introducción a la neumática e hidráulica industrial
TRANSCRIPT
Introducción a la neumática e hidráulica
industrial
Rafael Arjona
Formación Profesional
IN OUT
IN OUT
Componentes eléctricos
1
L1 L2 L3Alimentación
circuito potenciaInterruptor de corte general
L1 L2 L3 N
PE
Alimentación3 x 400 V + N + PE
L1 N PE
PE
230 V AC
24 V AC
L1
L2
31
2 4
5
6
31
2 4
5
6
N
N
0 1
1
2
N
N
L1+ NAlimentación
circuito de mando1
5
14
6T3
NA NC95 9697 98
2 4 6
2T1 4T2
1L1 3L2 5L3
13 NO 21 NC A1
14 NO 22 NC A2
6T32T1 4T2
F2
KM
1
AC
24
V
19
20
18
17
16
T1
1
2
3
4
1
2
3
4
X1
X2
X1
X2
H1 = Motor ‘ON’
H0 = Motor ‘AVERÍA’
S1 = MARCHA
S0 = PARADA
U1
U2
V1
V2
W1
W2
AC24V
AC24V
Motor trifásicode jaula de ardilla
A
2
40
4.6. Sensores de fibra óptica
Este aparato actúa con la interrupción de un haz luminoso que es distribuido con
cables de fibra óptica. El dispositivo amplificador contiene, tanto el emisor, como el
receptor de luz, y ésta se transmite a través de fibra óptica en uno o varios cables,
que debido a su composición reducida, se puede adaptar a cualquier aplicación
para detectar pequeños objetos. La luz emitida suele ser infrarroja y roja visible.
Sensor de fibra óptica y detalle de un conducto.
Los procedimientos de instalación se basan en efecto barrera y proximidad. En
el primer caso, el objeto a detectar debe interrumpir el haz luminoso, y por
proximidad, es el propio objeto el que hace de reflectante. En este caso, deben
existir al menos dos fibras (emisión-recepción) en el mismo cable.
Figura 1.74.
Hilos de fibra óptica
Los cables de fibra óptica
pueden tener uno o varios
hilos. En caso de tener más
de uno, el cable tiene la
posibilidad de incorporar
señal de emisión y recep-
ción.
Cables de fibra
óptica.
Figura 1.75.
Alimentación amplificador
y señal de salidaAmplificador
Sensor de fibra óptica
Haz luminosoCables de fibra óptica
Núcleo
Cubierta
60º
Emisor
Barrera
Proximidad
+
-
Alimentacióna 24 V DC
CARGA
B
Marrón
Azul
NegroB
Figura 1.76.
Figura 1.77.
Ejemplo sensor de
proximidad, barrera, y conexio-
nado eléctrico.
Simbología.
Emisión
Recepción
Emisión
Recepción
<1 mm
1 Componentes eléctricos
Símbolo Identificador Final
28
5 Dispositivos actuadores y de control de tiempo
La extensa variedad de productos que componen los sistemas automatizados
industriales, requiere un conocimiento minucioso de los mismos. En este apartado
se tratarán los dispositivos de actuación, como relés electromagnéticos, contac-
tores, avisadores acústicos, electroválvulas etc., y es fundamental la identificación
correcta de sus terminales de conexión, tensión de funcionamiento, intensidad
máxima de trabajo, por citar algunos, para que las labores operativas se adecuen al
entorno de trabajo para los cuales fueron diseñados.
Interruptores tetrapolares con contactos diversos.
5.1. El relé, conceptos previos
Si observamos un circuito eléctrico básico mostrado en la siguiente figura, la
función del interruptor es dejar o no dejar pasar la corriente por el conductor,
evitando o favoreciendo que la lámpara reciba tensión y por tanto se encienda. Se
puede afirmar, que el interruptor es la herramienta que gobierna el paso de la
corriente eléctrica del circuito.
Circuito eléctrico básico.
Ampliemos la función de este interruptor; en vez de abrir o cerrar una sola línea,
lo hace con cuatro a la vez (fig. 1.79 a). Evidenciamos que es un interruptor
“cuádruple”. Esto puede ser ideal para poner en marcha líneas eléctricas
polifásicas. Como conclusión, observamos que el interruptor con mismo
movimiento, puede cerrar hasta cuatro circuitos a la vez.
En el siguiente caso (fig. 1.79 b), Se propone un interruptor cuádruple pero con
dos contactos abiertos y dos contactos cerrados; cuando se activa el interruptor,
dos circuitos se cierran, mientras que los otros dos se abren, desconectando los
receptores que a ellos tuvieran conectados.
El relé es un interruptor cuya conexión se realiza (y se mantiene) por medio de
corriente eléctrica y un electroimán. Si observamos la siguiente figura, al accionar el
interruptor “S” se crea un campo magnético que desplaza al eje “E” que abre y
cierra los cuatro contactos principales.
Figura 1.78.
Figura 1.79.
29
1 Componentes eléctricos
9 V
+Interruptor
(S)
Lámpara(E)
Fuente de energía
a) b)
Magnetismo
Cuando se aplica corriente
eléctrica a un conductor en
forma de espira, o a una
bobina, se crea un campo
magnético. Se consiguen
convertir materiales magné-
ticos, que en origen no lo son.
Según la corriente aplicada y
el tipo de bobinado, el campo
magnético “artificial” creado,
tendrá mayor o menor
intensidad.
Electroimán
Formado por un solenoide
(bobina) y un núcleo de hierro
ubicado en el interior del
mismo. El núcleo de hierro se
imanta gracias al campo
magnético que crea la bobina
cuando ésta recibe corriente
eléctrica por sus espiras. El
resultado final es que se crea
un campo magnético más
intenso que el propio del
solenoide.
Electroimán.Figura 1.80.
+
_
N
S
Actividades
1 Completa el cableado para que el amperímetro y el
voltímetro aporten unas lecturas correctas.
Realiza el esquema eléctrico de mando del siguien-
te circuito que se muestra con sus mecanismos.
Simboliza al menos:
Un aparato de protección.
Un transformador.
Un pulsador de puesta en marcha.
Un pulsador de parada.
Un piloto indicativo.
Un contactor.
Un aparato de medida.
Circuito de automatismos
L1 L2 L3Alimentación
circuito potenciaInterruptor de corte general
L1 L2 L3 N
PE
Alimentación3 x 400 V + N + PE
L1 N PE
PE
230 V AC
24 V AC
L1
L2
31
2 4
5
6
31
2 4
5
6
N
N
0 1
1
2
N
N
L1+ NAlimentación
circuito de mando
1L1 3L2 5L3
13 NO 21 NC A1
14 NO 22 NC A2
6T32T1 4T2
KM
1
AC
24
V
T1
1
2
3
4
1
2
3
4
X1
X2
X1
X2
H1 = Motor ‘ON’
H0 = Motor ‘AVERÍA’
S1 = MARCHA
S0 = PARADA
U1
U2
V1
V2
W1
W2
AC24V
AC24V
Motor trifásicode jaula de ardilla
A
2
40
Figura 1.143. Mecanismos del circuito.
Interruptor
A
2
40
V
200
004
0
2
Figura 1.142. Conexionado de aparatos de medida.
1 Componentes eléctricos
49
Neumática2
12 2
2
1 3
Depósito acumulador
Válvula estranguladora
antirretornoVálvula 3/2 NCpilotada por aire
2
1 3
M
Presión
50
%
Cilindro de simple efecto
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1MPa
IN OUT
Manómetro
Regulador de presión
Filtro
Lubricador
Compresorneumático
Purga automática
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
Presostato
Válvulade
seguridad
Manómetro
Válvula 3/2 NCaccionada
por pulsador
58
2 Neumática
2.7. Ley de Boyle-Mariotte
Esta Ley de los gases indica que a temperatura constante, el volumen que
ocupa una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que se
ejerce.
P · V = Constante
Esto supone que cuando la presión aumenta, se reduce el volumen, y al
contrario, si la presión disminuye, aumenta el volumen.
A continuación se muestra una curva que demuestra que,
P · V = P · V = P · V = Cte.1 1 2 2 3 3
1 · 4 = 2 · 2 = 4 · 1 = Cte.
Ley de Boyle-Mariotte.
Ejemplo
Si la presión que ejerce un pistón en un recipiente es de 3,4 bar en un volumen de 3 30,25 m , ¿qué presión se ejercerá cuando el volumen se comprime a 0,1 m ?
Figura 2.8.
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
4.0
3.0
2.0
1.0
P3 = 4 bar P2 = 2 bar P1 = 1 bar
Volumen en litros
Pre
sió
n e
n b
are
s
1 1 2 2P · V = P · V
5 31 1
2 32
P · V 3,4 · 10 Pa · 0,25 mP = = = 850.000 Pa = 8,5 bar
V 0,1 m
Robert Boyle
1627 - 1691. Físico, químico,
filósofo e inventor irlandés.
Además de la Ley de Boyle,
hizo aportaciones acerca de
la propagación del sonido,
así como los efectos de
congelación del agua.
Se dice que es fundador de la
química moderna.
Edme Mariotte
1620 - 1684. Físico y clérigo
francés.
Estudioso de la hidrodiná-
mica, de los gases, incluso
realizó trabajos de óptica,
formuló la ley de Boyle -de
manera independiente a
éste- más precisa que el
propio Boyle, ya que indicó
que la temperatura tenía que
ser constante.
64
2 Neumática
Unidad de mantenimiento:Filtro, regulador y lubricador
Unidad de mantenimiento:Filtro y regulador
Unidad de mantenimiento:Filtro, regulador y lubricador.
Símbolo simplificado
Compresor
Depósito
Drenaje
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa 0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
Secadorde aire
AAD DR
EA
P
Filtros de precisión. Por ejemplo de:
1 µm, 0,01 y 0,003 µm
0 - OFF 0 - OFF 0 - OFF 0 - OFF0 - OFF0 - OFF 0 - OFF0 - OFF 0 - OFF
Filtroinicial
Diferentes aplicaciones:- Pintura.- Procesos químicos.- Sopleteado, etc.
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1MPa
IN OUT
Manómetro
Regulador de presión
Filtro Lubricador
Compresorneumático
Purga automática
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
Presostato
Válvulade
seguridad
Manómetro
Los compresores industriales suelen incorporar la unidad de
mantenimiento en el conjunto funcional. A continuación se muestran
tres gráficos de tres sistemas de compresión, tratado y distribución del
aire comprimido para instalaciones de diferente calibre.
Grupo compresor para pequeño volumen.
Grupo compresor para mediano volumen.
Figura 2.22.
Figura 2.23. Figura 2.25. Grupo compresor de carácter industrial.
Figura 2.24.
3.2. Actuadores neumáticos
3.2.1. Cilindros neumáticos
3.2.1.1. Cilindros de simple efecto
3.2.1.2. Cilindros de doble efecto
3.2.1.3. Cilindros de doble efecto sin vástago
Realizan un trabajo tomando como energía el aire comprimido. Pueden ser
lineales, rotatorios y giratorios.
Los cilindros neumáticos realizan esfuerzos lineales, y los encontramos de
varios tipos.
Dispone de una sola vía de alimentación, por donde entra el aire comprimido,
que empuja el émbolo haciendo salir al vástago. Para su retroceso, utiliza un muelle.
Diferenciamos por tanto la cámara anterior al muelle y la que lo incorpora. Cuando el
vástago sale, el aire de la cámara sale por un pequeño orificio.
Cilindro de simple efecto.
Dispone de dos vías de alimentación, y se puede mecanizar tanto la extensión
como la recogida del vástago. Para la salida del vástago se usará la vía posterior y
para la recogida la contraria. No dispone de entrada forzada; así que se usará aire
comprimido.
La velocidad de entrada y salida del vástago a iguales presiones es diferente, ya
que la superficie de empuje hacia la salida es mayor que la de entrada; hay que
restar el diámetro de la varilla.
Cilindro de doble efecto.
Actúan a modo de ejes lineales. También se conocen como actuadores lineales.
Disponen de una pieza de material plástico duro o metálico de carácter móvil,
donde se asocian las aplicaciones mecánicas. El perfil donde va encapsulado el
conjunto incorpora raíles para alojar sensores magnéticos a diferentes alturas, o
medidas.
Figura 2.34.
Figura 2.35.
Émbolo
Vástago
Culata
Vía de entradade aire comprimido
CamisaMuelle
Escape libre
Cilindro de simple efecto
Figura 2.36.
Cilindro de doble efecto
Cilindro de doble efecto con amortiguación
Figura 2.37.
Entrada de presión, el vástago sale
A escape
Entrada de presión, el vástago entra
A escape
Superficie de empuje
Cilindro de doble efecto sin
vástago
Figura 2.38.
67
2 Neumática
Salida
Entrada
En los siguientes gráficos, se aprecia un actuador de giro de 180º, con “parada”
en posición central. Ello se consigue con una válvula con tres posiciones, donde los
extremos obligan al giro en un sentido u otro y la posición central con centros
cerrados, bloquea el eje. En caso de usar válvulas de dos posiciones, el movimiento
será continuo en cada uno de los dos sentidos de giro.
Los forman la combinación de un actuador lineal y otro rotatorio, por lo tanto, en
conjunto pueden desarrollar movimientos más complejos. Normalmente las vías de
trabajo están separadas para uno y otro.
En los siguientes gráficos se aprecia un ejemplo de cilindro rotolineal; en el
primer caso, el conjunto sube y baja realizando la acción lineal. A continuación, el
cilindro puede girar 180º, si se alimenta con aire comprimido la acción rotatoria.
En los gráficos se ha insertado una pinza neumática a modo de ejemplo, para
representar lo que supondría una unidad funcional completa.
3.2.4. Actuadores rotolineales
Vía de giro 2
A
B
A
B
1 (P)
2 (A)
3 (R)5 (R)
4 (B)
A
B
A
B
1 (P)
2 (A)
3 (R)5 (R)
4 (B)
A
B
A
B
1 (P)
2 (A)
3 (R)5 (R)
4 (B)
Vía de giro 1
Figura 2.54.
Figura 2.55.
Figura 2.56.
Ejemplo de uso
de un actuador de giro de
180º.
Note que al usar una válvula
direccional con una posición
de trabajo a centros cerrados,
es posible añadir una posi-
ción vertical de trabajo.
Esquema de mecanismos y
esquema neumático.
Esquema
neumático.
Conexiones de
una mesa giratoria.
71
2 Neumática
180º
Cilindropinza
Entrada / salidapresión
Tornillos
Los sensores magnéticos, se ubicán atrás y típicamente se colocan más de dos, por ejemplo a0º, 90º y 180º.
Figura 2.57.
Figura 2.58.
Funcionamiento de un conjunto rotolineal neumático.
Esquema neumático con sensores magnéticos.
Vía de giro 2
Vía de giro 1
Vía de subida
Vía de bajada
2 (A)
A
B
4 (B)
A
B
2 (A)
A
B
4 (B)
A
B
1 (P)
3 (R)5 (R)
1 (P)
3 (R)5 (R)
AB
A+ B+
A B
DC
A.
B.
C.
D.
El eje sube. Se alimenta la
vía de subida del cilindro
lineal.
El eje baja. Se alimenta la
vía de bajada del cilindro
lineal.
El eje rota 180º. Se
alimenta la vía de giro 1 del
cilindro giratorio.
El eje rota sentido inverso
al anterior 180º. Se alimenta
la vía de giro 2 del cilindro
giratorio.
72
2 Neumática
3.2.5. Motores neumáticos
Como sucede con el equipo compresor, los motores neumáticos pueden ser de
paletas, de pistones y de engranajes, siendo los dos primeros los más empleados.
Presentan ciertas ventajas respecto a los motores eléctricos, como el calenta-
miento que es mínimo, el control de posición del eje, el par, la inversión de sentido
de giro, la alta velocidad que consigue y la potencia desarrollada en función de su
tamaño. En contra, se requiere de una fuente aire comprimido, que es otra fuente de
energía adicional.
Motor neumáticoreversible
Motor neumáticoun sentido de giro
Motor neumáticoun sentido de giro
Figura 2.59. Motor neumático.
Válvula estranguladora
antirretorno
2
1 3
M
Presión
50%
50%
2
1 3
M
Directo Inverso
Válvula 4/3
Motor neumático
A B
P R
P
Unidad de mantenimiento
A
B
A
B
1 (P)
2 (A)
3 (R) 1 (P)
2 (A)
3 (R)
Directo Inverso
Figuras 2.60. y 2.61. Esque-
ma de mecanismos y esque-
ma neumático para la inver-
sión de sentido de giro de un
motor neumático con una
válvula pulsador por sentido,
una válvula 4/3 pilotada por
aire con centros cerrados y
retornos por muelle. Además
cuenta con válvulas estrangu-
ladoras antirretorno para
regular la velocidad en
ambos sentidos.
73
2 Neumática
Fig. 2.60.
Fig. 2.61.
Presión
Presión
3.3. Válvulas
3.4. Válvulas distribuidoras
Las válvulas neumáticas son los mecanismos que se encargan de controlar el paso del aire comprimido dentro del sistema neumático. Serán capaces de regular ciertos parámetros como la presión y el caudal.
Por su forma constructiva podrán ser de asiento o corredera.
Válvulas de asiento y de corredera.
Las válvulas distribuidoras, actúan de conmutadores neumáticos, de tal modo
que distribuyen el aire comprimido en función de una señal de mando que podrá
ejecutarse de diversos modos; manualmente, a través de finales de carrera, con
pilotajes neumáticos, hidráulicos, por electroválvulas, entre otros.
La válvula también cuenta con un esfuerzo que hace que vuelva a cambiar de
posición o se conmute a una posición concreta.
Ejemplos
Ejemplo de válvulas distribuidoras de dos y tres posiciones.
En el primer caso, la válvula está accionada por pulsador y tiene dos posiciones
de trabajo, pero al “soltar”, la válvula regresa a la posición inicial ayudada por un
muelle. Tiene por lo tanto dos accionamientos, un pulsador manual, y un muelle
automático para el retroceso.
En el segundo caso, la válvula si no es accionada por ninguno de los dos
pulsadores, los muelles obligan a que tenga la posición central (2) activa. Por tanto,
si es presionado el pulsador de la izquierda, funcionará la posición 1. Al soltarlo,
vuelve al centro. Al presionar el pulsador de la derecha, funcionará la posición 3. Al
soltarlo vuelve al centro. En este ejemplo, note que se han utilizado cuatro
accionamientos, dos pulsadores y dos muelles.
Las vías de las válvulas se designan por letras o números: (P ó 1) para origen de
presión, (A y B ó 2 y 4) para líneas de trabajo y (R y S , ó 3 y 5) para escape. Para nº nº
señales de mando o pilotaje, se usarán (X, Y y Z, ó 12, 14).
Ejemplo para la designación de las vías de trabajo de las válvulas.
Figura 2.60.
Figura 2.63.
Figura 2.64.
Designación y simbología de las
válvulas distribuidoras
La válvula distribuidora se
designa por dos cifras, por
ejemplo 5/3, donde la primera
cifra indica el número de vías
que posee (entradas o
salidas de aire, sin contar las
vías de pilotaje), y la segunda
cifra las posiciones que
puede adoptar, es decir, las
conmutaciones neumáticas
que es capaz de realizar la
válvula internamente. Las
posiciones se representan
por cuadrados.
Ejemplo
Válvula con dos vías y dos
posiciones.
Dos vías porque tiene una
entrada y una salida; y dos
posiciones porque puede, o
bien comunicar las vías, o
bien taponarlas.
Ejemplo
Válvula con cinco vías y tres
posiciones.
Cinco vías porque tiene una
entrada de presión, dos
salidas de trabajo y dos vías
de escape. Y tres posiciones
porque puede:
- Posición central, poner
todas las vías cerradas.
- Posición izquierda, con-
mutar de P a A, y de B a R2.
- Posición derecha, conmutar
de P a B y de A a R2.
A
P
A
P
Cerrada Abierta
A
PP
A
Cerrada Abierta
Válvula de asiento Válvula de corredera
A B
R1 R2
T T
P
T
T T
TT
2 Posiciones 3 Posiciones
1 2 31 2
T TT
T T
TT
A (2)
P (1)
A (2)
P (1) R (3)P (1) R (3)
A (2) B (4)
R1 (3) R2 (5)P (1)
B (4)A (2)
12 14
74
2 Neumática
77
2 Neumática
3.4.2. Válvula 3/2. Tres vías, dos posiciones
Esta válvula tiene dos posiciones. En una de ellas al accionarla, conmuta el paso
de aire del origen de presión P hasta la vía de trabajo A. En este supuesto, la válvula
es una NC, normalmente cerrada. En caso de que la disposición de las vías sea NA
(abierta), inicialmente el origen de presión fluye directamente hasta la vía de trabajo
A, y al accionar la válvula con algún medio, por ejemplo un pulsador, se corta el
fluido ya que el origen de presión P, queda taponado.
Válvula 3/2 NC accionada por pulsador y retorno por muelle Válvula 3/2
Sin presionar
PresionadoA
P R
A
P R
A
P R
A
P R
A
P R
Válvula 3/2 NA accionada por pulsador y retorno por muelle Válvula 3/2
Sin presionar
PresionadoA
A
PR
A
PR
A
PR
A
PR
PR
Figura 2.73 . Válvula 3/2 nor-
malmente cerrada (NC),
accionada por pulsador.
Funcionamiento y simbolo-
gía.
Figura 2.74. Válvula 3/2 nor-
malmente abierta (NA),
accionada por pulsador.
Funcionamiento y simbolo-
gía.
Ejemplo de accionamiento con válvulas 3/2. Retroceso automático de cilindro
de simple y doble efecto.
Una válvula con accionamiento tipo pulsador pilota a una segunda válvula que
alimenta al cilindro. Cuando éste sale completamente, acciona una válvula con
accionamiento tipo final de carrera, que obliga a la válvula pilotada a la recogida del
vástago del cilindro.
Cilindro de simple efecto
Electroválvula3/2 NA, pilotada
por aire
2
1 3
M
Electroválvula 3/2 NA, accionada por pulsador y retorno por muelle
Fuente de aire comprimido y unidad de mantenimiento
14 12
2
1 3
2
1 3
Electroválvula biestable3/2 NA, pilotada por aire
1 (P)
2 (A)
3 (R)
Cilindro de simple efecto
Electroválvula3/2 NA, pilotada
por aire
Electroválvula 3/2 NA, accionada por pulsador y retorno por muelle
1 (P
)
2 (A
)3 (R
)
P
Electroválvula biestable3/2 NA, pilotada por aire
1 (P)
2 (A)
3 (R)
Cilindro de doble efecto
Electroválvula3/2 NA, pilotada
por aire
Electroválvula 3/2 NA, accionada por pulsador y retorno por muelle
1 (P
)
2 (A
)3 (R
)
P
Electroválvula biestable5/2 NA, pilotada por aire
Figura 2.75. Retroceso
automático de un cilindro.
Esquema de mecanismos.
Figura 2.76. Esquemas
neumáticos para cilindros de
simple y doble efecto.
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1MPa
IN OUT
Manómetro
Regulador de presión
Filtro Lubricador
Compresorneumático
Purga automática
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
kgf/cm2
MPa
Presostato
Válvulade
seguridad
Manómetro
78
2 Neumática
95
5.3. Empleo del vacuostato
Dos ventosas están unidas entre sí por un conducto neumático, que a su vez
está conectado a la vía de succión de un eyector. La presión le llega al eyector
procedente de una válvula 5/3 con accionamiento por solenoide. En el ejemplo se
ha utilizado un vacuostato, con medidor de presión negativa.
En reposo, la válvula 5/2 deriva la presión a escape, por lo tanto, las ventosas no
producen succión.
Las ventosas no succionan.
Cuando es accionada la válvula 5/2, la presión de aire comprimido entra con
fuerza a través del eyector y al pasar por la boquilla, provoca una presión negativa
en las ventosas, es decir, succión. La salida del eyector va directamente a escape a
través de un silenciador. Note también como el vacuostato mide la presión que se
registra en el eyector.
Las ventosas succionan.
Figura 2.137.
Figura 2.138.
2 Neumática
Vacuostato
Vacío
0.0 Bar
VACUOSTATO
Vacío
-1.3 Bar
VACUOSTATO
Válvula “A”
Válvula “A”
El vacuostato es un presos-
tato que funciona a bajas
presiones, por lo tanto, es
capaz de registrar el vacío.
Dispone de uno o varios
contactos conmutados que
se activarán cuando el valor
de consigna de una presión,
normalmente parametrizable
ha sido alcanzado.
Por otro lado, el vacuostato
diferencial, mide la diferencia
entre una presión máxima y
una mínima.
También puede disponer de
una salida analógica que
indique el valor actual de
vacío.
Válvula Vacuostato
1 (P)
2 (A)
3 (R)
Vacuostato
DC
DC
Dig.
La presión de aire que
maneja el dispositivo, se
puede utilizar como pilotaje
p a r a o t r o s e l e m e n t o s
neumáticos.
Se puede convertir la señal de
vacío en presión, con ello se
consigue que cuando el vacío
llega a un valor determinado
activa a un actuador a través
de una válvula.
Figura 2.140.
Actuador neumático
1 (P)
2 (A)
3 (R)
1 (P)
2 (A)
3 (R)
Ventosa
Eyector
Válvula
6 bar
6 bar
VálvulaVacuostato
Figura 2.141. Figura 2.139. Válvula neumática
Detalle
5/2
5/2
Electroneumática3
M2. Motorcinta transportadora
A+. (Y1)Cilindro doble efecto
B+. (Y2)Cilindro doble efecto
C+. (Y3-Y4)Actuador lineal
sin vástago
B10. CapacitivoPresencia de líquido B11. Capacitivo
Presencia de botella
M1. Electro-bomballenado recipiente
a0
a1
c0
c1
Jeringa
b0
b1
Cilindro AA+
Cilindro BB+
Cilindro CC+
B+=0=a1
C-
RESET
STARTAUT MAN0 1
STOP ALARM
MM
MM
122
3 Electroneumática
13
14
1
S1
A1
A2
N N
K
A C
111
2
S0
K
2 3
L
QF1 21
Esquema de mando
K1
AC
24
V
13 21 33 43
NO NC NO NO
A1
A2
14 21 34 44
NO NC NO NO
S0 = PARO
3
4
1
2
S1 = MARCHA
V = 0
0 - OFF 0 - OFF
Mecanismos Eléctrico
32
13
14
X1
X2
H1
Neumático
A
P
P
Unidad de mantenimiento
TRABAJO
Y
A1
A2
Y
21
22
K
Piloto
Verde
X1
X2
H1
L1
13
14
S1
A1
A2
K 0
A C
111
2
S0
235
13
14
K0
N
L1
N
A1
A2
Y1
23
24
K0
A1
A2
K 1
A C
4
B_a1
B_a0
13
14
K1
A1
A2
Y2
33
34
K0
A1
A2
K 2
A C
6
B_a0
B_a1
13
14
K2
1 2 3 4 5 6
A B
R1 R2
T T
Velocidad de entrada
y salida
P
Unidad de mantenimiento
Eléctrico Neumático
Y1 Y2
Cilindro de doble efecto
Figura 3.43. Circuito electroneumático con realimentación y enclavamiento.
Figura 3.44. Circuito electroneumático con sensores magnéticos.
El siguiente circuito electroneumático por relé, contiene dos sensores
magnéticos; en la entrada (a0) y en la salida del vástago (a1).
a0 a1
139
3 Electroneumática
CIL. EMPUJADOR ACTUADOR GIRO PINZA
TRASVASE HACIA LÍQUIDO
2 (A)
3 (R)
a1
A
B
A-
5 (R)
4 (B)
1 (P)
A+
A
B
A+
A
A
B
A
B
1 (P)
2 (A)
3 (R)5 (R)
4 (B)B+ B-
B+ B-
b1
b0 b2
B
2 (A)4 (B)
D+ D-
D
D+
1 (P)
3 (R)5 (R)
ALIMENTACIÓN RODAMIENTO
PRESENCIA ROD.
pra0
ACTUADOR GIRO PINZA
TRASVASE HACIA TRANSPORTE
A
B
A
B
1 (P)
2 (A)
3 (R)5 (R)
4 (B)C+ C-
C+ C-
c1
c0 c2
2 (A)4 (B)
E+ E-
E
E+
1 (P)
3 (R)5 (R)
C
PRESENCIA LÍQUIDO
P
BCap_Líquido
IND
Esquema neumático
Figura 3.77.
1
0
Transición 1
3
2
Transición 3
Transición 2
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
A+ Cil. empuja piezaS
S D+ Pinza 1. Fija
4
Transición 4
Etapa 4S B- Cil. giro directo
5
Transición 5
Etapa 5 R D+ Pinza 1. Suelta
Transición 6
6Etapa 6 R B- Cil. giro directo
Transición 7
START
Sensor S6
Sensor a0
Sensor b2
Sensor b1
CONDICIONES INICIALES OK
B+ Cil. de giro inversoS
Sensor b0
R A+ Cil. empuja pieza
CONDICIONES INICIALES OK
R B+ Cil. giro inverso
TON
1 seg.
7Etapa 7 S C+ Cil. de giro inverso
Transición 8
Sensor c0
8Etapa 8 S E+ Pinza 2. Fija
Transición 9
TON
1 seg.
9Etapa 9
Transición 10
S C- Cil. giro directo
R C+ Cil. giro inversoSensor c2
10Etapa 10 S E+ Pinza 2. Suelta
TON
1 seg.
11Etapa 11 R C- Cil. giro directo
Transición 12
Sensor c1
Sensor S7CONDICIONES INICIALES OK
ETAPA 1
ETAPA 12
12Etapa 12
Transición 13
TON
2 seg.
S M1. Motor cinta
Transición 11
M1. Motor cintaR
7
Figura 3.78. GRAFCET de la aplicación.
Hidráulica4
L
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
7
P T
0
T A P
Unión
Unión
B
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
P
T
5.1.5. Bomba helicoidal
5.1.6. Depósito de almacenamiento
Formada por dos o tres tornillos helicoidales que están engranados entre sí, de
tal modo que el giro de los tornillos, desplaza el fluido de una zona de la cámara a la
contraria. También se conoce como bomba de tornillo.
Bomba helicoidal.
El depósito almacena el fluido que circulará (re-circulará) por el circuito
hidráulico. Un tubo está conectado directamente a la bomba para extraer el fluido;
otro tubo se dispone a modo de retorno. El depósito cuenta también con varias
utilidades como filtros, indicadores de nivel de llenado, tornillo de vaciado, entre los
más importantes.
Interior del depósito de almacenamiento o tanque.
Figura 4.14.
Figura 4.15.
156
4 Hidráulica
Figura 4.16. Simbología del
depósito.
Depósito
Nivel
Tubo de retorno
Drenaje
Motor-bomba
Junta
Salida P
Retorno T
Tubo de aspiración
Amortiguación
Llenado con filtro
Aspiración
Válvula 5/2
A B
R T
Abiertade A a Rde P a B
+ TT T
P
168
5.4.5. Válvula 5/2
La válvula 5/2 (5 vías, dos posiciones), tiene varias combinaciones de trabajo
respecto a sus vías que son: origen de presión P , dos vías a depósito T y dos al
trabajo A y B. A continuación, se muestran las dos posiciones de trabajo habituales
para sus 5 vías.
En el primer caso, el origen de la presión P, aplica fluido a la conexión B del
cilindro de doble efecto, lo que provoca la recogida de éste. Por otro lado, la
conexión A del cilindro se deriva a depósito T.
Válvula 5/2 con cilindro de doble efecto. Conexión para la recogida del vástago.Figura 4.46.
Figura 4.47. Simbología de la
válvula 5/2.
T
P
T
T
P
T
A B
R T
T T
P
A B
R T
T T
P
A
B
Figura 4.49. Válvula 5/2 con
cilindro de doble efecto.
Conexión para la extensión del
vástago.
En el segundo caso, el origen de la presión P, aplica fluido a la
conexión A del cilindro, lo que provoca la extensión de éste. Por otro
lado, la conexión B del cilindro se deriva a depósito T.
A
B
Accionamientos típicospara válvulas
hidráulicas distribuidoras
Manual
Accionado por pulsador
Accionado por palanca
Accionado por pedal
Accionado por palancacon retención
Accionado por rodillo
Accionado por rodilloescamoteable
Servoaccionamiento
Accionado por solenoide(electroválvula)
Indicar el accionamientosi no se conoce el símbolo *Retorno por muelle
Figura 4.48. Accionamientos
típicos.
4 Hidráulica
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
2kg
f/cm
MP
a
7
PT
0
TA
PL
Un
ión
P
T
Unió
n
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
2kg
f/cm
MP
a
Un
ión
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
2kg
f/cm
MP
a
Vá
lvu
lalim
itad
ora
de
pre
sió
nMa
nó
me
tro
2
Vá
lvu
la 4
/3
Gru
po
Mo
triz
Gru
po
de
acc
ion
am
ien
to
Ma
nó
me
tro
1
Mo
tor
hid
ráu
lico
B
TA
PB
179
Figura 4.83. Esquema de mecanismos del ejemplo propuesto.
4 Hidráulica
Electrohidráulica5
A B
P T
Y1
T A P B
230 V AC
Electroválvula
L1L2L3N
PE
1
2
N
N
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
7
P T
0
P
T
Unión
0
2
46
8
10
0
0,2
0,4 0,6
0,8
1
2kgf/cm
MPa
Válvulalimitadorade presión
Manómetro
Grupo Motriz
Grupo de accionamiento
Unión
START
34
STOP
12
14 24 34 44
NO NO NO NO
A1
11 21 31 41
COM
12 22 32 42
NC NC NC NC
12 14 22 24 32 34 42 44
11 21 31 41
A2
COM COM COM
Relé
Cilindro de doble defecto
A0
A1
IND
DTC Nivel
Y1 CIL_A+
Electroválvula abrecompuerta de tolva
Y3 H.MOT
Electroválvula que activa el hidro motor
Y2 CIL_A-
Electroválvula cierra compuerta de tolva
Biestable
213
5 Electrohidráulica
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tensión de consigna, en voltios
Ap
ert
ura
de c
au
da
l
Abre de P a B
Abre de P a A
BAJunta
Núcleo
Devanado
Armadura TP
A B
P TY1 Y2
Ejemplo de funcionamiento de una válvula 4/3 de caudal proporcional con centros cerrados.
1. Los dos devanados desplazan la corredera de manera proporcional a una tensión, donde Y1 = 0 a 5 V e Y2 = 5 a 10 V.
2. Si la consigna envía 5 V, la posición será la central con centros cerrados.
Esquema de funcionamiento.
3. Si la consigna envía 2,5 V la electroválvula Y1 estará abierta al 50% de P hacia B y de A hacia T.
4. Los dos devanados disponen de sensores de posición, de tal manera, que el sistema es capaz de corregir la orden de consigna; por ejemplo, si se enviaron 5 V para conseguir los centros cerrados, pero realmente la corredera no está justo en el centro, se corrige automáticamente (por el lazo cerrado), al enviar los sensores la información correcta al controlador.
Diagrama de bloques.
5. La válvula moverá un cilindro de doble efecto proporcionalmente a la tensión de consigna.
Figura 5.27.
Figura 5.28.
A B
P T
Y1 Y2ControladorConsigna(0 a 10 V)
Sensor de posición
Sensor de posición
Sensor de posición
Corredera
Alimentación devanado Alimentación devanado
Señal
Alimentación +24 V DC
0 V +24 V DC
0 V
Señal
Alimentación
Figura 5.30. Gráfica de funcionamiento de la
válvula propuesta.
Figura 5.29. Esquema hidráulico.
Comparador
Señal deconsigna Controlador Salida
Sensor de posición
Válvulas
M
Ts
P T
P
T
A B
P T
Y1 Y2
Figura 5.31. Electroválvula proporcional.