Neumática y Oleohidráulica, aplicaciones y conceptos basicos PDF

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Aplicaciones y conceptos básicos de la Neumática y de la Oleohidráulica...

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Universidad Autónoma de TTllaxcala Facultad de Ciencias Básicas Ingenier eríía y Tecnología Ingenier eríía mecánica

Circuitos Hidráulicos y Neumáticos Oc Octtavo Semestre Actividad 2-1: Neumática y Oleohidráulica, aplic icaaciones, ventajas y desventajas Dr Dr.. José Manuel Cerv rvaantes Vázquez Por: Gerardo Sanchez Cruz 28 de enero de 2021

Neumática La neumática es la tecnología que emplea un gas, normalmente aire comprimido, como elemento de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar diferentes mecanismos. Los procesos consisten en disponer de la presión de aire y hacer que esta energía acumulada actúe sobre los elementos del circuito neumático para que estos efectúen un trabajo útil. Como se dijo anteriormente, por lo general el gas utilizado es el aire comprimido, pero para aplicaciones especiales puede usarse el nitrógeno u incluso otros gases inertes. La neumática utiliza aire comprimido que se hace circular por tuberías hacia donde se requiere y esta energía que cede el aire comprimido se utiliza para mover, abrir, cerrar, etcétera, elementos del circuito y finalmente generar automatismos secuenciales. La facilidad de uso del aire comprimido y el hecho de que pueda ser generado localmente, hacen que tenga múltiples aplicaciones. • •

Como fuente de energía, para el uso en movimiento de maquinaria, actuadores, soplado, sistemas de frenos, elevación, etc. Como aire acumulado, para los sistemas de respiración humana, soplado, ventilación, procesos biológicos, etc.

Los circuitos neumáticos básicos están formados por una serie de elementos que tienen la función de la generación de aire comprimido, su almacenamiento, distribución y control para efectuar un trabajo útil por medio de unos actuadores llamados cilindros.:

El control de apertura y cierre de puertas: En vehículos de servicio público, en conjuntos cerrados. El principio de funcionamiento consiste en accionar un cilindro el cual mediante la energía del aire a una presión determinada mediante un movimiento lineal permite el desplazamiento de un resorte mecánico el cuál se estira cerrando la puerta y al recuperar su posición inicial (al contraerse) la abre.

La utilización de la fresa en el consultorio de odontología: Esta herramienta trabaja con la energía que le suministra el aire a presión a una turbina, permitiendo el movimiento rotativo para obturar.

Limpieza a presión para limpiar: Los sopletes y las aspiradoras aprovechan la presión del aire para recoger impurezas o al contrario expulsan el aire con fuerza para desalojar partículas que se encuentran en áreas de difícil acceso. También se utiliza la presión del aire en los sopletes para pintar vehículos u otros artefactos logrando una gran homogeneidad en la superficie.

Para elevar y bajar cargas en los montacargas: El funcionamiento es a través de un cilindro de doble efecto, ya que permite el movimiento en dos direcciones hacia arriba, y hacia abajo. También permite mantener la carga elevada durante un determinado tiempo mediante un enclavamiento.

La bomba de acción manual: Nos permite suministrar aire a los neumáticos de los vehículos de transporte, a los balones y bombas mediante la impulsión del vástago de manera consecutiva y a una presión alta y uniforme para obtener un buen caudal de aire.

Los actuadores neumáticos: Son el tipo de actuador más común y más utilizado debido a que su fuente de energía es el aire comprimido. Este tipo de actuadores se usan comúnmente para la operación de válvulas mariposa. Los actuadores neumáticos se utilizan para muchas aplicaciones, gracias a que responden con rapidez a operaciones de arranque y paro, son más baratos, seguros y más confiables que otros actuadores.

Sistemas de transporte neumático: se utilizan ampliamente

en la industria para transportar materiales secos, finos y a granel porque son extremadamente versátiles, adecuados y económicos para muchos procesos.

Ventajas de la Neumática. ✓ El aire es de fácil captación y abunda en la tierra, lo que implica que no existirá la escasez del producto y se dispondrá en todo momento de él, sin importar el lugar en el que se esté. ✓ El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas, la reducción de riesgos de chispas en importante en algunas industrias donde se trata de un peligro constante, al emplear sistemas neumáticos se reduce este riesgo.

✓ Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fácilmente regulables, esto debido a la capacidad de los sistemas neumáticos de realizar el trabajo para el que estas diseñados de manera relativamente rápida y regulable de acuerdo a la presión empleada. ✓ El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete, gracias a sus movimientos progresivos no compromete a otros componentes que estén en el mismo sistema.

✓ Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente, los elementos de trabajo neumáticos se pueden utilizar a cualquier carga hasta su parada completa sin ningún riesgo de avería o destrucción debida a la sobrecarga. ✓ Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa, el aire comprimido es muy poco sensible a los cambios de temperatura, manteniendo su fiabilidad incluso a temperaturas extremas.

✓ Es un medio muy limpio en caso de averías, no perjudica a los elementos circundantes, siendo esto muy importante en determinadas industrias como pueden ser las químicas, alimentarias, de la madera, textiles, etc.

Desventajas de la neumática.  Necesita preparación El aire comprimido debe ser tratado antes de su utilización; es preciso eliminar las impurezas y la humedad que pueda contener, así como engrasarlo en algunos casos, para evitar el desgaste prematuro de los elementos.  Es compresible, no es posible obtener velocidades regulares y constantes con independencia de la carga a que se someta.

 Fuerza limitada La fuerza que podemos obtener están limitadas en torno a los 20000 ó 30000 Newton (aproximadamente 2000 a 3000 Kgf), para una presión de servicio de 7 bar, y aún en función de la carrera y velocidad.  Escapes ruidosos Cuando el aire ha realizado el trabajo se deja escapar a la atmósfera produciendo ruidos que pueden resultar molestos. Se solucionan parcialmente utilizando silenciadores en los escapes.

 Coste: El aire comprimido es una fuente de energía relativamente cara, pero su elevado coste se compensa con el buen rendimiento (cadencias elevadas) y la facilidad de implantación, también se han desarrollado economizadores para ahorrar aire en lo posible.

Oleohidráulica La oleohidráulica es una rama de la hidráulica que utiliza derivados del petróleo como fluidos. En esencia, la oleohidráulica es la técnica aplicada a la transmisión de potencia mediante fluidos de tipo líquido (en oposición a la neumática, que utiliza como fluido el aire), como son: el agua (poco usada), el aceite soluble (poco adecuado, aunque económico), el aceite vegetal (mejores propiedades que el agua), hidrocarburos clorados, y el aceite mineral (al que suelen añadírsele aditivos de cara a mejorar sus propiedades). Los aceites hidráulicos se seleccionan de acuerdo con sus características físicoquímicas (punto de fluidez, viscosidad, rango de temperaturas de trabajo, etcétera) y han de cumplir las siguientes funciones en el circuito: Transmisión de potencia, lubricación de piezas móviles, disipación del calor, protección contra la corrosión, reducir la formación de espumas e impedir oxidación y la formación de impurezas, picaduras, lodo, goma, etc. En cuanto a los constituyentes de un circuito neumático, los principales son el depósito, las bombas, válvulas, tuberías y actuadores y, como componentes accesorios, podemos señalar los enfriadores, filtros, racores y manómetros. En la actualidad, las aplicaciones de la hidráulica o de la oleohidráulica son mucho mayores y más variadas que en tiempos pasados. Desde aplicaciones móviles para transporte y otros usos, hasta aeronáutica, todo tipo de aplicaciones industriales, automotriz y con cientos de aplicaciones en cada sector, algunas aplicaciones se muestran a continuación.

Industria Forestal: Los equipos encargados de la manipulación de árboles y troncos poseen sistemas oleohidráulicos para cumplir con estas funciones.

Industria Minera: La mayoría de los procesos mineros de rajo abierto o minería subterránea utilizan maquinaria o sistemas que utilizan sistemas oleohidráulicos.

Equipos de Levante: La totalidad de los equipos de Levante para diversas aplicaciones utiliza sistemas oleohidráulicos.

Máquinas de movimiento de tierra:

Prensas y compactadoras: Prensas hidráulicas para reducir el volumen de los materiales reciclables tales como plástico, cartón, papel, aluminio, desperdicio textil, etc.

Simuladores: Simuladores de entrenamiento de aeronaves, automóviles de competición, entre otros, que simulan las condiciones de movimiento mediante la oleohidráulica.

Ventajas de la oleohidráulica ✓ Fácil regulación de la velocidad, dado que el aceite es un fluido incompresible, no se producen lo cambios de presión que se dan en los circuitos neumáticos, por lo que se pueden conseguir cambios muy sensibles en la modificación de velocidad de los actuadores hidráulicos, tanto modificando el caudal de suministro de la bomba, como utilizando válvulas de control de caudal, lo que es más habitual. ✓ Reversibilidad de los accionamientos, en los circuitos neumáticos se puede invertir el sentido del movimiento de los actuadores instantáneamente, sin necesidad de pasar por puntos muertos como ocurre con los sistemas neumáticos.

✓ Protección contra sobrecargas de presión, con el uso de válvulas limitadoras de presión, se protegen a las instalaciones de cualquier sobrepresión. En caso de que el par o la fuerza sobrepasen valores permisibles, entra en acción la limitadora de presión, reduciendo la presión del circuito. ✓ Desarrollo de grandes fuerzas, al poder utilizar sistemas de elevada presión (más de 150 Kp/cm2), y al ser la fuerza el producto de la presión por la superficie, con componentes de tamaño reducido se pueden desarrollar elevadas fuerzas y pares.

✓ Paradas intermedias exactas, debido a la incompresibilidad del fluido los actuadores pueden detenerse en cualquier punto de la trayectoria sin que se produzcan vibraciones ni oscilaciones alrededor del punto de parada deseado.

Desventajas de la oleohidráulica  Los circuitos hidráulicos son mucho más sucios debido a la propia naturaleza del fluido.  Se precisan depósitos de recogida del fluido en los escapes de los componentes.

 Tanto los equipos, como el aceite empleado en los circuitos hidráulicos son significativamente más caros que el aire comprimido utilizado en neumática.  El aceite es inflamable y puede llegar a explotar, y mucho más sensible a la contaminación que el aire.  Es un sistema más lento, caro y complejo y sólo puede transmitir energía, no almacenarla....