàlvula d'estrangulació amb antiretorn: És el regulador de la velocitat unidireccional, format d'un antiretorn en paral·lel amb una vàlvula d'estrangulació regulable.
• Vàlvules de pressió:
  • Vàlvula reguladora de pressió: S'utilitzen per a mantenir constant la pressió d'una instal·lació o d'un circuit.
  • Vàlvules d'estrangulació: Tenen una repercussió directa en la regulació del cabal de circulació d'un circuit, i poden ser de cabal fix o regulable.
• Accionament de les vàlvules distribuïdores: Directes i a distància (indirectes). En els directes l'element de comandament es troba en la mateixa vàlvula (polsador, pedal...). Si l'accionament és a distància, l'element emissor de senyal es troba separat de la vàlvula distribuïdora, i poden ser de comandament elèctric o pneumàtic.

Pressió

• Pressió atmosfèrica: És la pressió que té l'aire lliure en un lloc determinat, i disminueix amb l'altitud.
• Pressió manomètrica: És la que sobrepassa la pressió atmosfèrica i és la que ens indica el manòmetre.
• Pressió absoluta: És la suma de la pressió atmosfèrica més la manomètrica o relativa. (p.abs = p.atm + p.rel)

Compressor

Màquina que té la funció de comprimir l'aire (gasos) i transformar l'energia mecànica aplicada al seu eix en energia d'aire comprimit. Els compressors són generadors de cabal. Per a obtenir una pressió és necessari que el cabal d'entrada a un circuit sigui més gran que el de sortida.

Tipus de Compressors

• Alternatius:
  • D'èmbol: N'hi ha de totes les mides i poden proporcionar des de cabals petits fins als de 500 m³/min. Es poden aconseguir pressions de 4 bars en els de baixa pressió i una etapa, i fins a 15 bars en els de dues etapes.
  • De membrana: Similar que el d'èmbol, amb l'avantatge de no necessitar lubricació. Poden arribar a pressions de fins a 7 bars i cabals de 175 l/min.
• Lòbuls Roots: No necessiten lubricació, cabals de fins a 5 m³/s a pressions de 0,05 a 0,5 bars.
• De paletes: Menys sorollosos que els d'èmbol. Cabals de 4 a 15 m³/min a pressió de 2 a 10 bars.
• De cargol: Molt silenciosos (75 dB a 1 m) poden ser amb lubricació o sense. Cambra refrigerada amb aigua o aire. Cabals entre 3 i 8 m³/min i pressions entre 7,5 i 13 bars.
• D'ungla: Els elements de compressió s'obtenen amb geometries quasi perfectes. Consten de dos rotors de perfil especial i sincronitzats. Cabal màxim de 9 m³/min i pressió no supera els 8 bars.
• Turbocompressors: Poden subministrar grans cabals d'aire a baixa pressió, no tenen aplicació en la pneumàtica.

Dipòsit

Funcions:

1. Esmorteir les pulsacions del cabal de sortida dels compressors.
2. Aconseguir que els motors que fan funcionar els compressors no ho tinguin de fer de forma contínua.
3. Fer front al requeriment màxim del cabal sense que es produeixi cap caiguda de pressió en la xarxa.

Unitat de Manteniment

Filtre d'aire amb separador d'aigua, regulador de pressió, lubricador, manòmetre.

Xarxa

• Xarxa oberta: Aquest sistema pot provocar condicions desfavorables en la xarxa. No garanteix una pressió molt constant en cada punt de la presa d'aire comprimit, per tant, en instal·lacions en les quals es fa necessari una pressió constant, no és recomanable.
• Xarxa tancada: La xarxa principal s'ha d'instal·lar en sistema anular (tancat). En el tub principal es van instal·lant les unions de derivació per a les preses d'aire comprimit. Unes derivacions en T i distribuïdors amb racords fan possible l'alimentació de les preses d'aire a pressió que es puguin preveure.