Pneumàtica: Guia Completa de Sistemes, Components i Aplicacions

Què és la Pneumàtica? Definició i Aplicacions

Fonaments de la Pneumàtica

La pneumàtica és la part de la tecnologia que estudia l'ús de l'aire comprimit per produir treball útil. És el conjunt de tècniques basades en la utilització de l'aire comprimit com a fluid transmissor d'energia per a maquinària i mecanismes. L'aire comprimit és una forma d'emmagatzemar energia mecànica que pot ser utilitzada posteriorment per produir treball. Un exemple d'utilització és moure peces a distància. En els sistemes pneumàtics s'utilitzen cilindres pneumàtics per produir moviment quan s'introdueix aire a pressió, i aquest fa treball mecànic.

Avantatges i Inconvenients dels Sistemes Pneumàtics

• Avantatges:
  • Els sistemes pneumàtics permeten dissenyar fàcilment màquines que executen moviments molt complexos.
  • No generen guspires.
• Inconvenients:
  • Els equips són més cars.
  • El seu funcionament és més sorollós.

Aplicacions Comunes de la Pneumàtica

Algunes aplicacions són:

• Accionament de màquines en la indústria.
• Obertura i tancament de portes de transports.
• Frens en vehicles pesants.
• Eines portàtils.

Components Essencials d'un Circuit Pneumàtic

Sistema de Generació d'Aire Comprimit

La primera part d'un circuit pneumàtic és sempre un sistema de generació d'aire comprimit. Aquest sistema està format per diversos components:

• Compressor: Bomba d'aire accionada per un motor que produeix aire a pressió. Hi ha dos tipus principals:
  • Compressors d'èmbol: Un èmbol es mou alternativament i comprimeix l'aire.
  • Compressors de paletes: Són rotatius; les paletes giren en una cambra cilíndrica i creen cambres d'aire. L'aire entra al compressor quan la cambra és gran i surt quan és petita, moment en què l'aire es comprimeix.
• Refrigerador: Refreda l'aire després de ser comprimit.
• Acumulador o dipòsit: Emmagatzema l'aire comprimit per tal que el compressor no hagi de treballar constantment. El dipòsit consta de:
  • Un pressòstat que manté la pressió dins del dipòsit mitjançant un sensor de pressió.
  • Una vàlvula de seguretat que deixa escapar aire si la pressió és molt alta.
  • Un regulador que permet controlar la pressió que s'envia al circuit i consta d'un manòmetre.

Unitat de Manteniment de l'Aire

També consta d'una unitat de manteniment que serveix per condicionar l'aire que surt del dipòsit per tal que la instal·lació duri molt de temps. Té tres elements:

• Un filtre que evita el pas de partícules que transporta l'aire.
• Un regulador de pressió amb manòmetre que selecciona la pressió de funcionament constant i la redueix si és necessari.
• Un greixador o lubricador que injecta petites gotes d'oli a l'aire per tal que la instal·lació no s'oxidi.

Hi ha una unitat de manteniment a cada derivació.

Conduccions i Connexions

Finalment, el circuit té les conduccions. L'aire comprimit viatja per:

• Canonades rígides: Normalment de metall, utilitzades a les parts que no es modificaran.
• Canonades flexibles: De plàstic, utilitzades a les canonades amb moviment o modificacions.

Per unir els tubs es fan servir els connectors o raccords.

Actuadors Pneumàtics: Transformant Energia

Els actuadors transformen l'energia de l'aire comprimit en treball mecànic. Hi ha diversos tipus:

Cilindres Pneumàtics

• Cilindres d'efecte simple: Són els actuadors més utilitzats. Estan constituïts per un cilindre buit amb un èmbol. Només tenen una entrada d'aire. L'aire a pressió fa desplaçar l'èmbol, movent la tija; quan s'acaba la pressió, una molla fa tornar l'èmbol al seu estat inicial i l'aire s'expulsa.
• Cilindres de doble efecte: Tenen dues entrades d'aire. Depèn de per on entra l'aire, l'èmbol es mou en una direcció o en l'altra. Pot empènyer i estirar.
• Cilindres rotatius: S'utilitzen per obtenir un moviment giratori, sense arribar a donar una volta completa. Dos èmbols units per una cremallera es desplacen amb un pinyó quan engranen i els èmbols es mouen.

Motors Pneumàtics

Els motors pneumàtics proporcionen moviment de rotació. Els més utilitzats són els motors de paletes (turbines que giren amb l'aire comprimit). Estan formats per un rotor amb un eix descentrat respecte a la carcassa, que té unes paletes que són forçades a fregar contra la carcassa. L'aire comprimit fa que giri el rotor quan és empès per les paletes. Són utilitzats en eines manuals.

Vàlvules de Control en Pneumàtica

Per completar el circuit, necessitem vàlvules, components que controlen el pas de l'aire comprimit. Les més comunes són les distribuïdores, que permeten activar o parar un circuit o fer-lo funcionar seguint una seqüència.

Vàlvules Distribuïdores: Característiques

Les vàlvules distribuïdores es caracteritzen pel nombre de vies i de posicions. Les vàlvules es classifiquen per número (per exemple, X/Y), on el primer número és el de vies i el segon, el de posicions.

Tipus d'Accionament de Vàlvules

Hi ha vàlvules accionades automàticament. A part d'accionar vàlvules manualment, també es poden accionar de les següents maneres:

• Amb aire a pressió (control pneumàtic).
• Mitjançant una peça mecànica (accionament mecànic).
• Mitjançant un solenoide (accionament elèctric).

Aquests tipus d'accionament són molt importants en la indústria, ja que permeten automatitzar els sistemes pneumàtics sense intervenció humana.

Electrovàlvules: Control Elèctric

Les electrovàlvules són molt utilitzades perquè estan governades directament per electricitat i són molt fàcils de connectar a l'ordinador. Funcionen mitjançant un solenoide (bobina de fil conductor). Quan l'electricitat passa pel solenoide, aquest es comporta com un imant i atrau ferro. Això s'utilitza per obrir o tancar peces metàl·liques que permeten el pas de l'aire comprimit.

Control Directe en Circuits Pneumàtics

En els circuits pneumàtics més senzills, una o diverses vàlvules, accionades manualment, fan avançar o retrocedir un cilindre sense que hi intervinguin circuits intermedis. En aquest cas, es parla de control directe.