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lunes, 13 de diciembre de 2021

DEPÓSITO HIDRÁULICO

DEPÓSITO HIDRÁULICO

Toda instalación hidráulica tiene un depósito  que ha de satisfacer diversas tareas: 

La principal función del depósito o tanque hidráulico es almacenar aceite, aunque no es la única. El tanque también debe eliminar el calor y separar el aire del aceite. Los tanques deben tener resistencia y capacidad adecuadas, y no deben dejar entrar la suciedad externa. 

Enlace a video  Depósito hidráulico    https://youtu.be/dYQ8-eduiYA 

Sus  principales  componentes  son: 

1) Filtro de aire, 2) Empalme de retorno , 3)Tapa desmontable , 4)Tornillo de la abertura de llenado, con varilla indicadora de nivel y cesta de tamiz, 5)  Tubo de aspiración , 6) Tornillo de purga de líquido , 7)  Mirilla de control (nivel máximo) , 8) Mirilla de control (nivel mínimo) , 9) Tubo de retorno, 10) Chapa tranquilizadora,  11)Bomba .

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Racor de llenado (4) 

Debería tener siempre un tamiz de malla, a fin de cribar sustancias ajenas al rellenar el depósito. 

Tornillo de purga (6)

Debería hallarse en el lugar más bajo del depósito. En caso de sustituir el líquido, limpiar el depósito y el filtro. 

Verificación del nivel del líquido (7 y 8)

El nivel del líquido se verifica continuamente por medio de la varilla indicadora o por la mirilla de control. Los niveles mínimo y máximo deberían estar marcados. 

Purga de aire (1)

Todo depósito debe disponer de un sistema suficiente de aireación y desaireación, provisto de un filtro de aire. Es necesario airearlo y desairearlo, para que la presión atmosférica pueda actuar sin ningún impedimento sobre el nivel del líquido, con el objeto de que la bomba pueda aspirar y el aceite se mantenga sin burbujas de aire. 

Chapas tranquilizadoras (10)

Dividen el depósito en una cámara de aspiración y otra de retorno. En ésta última, el líquido puede tranquilizarse y los cuerpos ajenos pueden depositarse. 


Componentes  de  un  depósito hidráulico

Una placa deflectora para evitar que el fluido que retorna ingrese inmediatamente al circuito a alta temperatura y a la vez para evitar turbulencias en la alimentación.

Una cubierta de limpieza para el acceso de mantenimiento.

Un conjunto de respiradero de filtro para permitir el intercambio de aire libre de impurezas.

Una apertura de relleno bien protegida del ingreso de contaminantes.

Un indicador de nivel que permita monitorear los niveles superiores e inferiores de fluido.

Conexiones y fittings adecuados para las tuberías de alimentación, de retorno y de drenaje.

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Tipos de Depósitos

Los dos tipos principales de tanques hidráulicos son: tanque presurizado y tanque no presurizado.


Tanque presurizado

El tanque presurizado está completamente sellado. La presión atmosférica no afecta la presión del tanque. Sin embargo, a medida que el aceite fluye por el sistema, absorbe calor y se expande. La expansión del aceite comprime el aire del tanque. El aire comprimido obliga al aceite a fluir del tanque al sistema. La válvula de alivio de vacío tiene dos propósitos: evita el vacío y limita la presión máxima del tanque. La válvula de alivio de vacío evita que se forme vacío en el tanque al abrirse y permite que entre aire al tanque cuando la presión del tanque cae a valores próximos a 3,45 kPa. Cuando la presión del tanque alcanza el ajuste máximo de presión de la válvula de alivio de vacío, la válvula se abre y descarga el aire atrapado a la atmósfera.

 

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Tanque no presurizado

El tanque no presurizado tiene un respiradero que lo diferencia del tanque presurizado. El respiradero permite que el aire entre y salga libremente. La presión atmosférica que actúa en la superficie del aceite obliga al aceite a fluir del tanque al sistema. El respiradero tiene una rejilla que impide que la suciedad entre al tanque.

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Símbolos según ISO 1219 Depósito, ventilado, con una tubería por debajo del nivel del líquido  

    

       Actividad:   Observa   el   video “  DEPOSITO TANQUE HIDRÁULICO    ”    en  el  enlace  https://www.youtube.com/watch?v=dYQ8-eduiYA

 

ACEITE HIDRÁULICO

 LÍQUIDO A PRESIÓN 

 ACEITE  HIDRÁULICO

El líquido a presión tiene que satisfacer diversas tareas en una instalación hidráulica: 

Debe transmitir la energía hidráulica 

Se genera en la bomba hidráulica; Se transforma en el cilindro o motor 

Debe lubricar todas las piezas de una instalación hidráulica (cojinetes, superficies de deslizamiento, etc.).

Debe evitar que las piezas interiores móviles  sean atacadas por la corrosión

Debe evacuar suciedades, abrasión, etc. 

Debe evacuar el calor 

 El líquido a presión debe satisfacer diversas exigencias mínimas. Estas ya están fijadas en la mayoría de los casos.

Actividad :   Observa   el   video   “   FLUIDO ACEITE HIDRÁULICO    ”    en  el  enlace    https://www.youtube.com/watch?v=_1YpNBW15MY

Aceite  hidráulico

Una selección adecuada del aceite asegura una vida y funcionamiento satisfactorios de los componentes del sistema, principalmente de las bombas y motores hidráulicos y en general de los actuadores.

Algunos de los factores especialmente importantes en la selección del aceite para el uso en un sistema hidráulico industrial, son los siguientes:

1. El aceite debe contener aditivos que permitan asegurar una buena característica antidesgaste. No todos los aceites presentan estas características de manera notoria.

2. El aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las características de lubricante y limitante de fugas a la temperatura esperada de trabajo del sistema hidráulico.

3. El aceite debe ser inhibidor de oxidación y corrosión.

4. El aceite debe presentar características antiespumantes.

Para obtener una óptima vida de funcionamiento, tanto del aceite como del sistema hidráulico; se recomienda una temperatura máxima de trabajo de 65ºC. 

Actividad: realizar la lectura del capitulo 3 del manual de estudio TP501 sobre fluidos hidráulicos  y estudiar su clasificación, inflamabilidad y limites de viscosidad.


Actividad:   Complemente lo  estudiado  con  el  video  “Funciones y Propiedades del Fluido  ”  en  el  enlace https://www.youtube.com/watch?v=IfchQQdHPdI

Actividad: Observar video de FESTO Hydraulics “LIQUÍDO HIDRÁULICO”  EN EL ENLACE http://www.youtube.com/watch?v=IfchQQdHPdI

Actividad: HOJA DE DATOS TÉCNICOS DIVISIÓN INDUSTRIAL Aceite para Sistemas Hidráulicos  http://roshfrans.com/wordpress/wp-content/uploads/2012/02/01-HDT-HIDRAULICO-AW-ISO-VG-68-R3.pdf

Fig.  HOJA DE DATOS TÉCNICOS DIVISIÓN INDUSTRIAL


CLASIFICACIÓN  DE ACEITES HIDRÁULICOS MINERALES

HH : Aceites minerales sin aditivo, estos son productos de costo relativamente bajo que pueden ser usados en sistemas no críticos.

HL: Aceites minerales que contienen antioxidantes, estos aceites tienen una vida útil mas larga y dan mayor protección antioxidante que el aceite HH. Estos pueden ser usados en sistemas que no requieren desempeño anti desgaste.  

HV: Aceites con altos índice de viscosidad. Estos aceites se utilizan en casos de temperatura extremas o en casos en que es esencial que la viscosidad del aceite cambie lo menos posible


PARÁMETROS MÁS IMPORTANTES.

Temperatura de funcionamiento. 

Influyen sobre las propiedades físicas y químicas del fluido. Las altas temperaturas condicionan la vida útil del fluido, su resistencia de película, su viscosidad, etc. La temperatura baja puede presentar problemas debidos a dificultades en el bombeo. En transmisiones que trabajen al exterior pueden presentarse variaciones de -15ºC  a   +45ºC. 

Viscosidad 

Afecta a las propiedades de fricción del fluido, el funcionamiento de la bomba, la cavitación, el consumo de energía y la capacidad de control del sistema. 


COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRÁULICO

COMPONENTES DE UN  SISTEMA HIDRÁULICO

En esta lista de videos se describen los fundamentos de la oleo hidráulica, los componentes más importantes, circuitos hidráulicos simulados en Fluid Sim H

https://youtube.com/playlist?list=PLHTERkK4EZJrRX0CoeyKJ3x9879aBwOga

Video  de  apoyo  SIMULACIÓN DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS 

https://youtu.be/1uAYRoQfU48

Representación esquemática de la cadena de mando. Grupo de accionamiento. Líquido a presión, Deposito. Filtro Tipos y criterios para selección de bombas. Bombas de engranajes, bombas de paletas. Construcción, funcionamiento y simbología de los elementos de mando. Válvulas de vías. Construcción, funcionamiento y simbología de los elementos de control: Objeto, descripción de funcionamiento, aplicación y simbología. Válvula antirretorno  y antirretorno  desbloqueable hidráulicamente. Válvula reguladora de caudal en una vía y de dos vías. Válvula de estrangulación y antirretorno. Válvula reguladora de presión. Válvula de secuencia. Construcción, funcionamiento y selección de cilindros y motores hidráulicos. Cilindros lineales. Motores hidráulicos. Símbolos de elementos hidráulicos según ISO 1219. Criterios para localizar fallas en los sistemas hidráulicos. (8 Horas).

Al finalizar esta unidad  el estudiante estará en capacidad de: 

Identificar cada uno de los componentes de los sistemas hidráulicos, conociendo su principio de funcionamiento, simbología y aplicación.

Comprender los fundamentos de diseño, criterios de selección y operación de los sistemas hidráulicos con aplicación en la industria.

Montar y  diseñar sistemas de control hidráulico, seleccionando técnicamente los componentes y siguiendo las normas de seguridad en el campo eléctrico.

Actuar de acuerdo con los principios éticos, morales y de seguridad necesarios para el correcto desempeño  profesional en la empresa.

2.1  REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LA CADENA DE MANDO

En los sistemas hidráulicos se genera un caudal constante de aceite en el grupo de accionamiento el cual es controlado por válvulas de vías, reguladoras de presión o de caudal para por fin ser llevado al actuador que es quien realiza el trabajo requerido.

                     Fig.  Estructura  de un  sistema  hidráulico  sencillo 

Actividad: Observar detenidamente de FESTO Hydraulics “ESTRUCTURA SISTEMA HIDRÁULICO”    https://youtu.be/J12hDV9FF88

                      Fig.  Sistema hidráulico simbólico       Vs esquemático

Actividad: Observar el video de FESTO Hydraulics  “ESQUEMA Y APLICACIÓN DE SISTEMAS HIDRÁULICOS”     en  el  enlace    https://youtu.be/EU5DsMaj5Lo

Actividad: Observar detenidamente de FESTO Hydraulics “REGULACIÓN Y ACCIONAMIENTOS”     https://youtu.be/2KBG1XTvt1s



sábado, 11 de diciembre de 2021

COMPONENTES DE LOS SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS

COMPONENTES DE LOS SISTEMAS ELECTRONEUMÁTICOS Y ELECTROHIDRÁULICOS


Este documento describe los principales componentes usados para la elaboración de circuitos electroneumáticos / electrohidráulicos, se presentará para cada uno de estos componentes su simbología, aplicación, funcionamiento.

Entre los equipos más importantes se encuentran los:  Pulsadores, interruptores, finales de carrera mecánicos, sensor inductivo, sensor capacitivo, sensor fotoeléctrico, sensor magnético, presóstato, relés electromecánicos, temporizador con retardo a la conexión (on delay), temporizador con retardo a la desconexión (off delay), contador electromecánico, válvulas electroneumáticas 3/2-5/2-5/3, válvulas electrohidráulicas 3/2-4/2-4/3.

Esto  como  el primer paso en  el  camino  para dominar  tecnología de la  lógica  cableada

 Los  siguientes  videos  resumen  el  contenido  del capitulo

Actividad: Observar el video “COMPONENTES ELECTROMECÁNICOS DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS” en el enlace     https://youtu.be/46TcPLrimMY

Actividad: Observar el video “ELECTROVÁLVULAS NEUMÁTICAS HIDRÁULICAS” en el enlace     
https://youtu.be/YpG1msEkSWA


DESCARGUE  EL  DOCUMENTO  EN  FORMATO  DIGITAL

 https://www.researchgate.net/publication/351458721

https://www.academia.edu/48871902


1.1. Elementos eléctricos para la entrada de señales

El control de la energía eléctrica en los circuitos electroneumáticos o electrohidráulicos es procesado por elementos operativos muy diversos, por tal razón y por simplicidad se usan estos elementos como símbolos en los esquemas eléctricos. Esto facilita la instalación y el mantenimiento de mandos.

El especialista en mandos eléctricos debe conocer la simbología y el funcionamiento de cada uno de los componentes, a fin de estar en capacidad de interpretar planos e identificar las fallas cuando aparezcan.

Estos elementos tienen el cometido de introducir en el ámbito del tratamiento de las señales eléctricas procedentes de los diferentes puntos de un mando, cuando el control de tales elementos sucede por la unión de contactos eléctricos, se habla de mando por contacto, en caso contrario se trata de mando sin contacto o electrónico. En cuanto a la función se distingue entre los elementos contacto de cierre, contacto de apertura y contacto de conmutación.

El contacto de cierre (normalmente abierto) tiene el cometido de cerrar el circuito, el contacto de apertura (normalmente cerrado) ha de abrir el circuito, el contacto de conmutación abre o cierra el circuito.

 Figura 1.  Tipos de contactos eléctricos

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,
 Fuente: Elaboración propia

El contacto de conmutación es un ensamble combinado de contacto de cierre 3-4 y contacto de apertura 1-2.

Ambos contactos tienen un elemento móvil de conexión. Este elemento de conexión, en posición de reposo tiene contacto siempre sólo con una conexión.

El accionamiento de estos elementos puede tener lugar manual o mecánicamente o bien por mando a distancia (energía de mando eléctrica, neumática). Otra distinción existe entre pulsador e interruptor. El pulsador ocupa por el accionamiento una determinada posición de contacto y solamente mientras existe el accionamiento del mismo. Al soltarlo vuelve a ocupar la posición inicial.


1.1.1. Pulsadores

Para que una máquina o instalación pueda ponerse en movimiento, hace falta un elemento que introduzca la señal. Un pulsador, es un elemento tal, que ocupa en el accionamiento continuo la posición deseada de conexión.

Figura 2.    Pulsadores

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,

Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.10, 2001.

 La figura muestra ambas posibilidades, es decir como contacto de cierre (NA) y como contacto de apertura (NC). Al accionar el pulsador, actúa el elemento móvil de conexión en contra de la fuerza del muelle, uniendo los contactos (contacto de cierre 3-4) o separándolos (contacto de apertura 1-2). Haciendo esto está el circuito cerrado o interrumpido. Al soltar el pulsador, el muelle procura su reposición a la posición inicial.

Figura 3.     Pulsador de conexión - desconexión

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,

Fuente: G.Prede «Electroneumatics, Basic level », Festo Didactic GmbH & Co. 2002.

En la figura aquí mostrada, ambas funciones (contacto de cierre y contacto de apertura), están ubicadas en un solo cuerpo. Accionando el pulsador quedan libres los contactos de apertura e interrumpen el circuito. En el contacto de cierre establece el elemento de conexión el cierre entre los empalmes, quedando el circuito cerrado. Soltando el pulsador lleva el muelle los elementos de conexión a la posición inicial.

La aplicación de los pulsadores es necesaria en todos aquellos casos, donde han de comenzar ciclos de trabajo y donde deben alcanzarse determinados desarrollos funcionales por la Introducción de señales o donde hace falta un accionamiento continuo por razones de seguridad.

En la realización del circuito juega la elección de estos elementos, ya sea como contacto de cierre o contacto de apertura o contacto de cierre/apertura juntos (contacto conmutado), un papel importante.

Las industrias eléctricas ofrecen los más diversos pulsadores. Un pulsador puede estar equipado también con varios contactos, p. ej. 2 contactos de cierre y 2 de apertura o 3 contactos de cierre y 1 contacto de apertura.

Los pulsadores que se encuentran en los bancos electrohidráulicos FESTO cuentan con dos contactos NA y dos contactos NA, los cuatro contactos cambian su estado al accionar el pulsador.

Figura 4. Pulsador de múltiples contactos

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,

Fuente: Elaboración propia

A menudo ofrece el comercio los pulsadores equipados con una lámpara de señal.

Actividad: Observar el video FESTO “Señales” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=QOqgvAeWpMM

 

 1.1.2. Interruptor

Estos interruptores de botón quedan mecánicamente enclavados en el primer accionamiento. En el segundo accionamiento vuelve a quedar anulado el enclavamiento, el interruptor reconecta a la posición Inicial. Los pulsadores e interruptores de botón están especificados en la DIN 43605 y tienen una determinada posición de montaje.

El interruptor también ocupa por el accionamiento una posición de conexión muy determinada. Pero para mantener dicha posición no hace falta un accionamiento continuo del interruptor. Este interruptor incorpora casi siempre un enclavamiento mecánico. Sólo por un nuevo accionamiento regresa el interruptor a la posición inicial.

Figura 5. Interruptor

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,

Fuente: G.Prede, «Electroneumatics, Basic level », Festo Didactic GmbH & Co. 2002.

Interruptor normalmente abierto con accionamiento manual por estirado 

Interruptor normalmente abierto con accionamiento manual por giro  

El interruptor que se encuentra en los bancos electrohidráulicos cuenta con dos contactos NA y dos contactos NA, los cuatro contactos cambian su estado al accionar el interruptor.

Figura 6. Interruptor de múltiples contactos

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,
Fuente: Elaboración propia

 

Figura 7. Entradas de señales FESTO

Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor ,
Fuente: M. Pany, S. Scharf, «Electroneumática nivel básico», Libro de trabajo TP 201 , Festo Didactic GmbH & Co. Pag, 18.  2005.

La gráfica anterior describe la distribución de Interruptor y pulsadores presentes en el laboratorio FESTO.


1.1.3. Finales de carrera mecánicos

Con los finales de carrera se detectan determinadas posiciones de piezas de maquinaria u otros elementos de trabajo.

En la elección de tales elementos introductores de señales es preciso atender especialmente la solicitación mecánica, la seguridad de contacto y la exactitud del punto de conmutación.

En su ejecución normal estos interruptores finales tienen un contacto conmutado. En ejecución especial son posibles otras combinaciones de conexión.

Los finales de carrera se distinguen también según la introducción de contactos: Contacto lento o contacto rápido.

En el contacto lento, la velocidad de apertura o cierre de los contactos es idéntica a la del accio­namiento del pulsador (apropiado para bajas velocidades de acceso). En el contacto rápido no tiene importancia la velocidad de acceso, ya que, en un punto muy determinado, el conmutado tiene lugar bruscamente. El accionamiento del final de carrera puede tener lugar a través de una pieza fija, ej. leva o palanca con rodillo. Para el montaje y el accionamiento de los finales de carrera hay que fijarse en las indicaciones del fabricante, siendo preciso restar el ángulo de acceso y el sobre-recorrido.

Los finales de carrera son frecuentes que estén diseñados con un par de contactos de conexión – desconexión

 Figura 8. Final de carrera en posición de reposo (no está accionado)

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.11, 2001.

En este caso el final de carrera se puede usar como normalmente cerrado (NC)  o como normalmente abierto (NA).

 Figura 9. Final de carrera mecánico accionado (por el cilindro o pieza).

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.11, 2001.

En este caso los contactos del final de carrera se representan de la siguiente forma:

El contacto normalmente cerrado (NC)  o como normalmente abierto (NA).

Actividad: Observar el video FESTO “Señales Eléctricas.” en el enlace 

https://www.youtube.com/watch?v=IB84iT3tYoU&list=PLD2A9AFF534188D93&index=4

1.1.4. Sensores de proximidad

Los sensores de proximidad son  componentes  electrónicos  que detectan  la presencia de objetos cercanos sin necesidad de contacto físico. Dentro  de sus múltiples  aplicaciones están,  la  detección de la  posición de los  cilindros en  sistemas  electroneumático o electrohidráulico, sistemas de transporte, maquinaria industrial,  pantallas táctiles, sensores de parqueaderos, sistemas de advertencia y dispositivos móviles. Los sensores de proximidad utilizan una serie de métodos de detección físicos que incluyen el acoplamiento capacitivo, captador inductivo, infrarrojo, fotodetección de luz ambiental , ultrasonido y efecto Hall.

 1.1.4.1   Los sensores de proximidad capacitivos

Los sensores de proximidad capacitivos son dispositivos sin contacto que pueden detectar la presencia o ausencia de prácticamente cualquier objeto independientemente del material.

La señal   es   generada ante la presencia  de materiales aislantes  con  gran  constante  dieléctrica  que  se atraviesan  en  el campo  eléctrico  generado.

Utilizan la propiedad eléctrica de la capacitancia y el cambio de capacitancia basado en un cambio en el campo eléctrico alrededor de la cara activa del sensor.   Tiene contactos asociados  que  abren o  cierran   cuando  su  campo  electromagnético  es  cambiado

Figura 10.   Sensor capacitivo

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Fuente :  Software  fluid  Sim P  V4.2   -  Festo  ©

 1.1.4.2   Sensores de proximidad inductivos

Los sensores de proximidad inductivos son Interruptor que se cierra cuando se cambia el campo electromagnético inducido.

La  señal  es  generada  ante  la  presencia   de   un material  con  buena  conductividad que en el  campo  magnético  oscilante.

Detectan cambios en la resistencia magnética (reluctancia). Un bucle de inducción detecta los cambios en la composición del material del flujo magnético que viaja y por el que crea la resistencia. Estos son sensores extremadamente reforzados utilizados en aplicaciones industriales,  puede detectar objetos metálicos ,sensores de rotación y control de semáforos. Los sensores de efecto Hall funcionan de manera similar a la detección inductiva, pero utilizan desviación de electrones provocada por las fuerzas de Lorentz creadas por un campo magnético.

 Figura 11.   Sensor inductivo

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Fuente :  Software  fluid  Sim P  V4.2   -  Festo  ©

Un campo magnético de alta frecuencia es generado por la bobina L en el circuito de oscilación. Cuando un objeto se acerca al campo magnético, fluye una corriente de inducción (corriente de Foucault) en el objeto, debido a la inducción electromagnética. Conforme el objeto se acerca al sensor, aumenta el flujo de corriente de inducción, lo cual provoca que la carga en el circuito de oscilación crezca. Entonces, la oscilación se atenúa o decrece. El sensor detecta este cambio en el estado de oscilación mediante el circuito de detección de amplitud, y emite una señal de detección.

 Figura 12.   Sensor de efecto Hall

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 Fuente :  https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/proximity/info/

 1.1.4.3   Los   sensores de proximidad infrarrojos/ópticos

Los detectores de proximidad infrarrojos/ópticos son Interruptores que se cierran cuando se interrumpe la barrera de luz o cuando la  luz  es detectada de  regreso, son una combinación de un LED emisor, lente direccional, lente receptor y una matriz fotodetectora.  

Se emite un haz luminoso desde el elemento emisor de luz, el cual es recibido por el elemento receptor de luz.

 Figura 13.   Sensor de proximidad infrarrojos/ópticos

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 Fuente :  Software  fluid  Sim P  V4.2   -  Festo  ©

 

Tipos  de sensores  ópticos

 Figura 14.      Tipos   de sensores  ópticos

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 Fuente:    https://es.slideshare.net/ybladeshark/unidad-1-sensores

 Modelo reflectivo

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 Fuente:  https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/photoelectric/info/

Un sensor fotoeléctrico de tipo reflectivo se utiliza para detectar el haz de luz reflejado desde el objeto.

Tanto el emisor de luz como los elementos receptores están contenidos en una sola carcasa. El sensor recibe la luz reflejada desde el objeto.

 

 Modelo de barrera

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 Un sensor de tipo de haz de barrera se utiliza para medir el cambio en la cantidad de luz causado por el objeto al cruzar el eje óptico.

El transmisor y el receptor están separados. Cuando el objeto se encuentra entre el transmisor y el receptor, se interrumpe la luz.

Fuente:  https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/photoelectric/info/

 

Modelo retroreflectivo

 Tanto el emisor de luz como los elementos receptores están contenidas en un mismo recinto. La luz del elemento emisor incide en el reflector y regresa al elemento receptor de luz. Cuando hay un objeto presente, se interrumpe la luz.


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Fuente:  https://www.keyence.com.mx/ss/products/sensor/sensorbasics/photoelectric/info/

 

1.1.4.5   Sensor de Proximidad Magnético

 La señal es generada por un imán cuyo campo cierra los contactos integrados en el interruptor.

 Figura 15.   Sensor magnético

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Fuente :  Software  fluid  Sim P  V4.2   -  Festo  ©

Un (Reed Switch)  interruptor de lengüeta es un interruptor electromagnético que se utiliza para controlar el flujo de electricidad en un circuito. Están hechos de dos o más cañas ferrosas encerradas dentro de una pequeña envoltura similar a un tubo de vidrio, que se magnetizan y se mueven juntas o se separan cuando un campo magnético se mueve hacia el interruptor.

Fuente : https://www.first4magnets.com/blog/what-is-a-reed-switch-and-which-magnets-operate-them/

 

 1.2. Elementos eléctricos para el procesamiento de señales

 1.2.1. Relé electromecánico

Los relés son elementos, que conectan y mandan con un coste energético relativamente bajo. Los relés se aplican principalmente para el procesamiento de señales. El relé se puede contemplar como un interruptor accionado electromagnéticamente, para determinadas potencias de ruptura.

Hoy en día se recurre a los relés para cometidos de mando o regulación en máquinas e instalaciones por su característica para multiplicar los contactos. Existen razones de peso para que el relé tenga todavía su sitio en el mercado, pese a la era electrónica.

  •   Ampliamente exento de mantenimiento.
  •  Adaptación fácil para diferentes tensiones de servicio.
  •  Alta frecuencia de conexiones.
  •  A temperaturas 80°C hasta -40°C aprox. trabajan los relés todavía con seguridad.
  • Permite la conexión de varios circuitos independientes.
  • Conexión tanto de muy pequeñas. como también de relativamente altas intensidades y tensiones
  • Existe una separación galvánica entre el circuito de mando y el circuito principal.

Dado que todas estas características positivas de un relé son deseables en la práctica y quedan cumplidas, ocupará el relé como elemento de conexión en electrotecnia, un sitio importante en el futuro. No obstante, el relé como todo elemento, tiene sus desventajas:

- Abrasión de los contactos de trabajo por arco voltaico y también oxidación de los contactos.

- El espacio necesario en comparación con los transistores.

- Ruidos en el proceso de conmutación.

- Velocidad conmutadora limitada de 3 m/s a 17 m/s.

- Influencias por suciedades (polvo) en los contactos.

 En la práctica existen múltiples y diferentes tipos de construcción y sin embargo el funcionamiento es idéntico en todos los casos.

Figura 16.        Relé electromecánico

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     Fuente: «Electrohydraulic, Basic level », D. Merkle, K. Rupp, Festo Didactic GmbH & Co. 2005.

 Funcionamiento

Aplicando tensión a la bobina, circula corriente eléctrica por el arrollamiento y se crea un campo magnético, por lo que la armadura es atraída al núcleo de la bobina. Dicha armadura, a su vez, está unida mecánicamente a los contactos que llegan a abrirse o a cerrarse. Esta posición de conexión durará, mientras esté aplicada la tensión. Una vez desaparezca la tensión, se desplaza la armadura a la posición inicial, debido a la fuerza del resorte.

En la práctica se utilizan símbolos para los relés, para facilitar mediante una representación sencilla la lectura de esquemas de circuito

 Figura 17. Relé electromecánico de contactos NO

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Fuente: Elaboración propia

 El relé recibe las designaciones A1 y A2 (conexiones de la bobina). El relé tiene 4 contactos de cierre (NA), la figura 11. lo muestra claramente. Por lo demás se recurre a las designaciones numéricas

13  23  33  43

14  24  34  44

La primera cifra es una numeración continua de los contactos. La segunda cifra, en el presente ejemplo siempre 3-4, indica que se trata de un contacto de cierre (NA).

 Figura 18. Relé electromecánico de múltiples contactos

                                        COMPONENTES ELÉCTRICOS elementos  electromecánicos, "simbologia de componentes electronicos, "  "circuito electrico componentes, " componentes de un circuito, elementos de circuitos electricos componente circuito electrico, "componentes de un tablero electrico " válvulas  electroneumáticas,  válvulas  electrohidráulicas,  tipos de pulsadores, Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor , Sensores de proximidad,
Fuente: Elaboración propia

Cuando hacen falta contactos distintos, se emplean relés con contactos de apertura y de cierre en un mismo elemento.

Los relés con los que se cuenta en los bancos didácticos están diseñados con cuatro contactos de conexión- desconexión.

Figura 19. Relé electromecánico de 14 pines

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Fuente: Elaboración propia

La designación numérica es una gran ayuda en la práctica. Facilita considerablemente la conexión de relés.

La figura anterior ilustra la caja de (3) tres relés electromecánicos a 24 VDC usados para las prácticas de laboratorio

 

Actividad: Observar el video FESTO “Electroneumática explicación básica” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=9y6QgTQ4OQM

 

Actividad: Observar el video FESTO denominado “Elementos Electromecánicos” El cual amplia el funcionamiento del relé, temporizador y contador electromecánico. En el enlace 

https://www.youtube.com/watch?v=3Ka3e23fp7w&list=PLrX8zzQI15uSthnXAOcEi1KCczs673Zd-

 

1.3. Relés de tiempo o temporizadores

Este tipo de relés tiene el cometido de transcurrido un tiempo ajustable determinado conectar o desconectar en un circuito los contactos, tanto si son de apertura como de cierre.

En este caso se habla de órganos temporizadores con retardo a la excitación o retardo a la des excitación.

1.3.1  Temporizador con retardo a la conexión (al trabajo – On delay).

Al aplicar tensión, es decir, al accionar el pulsador S, empieza el contaje del tiempo ajustado; una vez alcanzado el tiempo ajustado, tiene lugar un cierre del circuito por medio de la conexión15-18.

 ¿Cómo se lleva a cabo el retardo?

Cerrando el contacto S pasa la corriente por la resistencia R1, que es ajustable. La corriente no tomará el camino hacia el relé K1, sino que llegará a través del contacto de apertura de K1 hacia el condensador C. El condensador se cargará y excitará al relé K1, una vez alcanzada la tensión de atracción después de cierto tiempo.

El tiempo depende de la resistencia ajustable R1. Cuando se activa el relé K1 queda el circuito cerrado en la conexión 18. El contacto conmutador en el condensador cierra el circuito a través de la resistencia R2, por lo que inicia la descarga de este y el proceso puede comenzar de nuevo.

 Figura 20. Temporizador al trabajo

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Fuente: «Introducción a la electroneumática, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23», H. Meixner / E. Sauer, Festo Didactic  GmbH & Co. 1997.

  Los elementos recuadrados se encuentran dentro del elemento temporizador.

Figura 21. Caja de temporizadores usada en las prácticas del laboratorio – FESTO

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Fuente: «Electrohydraulic, workbook advanced level », D. Merkle, A. Zimmermann, H. Werner, Festo Didactic GmbH & Co. 1995.

 Figura 22. Circuito básico de temporización al trabajo

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Fuente: Elaboración propia


Funcionamiento: Cuatro (4) segundos después que llega la señal del pulsador se activan los contactos asociados del temporizador.

Actividad: Simule el circuito con el software Fluid Sim para comprobar el funcionamiento de un temporizador a la conexión (al trabajo).

 

1.3.2. Temporizador con retardo a la desconexión (al reposo-Off delay).

En el relé temporizador con retardo a la desconexión al cierre del pulsador S aparece de inmediato una se­ñal de salida (ver diagrama de funcionamiento).

Sólo una vez anulada la tensión de mando o la señal de entrada, comienza el descuento del tiempo de retardo ajustado.

¿Qué aspecto tiene aquí el comportamiento del órgano temporizador?

La figura siguiente lo vuelve a explicar.

 

Figura 23. Temporizador a la desconexión      COMPONENTES ELÉCTRICOS elementos  electromecánicos, "simbologia de componentes electronicos, "  "circuito electrico componentes, " componentes de un circuito, elementos de circuitos electricos componente circuito electrico, "componentes de un tablero electrico " válvulas  electroneumáticas,  válvulas  electrohidráulicas,  tipos de pulsadores, Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor , Sensores de proximidad,

Fuente: « Introducción a la electroneumática, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23», H. Meixner / E. Sauer,  Festo Didactic  GmbH & Co. 1997.

 

Los elementos recuadrados se vuelven a encontrar dentro del órgano temporizador.

Al accionar el pulsador S, el relé K1 puede atraer y lo hará, suministrando una señal. El condensador que ha sido cargado a través de la resistencia R2, después de que el contacto conmutador de K1 ha creado la unión entre ambos elementos.

Pero una vez conectado el relé K1, el contacto K1 conmutará.

Este estado queda mantenido. Sólo cuando el pulsador S vuelve a interrumpir el circuito, se descarga el condensador a través de la resistencia ajustable R1 y del relé K1. Haciendo esto permanece el relé K1 aún en estado conectado, mientras el condensador se descarga. Sólo entonces vuelve a establecerse la posición inicial.

Figura 24. Circuito básico de temporización a la desconexión

                                                         COMPONENTES ELÉCTRICOS elementos  electromecánicos, "simbologia de componentes electronicos, "  "circuito electrico componentes, " componentes de un circuito, elementos de circuitos electricos componente circuito electrico, "componentes de un tablero electrico " válvulas  electroneumáticas,  válvulas  electrohidráulicas,  tipos de pulsadores, Pulsadores, pulsador electrico, Interruptor , Sensores de proximidad,

Fuente: Elaboración propia

 Funcionamiento: Inmediatamente llega la señal a este temporizador se activan sus contactos asociados, tres (3) segundos después de la desconexión del pulsador se desactiva contactos asociados del temporizador

 Actividad: Simule el circuito con el software Fluid Sim para comprobar el funcionamiento de un temporizador a la desconexión (al reposo).

 1.4. Contador electromecánico

El contador es un relevo electromecánico que se activa después de recibir un número de eventos (señales) determinadas, después de las cuales conmuta los contactos asociados, y requiere de una señal de Reset para reestablecerlo a su estado original.

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Fuente: Elaboración propia

Actividad: Simule el circuito con el software para comprobar el funcionamiento de un contador electromecánico

En la figura se aprecia un modelo de contador electromecánico elaborado por FESTO Didactics.

Figura 26. Contador electromecánico – FESTO

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Fuente: «Manual de formación TP 601 Electrohidráulico», Contador eléctrico con preselector, Festo Didactic GmbH & Co. 2008.

1.5. Válvulas electroneumáticas

Al aplicar la técnica de mandos a sistemas electroneumáticos, es preciso el empleo de sistemas convertidores como lo son las válvulas electroneumáticas, estas son sistemas convertidores que tienen el cometido de transformar las señales eléctricas aplicadas a las bobinas en señales neumáticas.

Estas componentes constan de una válvula neumática y de una parte eléctrica de mando (cabeza de electroimán).

En esta sección se presentarán y explicarán las electroválvulas más importantes.

 Actividad: Buscar en la Web y analizar el siguiente video: “Funcionamiento de una electroválvula y válvula” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=G07pIwiblc8

 

1.5.1. Electroválvula 3/2 vías.

La electroválvula 3/2 vías monoestable consta de una posición de cierre en reposo con retroceso por muelle y accionamiento auxiliar manual, es utilizada para el mando de cilindros de simple efecto y para el mando de otras válvulas.

Por una señal eléctrica en la bobina, se origina un campo magnético, que hace que la armadura se levante de su asiento, ocupando la posición superior.

Existen dos (2) posibles estados en los que puede estar una electroválvula monoestable.

Uno cuando la bobina magnética está sin corriente: el puerto 1 está cerrado y el aire puede fluir del puerto 2 a 3 hacia la atmosfera y el conducto de servopilotaje está bloqueado por el inducido.

 El otro estado corresponde a la bobina magnética energizada: en este caso el electroimán levanta el bloque del inducido y abre el conducto del servopilotaje de aire que acciona el embolo de la válvula y permite el flujo de aire del puerto 1 al 2, bloqueando el número 3.

 Figura 27. Electroválvula 3/2 vías, normalmente cerrada

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.110, 2001.

Actividad: Observar el video FESTO “Electroválvulasen el enlace                      https://www.youtube.com/watch?v=JtmijW6LjqM

1.5.2. Electroválvula 5 /2 vías monoestable.

La electroválvula 5/2 vías monoestable consta de una posición de reposo con retroceso por muelle y accionamiento auxiliar manual, se utiliza para el mando de cilindros de doble efecto y para el mando de otras válvulas.

La alimentación de la bobina debe ser mantenida (autorretenida) para lograr el accionamiento del cilindro, una vez desenergizada la bobina el cilindro retorna a la posición inicial por efecto de un resorte.

Existen dos (2) posibles posiciones en los que puede estar una electroválvula monoestable.

En la posición de reposo: la bobina magnética se encuentra sin corriente, permitiendo que el aire a presión pasa del puerto 1 al 2, la salida del aire se habilita del puerto 4 al 5, manteniendo la conexión 3 está cerrada y el conducto del servopilotaje está cerrado por el cuerpo del inducido.

 

En la posición activada: La bobina magnética se encuentra alimentada con 24 VDC y fluye la corriente, produciendo el levantamiento del inducido; y la apertura del conducto guía del servopilotaje que empuja el embolo de la válvula, ocasionando que el aire a presión que entra por el punto 1 al 4, el escape de aire se presenta entre el punto 2 al 3 y se cierra la conexión 5.

Figura 28.     Electroválvula 5 /2 vías monoestable.

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electropneumatics, Collection of transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.12, 2003.

Actividad: Observar el video FESTO “Válvulas Electroneumáticos” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=A0xX2zORIQY&list=PLD2A9AFF534188D93

Actividad: Observar el video FESTO “Aplicación de las señales electroneumáticas.” en el enlace https://www.youtube.com/watch?v=EWIEME3Y5rw&list=PLD2A9AFF534188D93&index=1

1.5.3. Electroválvula 5/2 vías biestable

La electroválvula 5/2 vías biestable se utiliza para el mando de cilindros de doble efecto y para el mando de otras válvulas, consta de dos (2) posibles posiciones, es también llamada válvula de “memoria” debido a que mantendrá la posición que le ha asignado la última señal de mando sin necesidad de que esta se mantenga autorretenida, es decir que en esta válvula solo es necesario darle la señal de mando una sola vez para que ejecuta la acción, pero es muy importante asegurarse que la bobina contraria no esté alimentada, de lo contrario se presentaría una “interferencia

 

La electroválvula 4/3 vías consta de dos bobinas a ambos lados de la misma que le permiten el avance o retroceso de un cilindro, en su control no se debe permitir que ambas bobinas estén activas simultáneamente ya que se produciría una “interferencia”, lo que bloquearía la válvula, quedándose donde estaba inicialmente.

Existen dos (3) posibles situaciones para el accionamiento de una electroválvula biestable:

1)    La bobina magnética Y2 alimentada y la bobina magnética Y1 sin corriente: en esta situación, la válvula conmuta, cerrando el puerto 3, el aire a presión fluye del puerto 1 al 2, el escape de aire se presente desde el puerto 4 al 5.

2)    La bobina magnética Y1 energizada, bobina magnética Y2 sin alimentación: la válvula conmuta, se cierra la conexión 5, el aire pasa del puerto 1 al 4, la salida del aire a la atmosfera 2 tiene lugar entre los conductos 2 y 3.

3)    Las dos bobinas magnéticas (Y1 y Y2) sin alimentación: la válvula se mantiene en la última posición de maniobra.

Figura 29. Electroválvula 5/2 vías biestable

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Fuente: D. Scholz,  «Fundamental of electropneumatics,  Collection  of  transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.14, 2003.

 Actividad: Observar el video FESTO “Válvulas Electrohidráulicas”

https://www.youtube.com/watch?v=h7z-3KXjvo8&list=PLrX8zzQI15uSthnXAOcEi1KCczs673Zd-

 

 1.6. Válvulas electrohidráulicas

Al trabajar en la práctica de la automatización con equipos electrohidráulicos, lo que se busca es gobernar la potencia hidráulica del aceite representada en un flujo a alta presión con el uso de señales eléctricas provenientes de un circuito de control. El equipo capaz de recibir una señal eléctrica y entregar una hidráulica se denomina electroválvula y haciendo las veces de un sistema convertidor.

Las electroválvulas son los equipos que hacen el enlace entre los sistemas de control eléctrico (rapidez) y la parte operativa de las máquinas (fuerza hidráulica), haciendo las veces de preacionamientos, es decir que el control acciona la electroválvula y esta gobierna los actuadores hidráulicos. El uso de las electroválvulas pone en evidencia las ventajas de ambos sistemas.

Estos sistemas convertidores se tratan de válvulas electromagnéticas, que tienen el cometido de convertir las señales eléctricas en señales hidráulicas.

Estas válvulas electromagnéticas constan de una válvula hidráulica y de una parte eléctrica de mando (cabeza de electroimán).

En esta sección se presentarán y explicarán las electroválvulas más importantes.

Actividad: Observar el video FESTO “Válvulas Electrohidráulicas” en el enlace http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=h7z-3KXjvo8

 

1.6.1. Electroválvula 2/2 vías (NC), con accionamiento manual auxiliar.

En posición de reposo está cerrada siendo ésta su posición base. Este elemento es una válvula de corredera de mando directo unilateral (monoestable). En la conexión 1 (P) llega el líquido comprimido. La corriente de líquido hacia la salida 2 (A) queda bloqueada por la armadura. Al aplicar una señal eléctrica en la bobina, se crea un campo magnético y la armadura es atraída. El líquido fluye desde la entrada 1 (P) hacia 2 (A). Una vez anulada la señal eléctrica, la válvula vuelve a ocupar la posición básica debido al muelle de reposición.

La corriente de aceite desde 1 (P) hacia 2 (A) se puede franquear manualmente por medio de un acciona­miento auxiliar. A través de una superficie existente en un tornillo, la armadura es levantada de su asiento.

Esta electroválvula 2/2 vía se aplica como órgano de cierre.

Figura 30. Válvula  electrohidráulica 2/2 vías (NC),

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1.6.2. Electroválvula 3/2 vías (NC), con accionamiento manual auxiliar

 Por una señal eléctrica en la bobina, se origina un campo magnético, que hace que la armadura se levante de su asiento, ocupando la posición superior.

El aceite fluye desde la entrada 1 (P) hacia la salida 2 (A); el orificio de escape 3 (T), existente en el tubo del imán, queda cerrado por la armadura. Al anular en la bobina el campo magnético, el muelle de reposición vuelve a empujar la armadura sobre el asiento obturador. El paso del aceite de 1 (P) hacia 2 (A) queda bloqueado; el aceite del conducto de trabajo escapa a través de la conexión 2 (A) hacia 3 (T) en el tubo del imán. También aquí se permite un accionamiento manual de esta electroválvula 3/2 vías.

Este elemento se aplica en mandos provistos de cilindros de simple efecto, en el mando de otras válvulas y en la conexión y desconexión de aceite de pilotaje en mandos.

 Figura 31. Válvula electrohidráulica 3/2 Normalmente cerrada

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic, Collection  of  transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.10, 2001.


 1.6.3. Electroválvula 4/2 vías (con accionamiento manual auxiliar).

La ele ctroválvula 4/2 vía consta de 2 válvulas distribuidoras 3/2 y se utiliza para el mando de cilindros de doble efecto y para el mando de otras válvulas.

En estado accionado existe comunicación entre los conductos 1 (P) Y 2 (A); el conducto 4 (B) está en escape hacia 3 (T). Al quedar anulada la señal eléctrica, ambos émbolos de válvula regresan a su posición inicial, por lo que existe comunicación entre los conductos 1 (P) Y 4 (B); el conducto 2 (A) está en escape hacia 3 (T). También en este caso facilita el accionamiento auxiliar un conmutado manual.

 

Figura 32. Válvula  electrohidráulica  4/2

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic,  Collection  of  transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.15, 2001.


1.6.4. Electroválvula 4/3 vías

La electroválvula 4/3 vías constan de dos bobinas a ambos lados de la misma que le permiten el avance o retroceso de un cilindro, en su control no se debe permitir que ambas bobinas estén activas simultáneamente ya que se produciría una interferencia (bloqueo), esta válvula con centro cerrado permite en su posición central, fijar el cilindro en cualquier posición intermedia.

 Figura 33. Válvula electrohidráulica 4/3 centro cerrado

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Fuente: D. Scholz, «Fundamental of electrohydraulic,  Collection  of  transparencies », Festo Didactic GmbH & Co. Pag.27, 2001.

BIBLIOGRAFÍA

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  •  D. Merkle, H. Werner, Electro-Hydraulics, workbook basic level, Esslingen, Germany, Festo Didactic KG, (1995).
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  • FESTO Didactic. Introducción a la electroneumática, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23. H. Meixner / E. Sauer. 2011.
  • FESTO DIDACTIC. Introducción a la electrohidráulica, manual de estudio para el seminario FESTO PE 23. H. 


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