4º ESO - Hidráulica y neumática

psssss, psssss, psssss ¿Os suena ese sonido?

El sapito loco

Introducción

Sapito loco: neumático (aire)

Excavadora: hidráulico (aceite)

Estas aplicaciones son súper modernas, pero...

Introducción

...nuestro cuerpo la usa desde hace muuuucho más tiempo

y vosotros la habéis usado también!!!

Introducción

Algunos usos habituales de la neumática

Introducción

Introducción

Algunos usos habituales de la hidráulica:

Introducción

Algunos usos muy habituales:

Contenido

1 · Circuitos neumáticos e hidráulicos

2 · Componentes de circuitos neumáticos

3 · Circuitos neumáticos

4 · Funcionamiento de circuitos hidráulicos

5 · Componentes de circuitos hidráulicos

6 · Circuitos hidráulicos

Circuitos neumáticos e hidráulicos

Circuitos neumáticos

Circuitos neumáticos

Circuitos hidráulicos

Funcionan con aire comprimido Ventajas:

• El aire es gratis.
• Es limpio y se almacena bien

Funcionan con aceite a presión Ventajas:

• Mayor capacidad trabajo.
• Lubrica y refrigera el sistema

Circuitos neumáticos

Circuitos hidráulicos

Compresor Tuberías: plásticas, metálicas,... Cilindros Válvulas

GENERADOR DE ENERGÍA TRANSPORTE ACTUADORES MANDO Y CONTROL

Bomba Tuberías metálicas y mangueras. Cilindros Válvulas

Circuitos neumáticos

Circuitos hidráulicos

Componentes de un circuito neumático

Componentes de un circuito neumático

Generador: CompresorElementos de conducción: Tuberías Elementos de control : válvulas Elmentos de protección y mantenimiento Receptores: Actuadores

Componentes de un circuito neumático

Compresor

Elemento generador de energía. Coge el aire de la atmósfera (1 atm) y lo comprime para ser usado en el circuito. La presión es regulable y se puede ver en el manómetro. Algunos compresores tienen un depósito incorporado y otros mandan el aire a un depósito independiente.

Componentes de un circuito neumático

Compresor - Tipos

Alternativos

Rotativos

Sistema biela-manivela (similar a un motor). También se les conoce como de pistón.

Formado por una carcasa y un rotor. Con el movimiento de rotoación se aspira aire y se comprime.

Componentes de un circuito neumático

Compresor - Tipos

Rotativos

Tornillo

Paletas

Alternativos o pistón

Componentes de un circuito neumático

Compresor - Tipos

No son compresores propiamente dichos, pero ¿de qué tipo serían?

Componentes de un circuito neumático

Compresor

Componentes de un circuito neumático

Tuberías

Elemento de transporte del aire comprimido. Pueden ser de diferentes materiales, como acero, aluminio, plásticas,... Se unen por racores o por soldadura y tienen una pequeña pendiente (1,5º) para que pueda desplazar los condensados.

Componentes de un circuito neumático

Válvulas

Son los elementos que controlan el circuito. Pueden ser de distinto tipo:

• Distribuidoras
• Reguladoras de flujo
• De bloqueo

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Se denominan por el número de orificios y posiciones (vías/posiciones) además del estado (NA, NC, Biestable), el accionamiento y retorno.

Vías: 2 (P y A) Posiciones: 2 (1 y 2) Accionamiento: palanca Retorno: muelle NA: Cuando no se acciona, está abierta

1 2

Válvula 2/2 NA accionada por planca y retorno por muelle

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Vías y posiciones:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Accionamientos y retornos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Accionamientos y retornos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Ejemplos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Ejemplos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Ejemplos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Ejemplos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas distribuidoras

Ejemplos:

Componentes de un circuito neumático

Válvulas reguladoras de flujo

Válvula reguladora de caudal bidireccional: regulan el caudal de aire en ambos sentidos.

Componentes de un circuito neumático

Válvulas reguladoras de flujo

Válvula reguladora de caudal unidireccional: regulan el caudal de aire en un sentido, mientras que en el contrario, el aire circula libremente.

Componentes de un circuito neumático

Válvulas de bloqueo

Válvula antirretorno: permiten el paso en un sentido del aire, pero lo impiden en el contrario.

Componentes de un circuito neumático

Válvulas de bloqueo

Válvula de simultaneidad (AND / Y): permite la salida del aire cuando entra presión por ambas entradas. Se usa como seguridad para tener ambas manos pulsando mientras actua alguna máquina.

Componentes de un circuito neumático

Válvulas de bloqueo

Válvula selectora (OR / O): permite la salida del aire cuando entra presión por alguna de las entradas o por las dos.

Componentes de un circuito neumático

Elementos de protección y mantenimiento

Son los elementos que protegen el circuito:

• Secador: reduce la humedad del aire comprimido, que podría corroer o estropear la instalación.
• Filtro: elimina las impurezas que hay en el aire.
• Lubricador: en algunos elementos se necesita una lubricación.
• Válvulas limitadoras de presión (válvula de seguridad): limitan la presión de la instalación.
• Unidad de manteminiento (FRL): integra un filtro, regulador de presión y un lubricador de manera compacta.
• Silenciador: para el escape del aire, reduce el ruido generado.

Componentes de un circuito neumático

Elementos de protección y mantenimiento

Son los elementos que protegen el circuito: Secador Filtro Silenciador

Válvulas limitadoras de presión

Unidad de mantenimiento (FRL)

Lubricador

Componentes de un circuito neumático

Actuadores

Son los elementos que realizan el trabajo para el que se ha diseñado la instalación. Los principales son: - Cilindros: Movimiento lineal - Motores: Movimiento rotatorio

Componentes de un circuito neumático

Cilindros

Hay 2 tipos: - Cilindros de simple efecto: - Cilindros de doble efecto:

Componentes de un circuito neumático

Otros símbolos

Al compresor, depósito y unidad de mantemiento, se les representa de manera simplificada con el símbolo:

Componentes de un circuito neumático

Circuitos neumáticos

Circuitos neumáticos

Circuitos neumáticos

CSE + Válvula 3/2

CSE comandado por una válvula 3/2 monoestable NC.Una válvula 3/2 es como un conmutador, con sólo una podemos controlar un CSE

Circuitos neumáticos

CSE + 2 válvulas 2/2

CSE comandado por dos válvulas 2/2 monoestables NC Una válvula 2/2 es como un interruptor, pero no dejan escapar el aire, así que tenemos que usar dos de ellas.

Circuitos neumáticos

CDE + Válvula 5/2

CDE comandado por una válvula 5/2 monoestable NA La válvula 5/2 permite controlar un CDE. También podríamos usar una válvula 4/2 (como un cruce), pero son muy caras por motivos constructivos, así que se usan las 5/2

Circuitos neumáticos

CDE + Válvula 5/3

CDE comandado por una válvula 5/3 En posición central está cerrada. Al moverla a derecha o izquierda el CDE avanza o retrocede. Se usa, normalmente con válvulas de regulación, cuando queremos poder detener el cilindro en una posicón intermedia de su recorrido. Observa que en este ejemplo no es monoestable, no hay muelle de recuperación.

Circuitos neumáticos

CSE + Válvula de simultaneidad

CSE con válvula de simultaneidad, comandada por dos válvulas 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle.Tienen que estar ambos pulsadores accionados para que avance el cilindro.

Circuitos neumáticos

CDE: Apertura y cierre de una puerta

CDE con válvulas reguladoras de caudal unidireccional para escape rápido. Controlado por váluvla válvula de simultaneidad, comandada por dos válvulas 3/2 con accionamiento por pulsador y retorno por muelle.Tienen que estar ambos pulsadores accionados para que avance el cilindro.

Circuitos neumáticos

Que me lo expliquen...

¿Quién es capaz de explicar el circuito?

Circuitos neumáticos

Circuito con temporizador

Analizamos el circuito:CDE comandado por una válvula 5/2 de accionamiento neumático. Esta válvula se acciona a su vez por un lado por una válvula 3/2 NC de accionamiento manual y retorno por muelle.

Circuitos neumáticos

Circuito con temporizador

De inicio el cilindro está retraído y cuando la Válvula 3/2 se pulsa (no hace falta mantenerla pulsada), cambia de estado la 5/2 y empieza a salir el vástago del cilindro con la velocidad regulada por la reguladora de caudal unidireccional.

Circuitos neumáticos

Circuito con temporizador

Cuando el vástago llega al final, pulsa la válvula 3/2 accionada por rodillo y retorno por muelle. Cuando se pulsa esta válvula, va entrando aire a esa parte del circuito y cuando se llena el depósito, el aire a presión acciona la válvula 3/2 neumática

Circuitos neumáticos

Circuito con temporizador

Una vez la válvula 3/2 neumática se ha accionado, deja pasar el aire y cambia a la válvula 5/2, haciendo que el vástago se vuelva atrás con la velocidad controlada por la reguladora de caudal unidireccional.

Circuitos neumáticos

Circuito con temporizador

Finalmente, cuando el vástago deja de estar al final y deja de pulsar la válvula 3/2 de rodillo y se vacía el depósito de aire, estando de nuevo preparado para iniciar un nuevo ciclo.

Circuitos neumáticos

Circuito con temporizador

Este circuito se usa, por ejemplo para la apertura de puertas, con cierre automático retardado.

Quizziz

Ejemplo de ejercicio:

En el circuito de la figura: • Identifica los elementos que los componen. • Explica el funcionamiento del circuito.

Ejemplo de ejercicio:

COMPONENTES: - CSE: Cilindro de simple efecto. - Válvula 3/2 monoestable de accionamiento por pulsador y retorno por muelle.

FUNCIONAMIENTO: El circuito es para el mando de un CSE mediante un pulsador. El vástago del cilindro se encuentra normalmente retraído. Cuando se pulsa la válvula y mientras se mantiene accionada, va saliendo el vástago. Cuando se suelta el pulsador, el vástago vuelve a su posición inicial.

Ejemplo de ejercicio:

En el circuito de la figura: • Identifica los elementos que los componen. • Explica el funcionamiento del circuito.

Ejemplo de ejercicio:

COMPONENTES:- A: Entrada de presión. - B Y C: Válvula 3/2 monoestable de accionamiento por pulsador y retorno por muelle. - D: Válvula selectora. - E: CSE: Cilindro de simple efecto.

Ejemplo de ejercicio:

FUNCIONAMIENTO: El circuito es para el mando de un CSE por medio de 2 pulsadores cualesquiera. El vástago del cilindro se encuentra normalmente retraído. Cuando se acciona cualquiera de las válvulas B y C o las 2 a la vez, el vástago va saliendo. Mientras se mantiene accionada alguna de las 2 válvulas, el vástago seguirá fuera. Cuando se sueltan ambas válvulas, el vástago vuelve a su posición inicial.

Funcionamiento de circuitos hidráulicos

Funcionamiento de los circuitos hidráulicos

El funcionamiento se basa en el principio de Pascal: Al aplicar una fuerza a un líquido contenido en un recipiente cerrado, la presión se transmite por igual a todos lo puntos del líquido con independencia de la forma del recipiente.

Funcionamiento de los circuitos hidráulicos

Principio de Pascal:

Al aplicar una fuerza en el vástago de la izquierda, se ejerce una presión sobre el circuito hidáulico, lo que provoca que el vástago de la derecha suba.

Funcionamiento de los circuitos hidráulicos

Principio de Pascal:

Es muy importante los diámetros de cada uno de los vástagos. Si queremos elevar un coche, tendremos que usar un vástago donde el diámetro sea muy chico. Esto es por la fórmula: p = F/S

Funcionamiento de los circuitos hidráulicos

Principio de Pascal:

Como la presión en todo el fluido es la misma, entonces: p1 = p2 -> F1/S1 = F2/S2 De este modo, si la superficie S1 es 5 veces menor, F1, también será 5 veces menor. Veamos un ejemplo.

Funcionamiento de los circuitos hidráulicos

Principio de Pascal:

Colocamos en F1 a una persona de 50 kg y queremos que esté en equilibrio con un coche de 1500kg. Calcular S1 si S2 es igual a 1 m2

F1 = m g = 50 kg * 10 m/s2 = 500 NF2 = m g = 1500 kg * 10 m/s2 = 15000 N F1/ S1 = F2 / S2 -> S1 = F1 * S2 / F1 S1 = 500 * 1 / 15000 = 0,0333 m2

Funcionamiento de los circuitos hidráulicos

Caudal (Q) :

El caudal es como la intensidad eléctrica, pero para un fluido: es la cantidad de fluido (volumen) que pasa a través de una sección en la unidad de tiempo Q = V/t Unidades: SI : m3/s (metros cúbicos / segundo) tb usada: l/s (litros / segundo)

Componentes de circuitos hidráulicos

Componentes de circuitos hidráulicos

Los componentes son similares a los circuitos neumáticos, pero con algunas salvedades: Contenedor: en un circuito neumático, el aire se coge de la atmósfera y se almacena a presión en un depósito, mientras que en los hidráulicos, el aceite se almacena a presión atmosférica en un depósito.

Componentes de circuitos hidráulicos

Bomba hidráulica

Es la encargada de dar energía (presión) al circuito. Tipos:

Componentes de circuitos hidráulicos

Protección y mantenimiento:

Válvula de alivio: Limita la presión del circuito para evitar roturas. Cuando hay más presión de la tarada, libera aceite al depósito.

Filtro: hace la misma función de limpieza que en los neumáticos, pero en este caso específico para fluidos: retiene sólidos del circuito.

Circuitos hidráulicos

Hidráulica y neumática

Hidráulica y neumática

Hidráulica y neumática

Gracias

Tecprofesor