CILINDROS DE SIMPLE EFECTO NEUMÁTICO

Los cilindros de simple efecto reciben aire a presión sólo en un lado. Esto cilindros sólo pueden ejecutar el trabajo en un sentido. El retroceso está cargo de un muelle incluido en el cilindro o se produce por efecto de una fuerza externa.

La fuerza del muelle hace retroceder el vástago de cilindro a suficiente velocidad, pero sin que el cilindro pueda soportar una carga.

En los cilindros de simple efecto con muelle de reposición, la carrera está defi­nida por la longitud del muelle. En consecuencia, los cilindros de simple efecto tienen una longitud máxima de aproximadamente 80 mm.

Por su diseño, los cilindros de simple efecto pueden ejecutar diversas funciones de movimientos denominados de alimentación, tales como los que se men­cionan a continuación:

· Entregar     

·  Bifurcar   

· Juntar · Accionar   

· Fijar    

· Expulsar

Partes  de  un  cilindro de simple  efecto

Accionamiento  directo de un cilindro de simple efecto

En  el ejemplo que se muestra a continuación, el vástago del cilindro avanza cuando un empujador es desplazado mecánicamente. Cuando el empujador queda libre, el vástago retrocede hasta su posición normal. Para este accionamiento directo es necesario utilizar una válvula de 3/2 vías cerrada en reposo. Por activación de la válvula de 3/2 vías pasa el aire a presión de 1 (P) hacia 2(A)), quedando bloqueada la conexión de evacuación de aire 3(R). El cilindro avanza.

 

En el momento en que deja de estar activada la válvula, un muelle de re­posición se encarga de conmutar a posición nor­mal. El aire a presión contenido en la cámara del lado del vástago es evacuado a través de la conexión 3(R) de la vál­vula. En estas circunstan­cias está bloqueada la conexión de alimentación 1 (P). El vástago retroce­de por acción del muelle de reposición. 

Accionamiento indirecto de un cilindro de  simple efecto

Tratándose de un accio­namiento indirecto del ci­lindro, la válvula de 3/2 vías 1.1 es activada por una válvula de 3/2 vías con pulsador 1.2. De es­te modo, la  unidad de maniobra puede tener una conexión de evacua­ción grande, correspon­diente al diámetro y a la capacidad de flujo del ci­lindro. La válvula con pulsador 1.2 se encarga de hacer avanzar al cilin­dro, transmitiéndose la señal a través de la vál­vula 1.1. Oprimiendo el pulsador, la válvula 1.1 conmuta por recibir una señal en la entrada 12(Z); en consecuencia, el cilin­dro avanza superando la fuerza del muelle de re­posición. Cuando se suelta el pulsador, queda cancelada la señal recibi­da en la entrada 12(Z). La válvula  1.1 vuelve a conmutar y el vástago del cilindro retrocede.

 

Cilindro de simple efecto de membrana

En estos cilindros se sujeta firmemente una membrana.

El vástago esta fijado en el centro de la membrana.

La carrera de retroceso se realiza por el resorte recuperador y la tensión de la membrana.

Tensar y prensar.

      Cilindro de simple efecto de membrana

 

Actividad: Observar el video de FESTO  “Actuadores neumáticos” https://www.youtube.com/watch?v=pwFBxBEV1Xs

Actividad:      Observar el video de FESTO   “Actuadores Neumáticos Lineales - Festo Didactic”        http://www.youtube.com/watch?v=81vVKByVod0

 

CILINDROS Y MOTORES NEUMÁTICOS 

La función de los actuadores neumáticos es transformar la energía acumulada en el aire comprimido en energía mecánica mediante un movimiento rectilíneo. Se denominan generalmente cilindros.

El cilindro es un tubo de sección circular constante, cerrado por ambos extremos, en cuyo interior se desliza un émbolo solidario con un vástago que atraviesa uno de los fondos. El émbolo divide al cilindro en dos volúmenes llamados cámaras y existen dos aberturas en las cámaras por donde puede entrar y salir el aire.

La capacidad de trabajo de un cilindro viene determinada por su carrera y su diámetro.

Los actuadores transforman la energía en trabajo. La señal de salida es controlada por el mando y el actuador reacciona a dicha señal por acción de lo elementos de maniobra. Otro tipo de equipos de emisión de señales son lo elementos que indican el estado del sistema de mando o de los actuadores como pueden ser, por ejemplo, los indicadores ópticos de accionamiento neumático.

Los actuadores neumáticos pueden clasificarse en dos grupos según el movimiento, si es lineal o giratorio:

·      Movimiento rectilíneo (movimiento lineal) - Cilindros de simple efecto - Cilindros de doble efecto

·      Movimiento giratorio - Motor neumático - Actuador giratorio

 

 

Actividad:      Observar el video de FESTO   “Actuadores Neumáticos Lineales - Festo Didactic”        http://www.youtube.com/watch?v=81vVKByVod0

Actividad: Observar el video:  motor neumatico y sus partes  https://www.youtube.com/watch?v=xM0q9wCFzFk

 

Actividad: Observar el video:  Actuadores Neumáticos Rotativos     https://www.youtube.com/watch?v=ViudnrlwYGM

VÁLVULA  TEMPORIZADORA  NEUMÁTICA

Las válvulas temporizadoras están compuestas de una válvula neumática de 3/2  vías, una válvula de estrangulación y antirretorno y de un pequeño acumulador de aire a presión. La válvula de 3/2 vías puede tener posición normal de bloqueo o de paso abierto. El tiempo del retardo conseguido en los dos tipos  de válvulas de retardo cubre normalmente un margen de 0 hasta 30 segundos. EI pequeño acumulador auxiliar permite aumentar el tiempo de retardo. El tiem­po previsto para la conmutación puede ajustarse con gran precisión, siempre y cuando el aire esté limpio y la presión sea constante.

Temporizador a la conexión neumático  normalmente cerrado

    

Funcionamiento

El aire a presión llega por la conexión (1) de la válvula. El aire del circuito de mando entra por la válvula  por la entrada (12) y  atraviesa la válvula de estrangulación y antirretorno. Con el tornillo  regulador se determina la cantidad de aire que por unidad de tiempo pasa al pequeño acumulador. Una vez que en éste la presión de  mando  es suficiente, el embolo de la válvula 3/2 vías es desplazado hacia abajo, con lo que bloquea el paso de (2) a (3). El plato es separado del asiento, con lo que  el aire puede pasar de (1)  hacia (2). El punto de conmutación es determinado por el tiempo necesario para generar la presión respectiva en el acumulador.

 

Para que la válvula  temporizadora vuelva  a su posición normal, tiene que evacuarse el conducto de mando (12). El aire proveniente del acumulador fluye a través de  la válvula de estrangulación y antirretorno  hasta llegar al exterior. El muelle de la válvula se encarga de  de colocar el émbolo y el plato en sus respectivas posiciones normales. El conducto de trabajo (2) es evacuado por (3)  y la conexión (1) queda bloqueada.

Actividad: Observar el video de FESTO  didactic  "Válvulas combinadas"   http://www.youtube.com/watch?v=lUyUa9EC0Kg

 

Temporizador a la conexión neumático  normalmente abierto

 

Si la válvula  3/2   tiene abierto el paso en posición normal, entonces la salida normalmente abierta, la salida (2)  recibe una señal.  Si la válvula conmuta  por recibir una señal en la entrada  (10), se evacua el conducto de trabajo (2) por (3) . Ello tiene como consecuencia que la señal de  salida es cancelada una vez  trascurrido  el tiempo ajustado.

El tiempo de retardo corresponde también en este caso al tiempo necesario para la generación de la presión correspondiente en el acumulador. Si se retira el aire de la conexión 10(Z), la válvula de 3/2 vías vuelve a su posición normal.

 

Figura.  

Uso  de válvula  temporizadora  neumática  .- Circuito  ciclo único  temporizado

Ver  video  explicativo   de un  circuito  de  aplicación      https://youtu.be/cZiQqcYs8pA

Ver  video  explicativo    de un  circuito  temporizado    https://youtu.be/BeAcuaAMt48

Uso  de  válvula  temporizadoras  para crear pulsos de señales

En el esquema de distribución de esta página hay dos válvulas temporizadoras. Una válvula (1.5) está cerrada en posición normal, mientras que la otra (1.4) tiene el paso abierto en posición normal. Oprimiendo el pulsador de 1.2 se emite una señal hacia la válvula 1.4, y desde ahí es transmitida a la entrada 14(Z) de la válvula de impulsos. El cilindro 1.0 avanza. En la válvula temporiza­dora ha sido ajustado un tiempo de retardo corto, por ejemplo de 0,5 segundos. Este tiempo es suficiente para iniciar el movimiento de avance. A conti­nuación, la señal de mando 10(Z) proveniente de la válvula temporizadora can­cela inmediatamente la señal en la entrada 14(Z). El vástago del cilindro actúa sobre el interruptor de final de carrera 1.3. La válvula tempotizadora 1.5 recibe la señal de mando, por lo que abre la válvula una vez transcurrido el tiempo que ha sido ajustado con antelación. Entonces, el temporizador emite una se­ñal a la entrada 12(Y) de la válvula de impulsos. La válvula conmuta y el cilin­dro retrocede. A continuación puede activarse la ejecución de un nuevo ciclo activando la válvula 1.2.

 

Actividad: Observar el video de FESTO  didactic     "Válvulas combinadas"   http://www.youtube.com/watch?v=lUyUa9EC0Kg

VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS 5/2

VÁLVULAS  DISTRIBUIDORAS  5/2

Observa   el   video “VÁLVULA 5 / 2” en el enlace  https://youtu.be/B9PPxf3a2m4

 

Las válvulas de 5/2 vías tienen cinco conexiones y dos posiciones. Estas válvulas son utilizadas principalmente como elementos de maniobra para el acciona­miento de cilindros. La válvula de corredera longitudinal es un ejemplo de válvula de 5/2 vías. En su calidad de elemento de mando, estas válvulas tienen un émbolo de mando que se encarga de unir o separar los conductos correspondientes efectuando movimientos longitudinales. Se necesita poca fuerza para el accionamiento porque no es necesario superar la resistencia del aire comprimido o de un muelle (método de bola o de plato). En el caso de las válvulas de  corredera longitudinal, es posible aplicar todos los tipos de accionamiento, ya   sean manuales, mecánicos, eléctricos o neumáticos. Estos mismos tipos de accionamiento pueden también ser utilizados para los movimientos de reposición. En estas válvulas, el recorrido de la operación de accionamiento es considerablemente mayor que en el caso de las válvulas de asiento. Esta versión  de válvulas de corredera ofrece problemas de estanqueidad. Las conexiones  de "metal sobre metal", conocidas en la hidráulica, exigen tolerancias mínimas  de la corredera en relación con el taladro en el cuerpo de la válvula.

 

         

Figura.  Válvula 5/2 activa manual, retorno por muelle.

            

Figura. Válvula de 5/2 biestable con doble  accionamiento  neumático

Tratándose de válvulas neumáticas, la holgura entre la corredera y el taladro del cuerpo de la válvula no debería ser mayor a 0,002- 0,004 mm, puesto que de lo contrario las fugas serían demasiado grandes. Para evitar los gastos que significarían una fabricación de las piezas con esa precisión, se utilizan juntas tóricas y retenes en los cilindros y juntas tóricas en el cuerpo de la válvula. Para evitar daños en las zonas de las conexiones, es posible repartir los elementos de estanqueidad a lo largo de toda la camisa del cilindro.

 

Otro método de estanqueidad consiste en utilizar una junta de plato suspendido con movimientos de conmutación relativamente pequeños. La junta dé asiento une la conexión 1(P) con 2(B) o con 4(A). Las juntas secundarias del émbolo unen las conexiones de evacuación de aire con las conexiones de escape. La válvula tiene en ambos lados una unidad de accionamiento   para controlar el movimiento del émbolo.

 

Válvula de 5/2 vías; asiento de plato suspendido, paso abierto de 1

  

El pilotaje neumático consiste en accionar una válvula a distancia aprovechando la fuerza que produce el aire a presión. Esta fuerza se utiliza para desplazar el núcleo de la válvula y producir la conmutación de las vías. La mayoría de las veces se aprovecha la presión de la red para la actuación. 

Figura.   Esquema de distribución: Válvula de 5/2 vías con cilindro de doble

 

Actividad:   Observa   el   video    NEUMATICA CIRCUITO NEUMÁTICO FLUID SIM .avi     en el enlace    https://youtu.be/ToIGZAEkXo8

Actividad:   Observa   el   video   Circuitos neumáticos con Fluid Sim     en el enlace   https://youtu.be/6jEVkiCb2F8

 Actividad:   Observa   el   video     FLUID SIM P V4.2 CIRCUITO NEUMÁTICO

 en el enlace    https://youtu.be/p7-dJIwXhKg

Ver  video  explicativo   de un  circuito  neumático    https://youtu.be/7g8-c6vI01o

 

VÁLVULAS 5/2 MONOESTABLE

Estas válvulas son utilizadas principalmente como elementos de maniobra para el acciona­miento de cilindros.

Figura.  

Válvula de 5/2 vías  MONOESTABLE  con cilindro de doble

 

 

Actividad:   Observa   el   video en YouTube    “VÁLVULA 5 / 2” en el enlace  https://youtu.be/B9PPxf3a2m4

Actividad: Observar el video de FESTO didactic "Válvulas distribuidoras 08/14"    http://www.youtube.com/watch?v=AlW7DYV94pM

 

Actividad:   Observa   el   video    

NEUMATICA CIRCUITO NEUMÁTICO FLUID SIM .avi     en el enlace    https://youtu.be/ToIGZAEkXo8

 

Actividad:   Observa   el   video   

Circuitos neumáticos con Fluid Sim     en el enlace   https://youtu.be/6jEVkiCb2F8

 

Actividad:   Observa   el   video     FLUID SIM P V4.2 CIRCUITO NEUMÁTICO

 en el enlace    https://youtu.be/p7-dJIwXhKg

 

VÁLVULA DISTRIBUIDORA 3/2

VÁLVULA DISTRIBUIDORA  NEUMÁTICA  3/2

Actividad:   Observa   el   video “     VALVULA 3/2 ”    en  el  enlace  https://youtu.be/NbiCR_sOiJ0

 

Las válvulas 3/2 son  utilizadas para  mandos  equipados  con cilindros de simple efecto  o para accionamientos de elementos de mando.

Las válvulas de 3/2 vías permiten activar o desactivar señales. Las válvulas de 3/2 vías tienen 3 conexiones y 2 posiciones. La tercera conexión 3(R) permite la evacuación de aire del conducto transmisor de la señal. Un muelle presiona una bola contra un asiento de válvula, y el paso de la conexión que recibe presión 1 (P) hacia el conducto de trabajo 2(A) queda bloqueado. La conexión 2(}\) es evacuada a lo largo del vástago que abre el paso hacia la conexión 3(R).

Válvula 3/2, normalmente cerrada  con asiento de bola   

            

Ver  video  explicativo   SIMULACIÓN CIRCUITO NEUMÁTICO 1 MECANISMO DE EXPULSIÓN      https://youtu.be/KrnnUzeQH9Q

Actividad:   Observa   el   video “     VALVULA 3/2 ”    en  el  enlace  https://www.youtube.com/watch?v=NbiCR_sOiJ0

EI vástago se encarga de separar la bola de su asiento. Al efectuar esta opera­ción, es necesario superar la fuerza que ejerce el muelle de reposición y, ade­más, la fuerza de la presión.

Si la válvula está en estado activado, están unidas las conexiones 1 (P) y 2(A) y la válvula abre él paso. Estas válvulas son accionadas manual o mecánicamente.  La fuerza necesaria para su accionamiento depende de la presión de ali­mentación y de la fricción en la válvula misma. Estas circunstancias significan

Una limitación de los posibles tamaños de este tipo de válvulas. El diseño de las válvulas de asiento de bola es sencillo y compacto.

 

Una clásica aplicación de las válvulas 3/2 es el accionamiento de cilindros de simple efecto

Las válvulas 3/2 son utilizadas para mandos equipados con cilindros de simple efecto o para accionamientos de elementos de mando.

 

 

Válvula 3/2, normalmente cerrada  con asiento de  plato

Esta válvula  tiene un diseño  tipo válvula de plato. La junta es simple y efectiva. El tiempo de respuesta es breve  y un pequeño movimiento es suficiente para abrir grandes dimensiones al aire  a presión. Al igual que las  válvulas de asiento por bola , son resistentes a la suciedad y  tienen una larga vida.

Válvula de corredera 3/2 de accionamiento manual

El diseño de la válvula es sencillo. La válvula es ac­tivada desplazando el casquillo en dirección longitudinal. Estas válvu­las son utilizadas como válvulas de bloqueo y tie­nen principalmente la fi­nalidad de alimentar o evacuar aire en sistemas neumáticos completos o parciales .

      

 

Válvula 3/2 normalmente cerrada  de accionamiento neumático  y con muelle de reposición

Las válvulas  accionadas neumáticamente pueden ser utilizadas como elementos  de maniobra de accionamiento indirecto.

Un  vez llega  el aire por la recamara (12)  la válvula abre el paso entre los puertos  1  y  2 volviendo a cerrarse   cuando  desaparece la señal (12).

           

ACCIONAMIENTO INDIRECTO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO.

La señal que provoca que el cilindro 1.0 avance, es emitida indirectamente a través de la válvula  manual 3/2 vías (1.2). Esta  válvula transmite  la señal de mando al elemento de maniobra (1.1). Cuando el cilindro recibe presión en la conexión 12, la corredera actúa  en contra  del muelle de reposición, con lo cual  conmuta la válvula.

Actividad: Observar el video en Youtube " VALVULA 3/2  "     en el  enlace  https://youtu.be/NbiCR_sOiJ0