- Captadores de posición
sin contacto - Tobera de aspiración por
depresión - Detector por obturación
de fuga - Cilindro de conmutación
sin contacto - Interruptor neumático
de proximidad - Interruptor eléctrico
de aproximación - Amplificador de presión
(de una etapa) - Convertidor de señal
neumático-eléctrico - Contactor
neumático - Esquemas
básicos - Mando a distancia de un cilindro
de doble efecto.Posibles circuitos para este
mando.Control
Dual - Conclusiones
- Bibliografía y Sitios WEB
de interés para Ingenieros
Industriales
Captadores de posición sin
contacto
La tendencia de aumentar la rentabilidad
de las instalaciones de producción y montaje, la seguridad para
el hombre y la
fiabilidad de la máquina impone cada vez nuevas exigencias
a los medios de
automatización. En numerosos casos,
sólo es posible transmitir señales sin contacto. Al
efecto se pueden emplear captadores neumáticos.
Estos captadores pueden ser de dos tipos:
- Detectores de paso
- Detectores de proximidad
Detector de paso (barrera de aire)
El detector de paso consta de un emisor y un receptor.
Ambos se alimentan de aire, exento de agua y aceite,
por el empalme Px La presión de
alimentación es de 10 a 20 kPa (0,1 a 0,2
bar). El consumo de
aire es, por eso, reducido (V = 0,5 ~ 0,8 m m3/h)
Para mantener el aire de alimentación exento de
agua y aceite, antes de la instalación se emplea un filtro
regulador de presión baja. Al objeto de garantizar un
funcionamiento exacto, la distancia entre emisor y receptor no
debe ser superior a 100 mm.
Funcionamiento:
Se emite aire de ambas toberas (emisor y receptor). La
tobera receptora emite aire para reducir el peligro de
ensuciamiento y recibir una señal impecable en la
conmutación. Por lo tanto, el chorro de aire de la tobera
emisora perturba la salida libre del aire de la tobera receptora.
Se crea una
Para ver el
gráfico seleccione la opción "Descargar"
turbulencia, que produce una señal en la
salida X de la tobera receptora [- 0,5 kPa (0,005 bar)] Mediante
un amplificador se refuerza esta señal hasta la
presión deseada. Si se introduce un objeto entro ambas
toberas, desaparece la señal en X de la tobera receptora y
la válvula postconectada puede conmutar (la señal X
es vuelve 0).
El detector de paso es sensible a las corrientes de
aire, pues producen una desviación en el flujo que sale
con poca energía. Por este motivo, debería
Instalarse en un lugar lo más protegido
posible.
Aplicación :
Contactor en máquinas,
puestos de montaje, control de
objetos – hay pieza/ no hay pieza -, montaje en salas en que
existe el riesgo de
explosiones.
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Detector de paso (de horquilla)
Funcionamiento
El detector de paso se alimenta de aire comprimido por
el empalme Px Cuando no se encuentra ningún
obstáculo entro el receptor y el emisor, aparece en la
salida X una corriente de aire (señal). Cuando un objeto
Interrumpe el flujo de aire de Px a X, desaparece dicha
señal en X. Esto permito realizar la conmutación de
una válvula conectada.
La presión de alimentación en el empalme
P, es de 10 a 800 kPa (0,1 a 8 bar). Para reducir el consumo de
aire cuando las presiones son altas, recomendamos montar en la
tubería de aire P, un regulador de caudal (válvula
de estrangulación).
Aplicación:
Detección sin contacto de objetos de hasta 5 mm
de anchura, conteo y control de objetos.
Detector de proximidad (detector
réflex)
Más simple o insensible a toda influencia
perturbadora proveniente del ambiente es el
principio de detección por reflexión. El detector
de proximidad trabaja según este principio. Las toberas
receptora y emisora están reunidas y forman un solo
elemento. El detector de proximidad consiste en una tobera
receptora, una tobera emisora, un estrangulador y una vaina
protectora.
El empalme P, se alimenta de aire comprimido
(presión de alimentación, 10-20 kPa/0,1 -0,2 bar).
Esta presión sale a la atmósfera por el
canal anular exterior. Por la salida del aire comprimido se
produce una depresión
en la tobera interior.
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Cuando un objeto interrumpe la salida de aire delante
de¡ canal anular, se forma una sobrepresión en la
tobera receptora. En la salida X aparece una señal. Un
amplificador capta esta señal y la transmite amplificada.
Así se pueden mandar otras válvulas.
El estrangulador garantiza una transmisión Impecable de la
señal. La separación entre la tobera y el objeto
es, según la ejecución, de 1 a 6 mm.
En ejecuciones especiales, la separación es de 20
mm.
Las suciedades, ondas sonoras,
peligros de explosión, oscuridad, objetos – transparentes
o antimagnéticos no tienen ninguna influencia desfavorable
sobre su funcionamiento.
Este detector se utiliza en todos los sectores de la
industria, por
ejemplo, en los dispositivos de control de herramientas
de prensado y estampado, en mandos de centrado automático,
de conteo y control de objetos, ya sea en la Industria textil o
de envases, como control de cargadores y detector de partes
chapadas de muebles en la Industria maderera.
Características de detectores de proximidad En
los dos diagramas se
representa la presión de mando en función de
la separación. La figura 1 muestra la
precisión de la detección axial con una
presión de alimentación de p = 15 kPa (0, 15 bar).
La figura 2 muestra la precisión de la detección
radial también con una presión de
alimentación de p = 15 kPa (0,15 bar).
Características de detectores de
proximidad
Tobera de
aspiración por depresión
Esta tobera se emplea junto con la ventosa como elemento
de transporte.
Con ella se pueden transportar las más diversas
piezas.
Su funcionamiento se basa en el principio de Venturi
(depresión).
La presión de alimentación se aplica a la
entrada P. Por el estrechamiento de la sección, la
velocidad del
aire hacia R aumenta y en el empalme A, o sea, en la ventosa, se
produce una depresión (efecto de
succión).
Con este efecto se adhieren piezas y pueden
transportarse. La superficie debe estar muy limpia, al objeto de
alcanzar un buen efecto de succión.
Cabezal de aspiración por
depresión
El funcionamiento de este cabezal también se basa
en el mismo principio (Venturi).
Se diferencia del elemento anterior en un
depósito incorporado adicionalmente. Este depósito
se llena de aire durante el proceso de
succión. Al quitar la presión de la entrada, el
aire de este depósito sale a través de una
válvula de escape rápido, por encima de la ventosa,
produciendo un golpe de presión y separando la pieza
adherida a la ventosa.
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superior
Estos dos elementos tienen las ventajas siguientes: –
Gran depresión – Favorable consumo de aire – Poco
ruido
Detector por
obturación de fuga
Una corriente continua de aire pasa por el empalme de
alimentación P hasta la salida del detector (presiones de
10 a 800 kPa/0,1 a 8 bar). El estrangulador incorporado limita el
caudal de flujo de aire.
Al cerrar la fuga de aire, aparece una señal en
la salida A. Estando completamente cerrada dicha fuga, la
presión de la señal sube hasta alcanzar el valor de la
presión de alimentación P. Generalmente no se
necesita amplificarla.
Al objeto de que no se produzca una gran pérdida
de aire, el detector por obturación de fuga se puede
alimentar de aire únicamente cuando se debe dar una
señal. Incorporando adicionalmente una válvula de
estrangulación en el conducto de aire P, se puede ajustar
exactamente la sensibilidad del detector.
Aplicación:
Emisor de señal en función del recorrido,
como final de carrera o tope fijo. Es muy apropiado para
utilizarlo como final de carrera y en el control de
posiciones.
Detector por obturación de fuga con mando de
taqué
Este detector, en comparación con la
ejecución normal, tiene adicionalmente un taqué
móvil con un elemento estanqueizador.
Cuando se acciona el taqué, no pasa aire de P
hacia A. El aire comprimido escapa a la atmósfera, hasta
que la tobera está completamente cerrada. No se forma una
presión en A hasta que la tobera no está
completamente cerrada.
Este taqué y el elemento de junta reducen
considerablemente el consumo de aire.
Cilindro de
conmutación sin contacto
En muchas máquinas e Instalaciones el colocar
señalizadores (finales de carrera) representa un problema.
A menudo falta espacio, el tamaño de los elementos es
demasiado pequeño o los finales de carrera no deben tener
contacto con suciedad, agua refrigerante, aceite, etc.
Estas dificultades pueden superarse en gran parte
mediante interruptores neumáticos o eléctricos de
proximidad.
Interruptor
neumático de proximidad
Este elemento correspondo en su funcionamiento a una
barrera neumática. En un cuerpo está
dispuesta una lengüeta de mando. Esta lengüeta
interrumpe el paso de la corriente de aire de P hacia A. Al
acercarse el émbolo con el imán permanente, la
lengüeta es atraída hacia abajo y abre el paso de la
corriente de P hacía A.
La señal en A es una señal de baja
presión y, por eso, todavía tiene que ser
amplificada. Al retirar el émbolo con el imán
permanente, la lengüeta regresa a su posición
inicial. El paso de P hacia A se cierra de nuevo.
Interruptor
eléctrico de aproximación
Un contacto Reed está cableado y empotrado en una
caja fundida a presión y en un zócalo de poliamida
.Dicho contacto se compone de dos lengüetas, que se
encuentran encerradas en un tubito de vidrio lleno de
gas
protector.
Cuando el émbolo con el imán permanente se
acerca a las lengüetas de contacto, éstas son
atraídas y se tocan repentinamente. Este contacto
proporciona una señal eléctrica. Al retirar el
émbolo, las lengüetas se desmagnetizan y vuelven a su
posición final.
La velocidad de sobrepaso de ambos interruptores de
aproximación depende de los elementos
postconectados
Amplificador de
presión (de una etapa)
Muchos de los elementos que hemos enseñado, tales
como detectores de paso, detectores de proximidad, etc., trabajan
con bajas presiones. Por lo tanto, las señales deben ser
amplificadas.
El amplificador de presión es una válvula
distribuidora 3/2, dotada de una membrana de gran superficie
en el émbolo de mando.
Para mandos neumáticos que trabajan con baja
presión y que tienen una presión de mando de 10 a
50 kPa (0,1 a 0,5 bar), se emplean amplificadores
simples.
En la posición de reposo, el paso de P hacia A
está cerrado. El conducto de A está en escapo hacia
R. A P puede aplicarse la presión normal (de hasta 800
kPa/8 bar). Al dar una señal X, la membrana recibe
directamente presión. El émbolo de mando invierte
su movimiento, y
abre el paso de P hacia A. Esta señal obtenida en A se
emplea para accionar elementos que trabajan con presiones altas.
Al desaparecer la señal X, el émbolo de mando
cierra el paso de P hacia A; el conducto A se puede poner en
escape a través de R. Este amplificador no necesita
alimentación adicional.
Amplificador de presión (de dos
etapas)
Este elemento se compone de¡ amplificador
anteriormente descrito y de un preamplificador. Se aplica en caso
de que haya de trabajar con señales de presión de
mando muy débiles.
No habiendo realizado ningún accionamiento, la
válvula distribuidora 312 cierra el paso de P hacia A. En
la entrada P, está presente aire continuo de
alimentación (presión Px 10-20 kPa/0,1 -0,2 bar);
este aire sale por R, a la atmósfera (consumo continuo de
aire). Cuando hay una señal en la entrada de mando X, la
membrana del amplificador cierra el paso de aire de P, hacia R,.
El aire comprimido dé alimentación presente en Px
actúa por eso sobre la membrana de mando del amplificador.
Debido a este contacto. el émbolo de mando abre el paso de
P hacia A. Cuando desaparece la señal X, el muelle de
compresión que actúa en la membrana y en el
émbolo de mando cierra el paso de P hacia A. El aire
comprimido de alimentación P, escapa entonces de nuevo a
la atmósfera por R .
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Convertidor de
señal neumático-eléctrico
La automatización progresiva en los diferentes
ramos de la industria exige una combinación de la
neumática y la electricidad.
Como elemento de unión entre el mando neumático y
el elemento de mando eléctrico se necesita el convertidor
neumático-eléctrico.
Convertidor de señal
La combinación más simple es un
interruptor final de carrera eléctrico, accionado por
medio de un cilindro neumático de simple
efecto.
Al aplicar aire comprimido al cilindro de simple efecto,
éste conmuta el interruptor final de carrera. Los dos
elementos están montados en un bloque. Según la
conexión, el interruptor final de carrera puede emplearse
como contacto normalmente abierto, normalmente cerrado o como
conmutador.
La escala de
presiones de esta combinación es de 60 a 1000 kPa (0,6 a
10 bar).
Para baja presión existen elementos especiales
(con otro bloque) , qué trabajan con una presión de
reacción de 10 kPa ó 0,05 kPa (0,1 6 0,0005 bar),
respectivamente.
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El contactor neumático se compone de:
- Cámara de conexiones (parte
eléctrica) - Cilindro de simple efecto (parte
neumática) - Embolo de mando
Las señales provenientes de mandos
neumáticos pueden usarse para accionar directamente los
contactores. Estos contactores convertidores de señal se
pueden incorporar directamente en el mando
neumático.
Estos contactores se utilizan para accionar elementos
eléctricos (electroválvulas, acoplamientos
electromagnéticos), vigilar neumáticamente piezas
en la fabricación, desconectar Motores de
accionamiento (detector de paso, detector de
aproximación).
Mando o inversión de motores
eléctricos:
Para invertir motores eléctricos o en casos de
aplicación similares se utilizan pares de contactores
reversibles Al aplicar esta combinación es necesario
asegurarase de que los contactos de ambos no estén nunca
cerrados simultáneamente. Cuando un contactor está
accionado, evita mediante un bloqueo neumático el
accionamiento del otro contactor.
Funcionamiento:
Cuando en la entrada Z aparece una presión de
mando (150-800 kPa/1,5-8 bar), el aire comprimido actúa
sobre el cilindro de simple efecto.
En la cámara de conexiones se cierran los
contactos. Para el bloqueo del otro contactor, el émbolo
situado en el cilindro de simple efecto cierra el paso de aire de
P hacia A.
Al disminuir la presión en Z, el cilindro de
simple efecto abre los contactos y se dispone nuevamente de paso
de P hacia A.
11.1 Mando de un cilindro de simple
efecto
Ejercicio:
El vástago de un cilindro de simple efecto debe
salir al accionar un pulsador y regresar inmediatamente al
soltarlo.
solución:
Para realizar este mando se precisa una válvula
distribuidora 3/2 cerrada en posición de reposo. Al
accionar dicha válvula, el aire comprimido pasa de P hacia
A; el conducto R está cerrado. Por el efecto del muelle de
reposición de la válvula, el cilindro es pone en
escapo de A hacia R; el empalme de alimentación P se
cierra.
11.2 Mando de un cilindro de doble
efecto
Ejercicio:
El vástago de un cilindro de doble efecto debe
salir o entrar según se accione una
válvula.
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Solución:
Este mando de cilindro puede realizarse tanto con una
válvula distribuidora 4/2 como con una 5/2. La
unión de los conductos de P hacia B y de A hacia R en la
4/2 mantiene el vástago entrado en la posición
final de carrera. Al accionar el botón de la
válvula es establece la unión de P hacia A y de B
hacia R. El vástago del cilindro seis hasta la
posición final de carrera. Al soltar el botón, el
muelle recuperador de la válvula hace regresar ésta
a la posición Inicial. El vástago del cilindro
vuelve a entrar hasta la posición final de
carrera.
Si se emplea una válvula distribuidora 5/2, el
escapo se realiza por R ó S. Para regular la velocidad,
basta incorporar válvulas de
estrangulación.
Mando con selector de circuito
Ejercicio:
El vástago de un cilindro debe poderse hacer
salir de dos puntos diferentes.
El accionar la válvula 1.2 el aire
comprimido circula de P hacia A, y en el selector de circuito de
X hacia A y pasa al cilindro. Lo mismo ocurre cuando es invierte
la válvula 1.4. En ausencia del selector, en el circuito
arriba montado al pulsar 1.2 ó 1.4, el aire saldría
por el conducto de escapo de la otra válvula distribuidora
3/2, que no ha sido accionada.
Regulación de la velocidad en cilindro de simple
efecto
Ejercicio
Debe poderes regular la velocidad de salida del
vástago de un cilindro de simple efecto.
Solución: En el caso de cilindros de simple
efecto, la velocidad sólo puede aminorarse estrangulando
el aire de alimentación.
Ejercicio: Debe poderse ajustar la velocidad de retorno
del vástago del cilindro.
solución: En este caso hay que aplicar forzosamente la
estrangulación del aire de escape.
Ejercicio:
Debe poderse ajustar y aminorar separadamente la
velocidad del vástago de un cilindro de simple efecto, en
la salida y en el retorno.
Solución:
En este caso, para efectuar un ajuste exacto y separado
se necesitan dos reguladores unidireccionales (válvulas
antirretorno y de estrangulación).
Regulación de la velocidad en cilindro de
doble efecto
Ejercicio:
Debe poderse regular las velocidades de salida y entrada
del vástago de un cilindro de doble efecto.
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Solución a:
Estrangulación del aire de escapo, regulable
separadamente para la salida y el retorno. Se produce una
sacudida en el arranque hasta que se equilibran las fuerzas;
luego se dispone empero de una mejor posibilidad de
regulación (independientemente de la carga). Si se emplea
una válvula distribuidora 5/2, es pueden disponer simples
estranguladores en los empalmes de escape de la
válvula.
Solución b:
Estrangulación del aire de alimentación,
ajustable separadamente, para la salida y el retorno. El arranque
es más suave, pero sin precisión en la
regulación. No puede aplicarse si se trata de cargas de
tracción. Se emplea cuando hay que empujar cargas con
cilindros de pequeño volumen.
Aumento de la velocidad en cilindros de simple y
doble efecto
Ejercicio a:
La velocidad do retorno del vástago de un
cilindro de simple efecto ha de ser elevada por medio de una
válvula de escape rápido.
Ejercicio b:
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Ha de elevarse la velocidad de salida del vástago de un
cilindro de doble efecto.
solución:
Al invertir la válvula 1.1, el aire debe escapar
muy rápidamente de la cámara delantera del
cilindro. La válvula de escapo rápido hace salir el
aire Inmediatamente a la atmósfera. El aire no tiene que
recorrer toda la tubería ni atravesar la
válvula.
Mando con una válvula de
simultaneidad
Ejercicio: El vástago de un cilindro de simple
efecto ha de salir sólo cuando se accionan
simultáneamente dos válvulas distribuidoras
3/2.
Solución a:
Al accionar las válvulas 1.2 y 1.4 se emiten
señales a X e Y, y aire comprimido pasa al
cilindro.
Solución b: Hay que accionar las válvulas
1.2 y 1.4 para que el vástago del cilindro de simple
efecto pueda salir (montaje en serie).
Mando Indirecto de un cilindro de simple
efecto
Ejercicio:
El vástago de un cilindro de simple efecto, de
gran volumen (diámetro grande, carrera grande y
tuberías largas) debe salir tras accionar una
válvula y regresar inmediatamente a su posición
final de carrera al soltar dicha válvula.
Solución:
Al accionar la válvula 1.2, el aire pasa de P
hacia A. La válvula 1.1 recibe una señal en Z, que
la invierte. Los empalmes P y A se unen, y el vástago del
cilindro sale.`
Ejemplos prácticos
Ejercicio: Sujeción de piezas
Por medio de un interruptor de pedal han de sujetarse a
deseo piezas en un tornillo de banco, para
trabajarlas. La pieza debe permanecer sujeta al soltar el
interruptor.
Esquema de posición: Esquema de
circuito:
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superior
Solución:
Con la válvula distribuidora 3/2 se hace salir y
entrar el vástago del cilindro de membrana 1.0. Al soltar
el pedal, la válvula 1.1 permanece en su posición
por el efecto de un enclavamiento.
Ejercicio: Distribución de cajas
La cinta de rodillos debe poderse girar, a deseo,
mediante un pulsador. Al soltar éste, la cinta debe
permanecer en la posición adoptada.
Esquema de
posición:
Esquema de circuito:
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Solución:
Al accionar la válvula 1.2, la 1.1 se invierte
por la entrada de pilotaje Z. El cilindro de doble efecto
desplaza la bancada de la cinta de rodillos a la segunda
posición. Esta se conserva hasta que se da la siguiente
señal por medio de la válvula 1.3.
Ejercicio: Accionamiento de una válvula
dosificadora
La dosificación de un líquido debe
realizarse mediante una válvula de accionamiento manual. Debe
existir la posibilidad de parar la válvula dosificadora en
cualquier posición.
Esquema de
posición:
Esquema de circuito:
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superior
Solución:
Por medio de la válvula distribuidora 4/3 se hace
salir y entrar el vástago del cilindro. Con la
posición central de la válvula (posición de
cierre), la válvula dosificadora puede fijarse en
cualquier posición.
Ejercicio: Accionamiento de una cuchara de
colada
Mediante un pulsador ha de hacerse bajar lentamente la
cuchara de colada. Esta ha de levantarse por inversión
automática de la marcha (levantamiento lento).
Esquema de
posición:
Esquema de circuito:
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Solución:
Todas las válvulas se alimentan desde la unidad
de mantenimiento
0.1. Al accionar el pulsador 1.2, la cuchara de colada baja
lentamente. Al alcanzar la posición inferior, el final de
carrera 1.3 invierte la válvula 1.1. La cuchara se levanta
lentamente.
Ejercicio: Remachado de placas
Al accionar dos pulsadores manuales, un
cilindro tándem ha de remachar dos placas a través
de un bloque de seguridad.
Esquema de
posición:
Esquema de circuito:
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solución:
Se accionan los pulsadores 1.2 y 1.4. Si ambas
señales están presentes en un tiempo inferior a
0,5 s, el bloque de seguridad bimanual deja pasar la
señal. La válvula 1.1 se invierte, y el
vástago del cilindro tándem sale remachando las dos
piezas.
Ejercicio: Distribución de bolas de un cargador
por gravedad
Hay que distribuir alternativamente las bolas de un
cargador por gravedad entre los conductos I y II . La
señal para la carrera de retroceso del cilindro 1.0 debe
ser dada mediante un pulsador manual o por una válvula de
pedal. El vástago del cilindro avanza accionado por una
válvula de rodillo.
Esquema de posición:
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solución:
La válvula 1.1 se invierte por medio de la 1.3
(pulsador) o de la 1.5 (pedal), a través de un selector de
circuito 1.7. El vástago del cilindro 1.0 entra y lleva la
bola al conducto H. Estando el émbolo entrado en la
posición final de carrera, la válvula 1.2 conmuta
la 1.1 a su posición inicial, y el vástago del
cilindro solo. La bola siguiente entra en el conducto
1.
Ejercicio: Dispositivo para pegar piezas de
plástico
Un pulsador manual da la señal de marcha. Al
llegar a la posición final de carrera, el vástago
del émbolo tiene que juntar las piezas,
apretándolas durante 20 segundos, y volver luego a su
posición inicial. Este retroceso tiene que realizarse en
todo caso, aunque el pulsador manual todavía esté
accionado. La nueva señal de salida puede darse
únicamente después de soltar el pulsador manual y
cuando el vástago del cilindro haya vuelto a su
posición inicial.
Esquema de posición:
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solución a:
Al accionar la válvula 1.2, el aire comprimido
circula a través de las válvulas 1.4 y 1.6,
pilotando la 1.1 por Z. El vástago del cilindro 1.0 sale.
Cuando llega a su posición final de salida, acciona el
final de carrera 1.5. Este elemento transmite la señal al
temporizador 1.3. Una vez transcurrido el tiempo ajustado, el
temporizador Invierte por Y la válvula 1.1 y el
vástago del cilindro vuelve a su posición Inicial.
Cuando se mantiene el pulsador apretado durante demasiado tiempo,
el temporizador 1.4 se hace cargo de anular la señal en la
entrada Z de la válvula 1.1. Cuando el vástago del
cilindro 1.0 entra y llega a su posición de carrera,
acciona la válvula 1.6, para dejar libre el paso hacia la
válvula 1.1.
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Solución b:
Sin control en la posición final de
carrera.
En este mando, el proceso se desarrolla de la misma
forma que en la solución a, pero el circuito no comprende
un control de final de carrera.
Ventaja: Se ahorra una válvula
Desventaja: Menos seguridad (se realiza la
inversión sin la seguridad de que el cilindro haya
recorrido toda su carrera).
Ejercicio: Estampado de reglas de
cálculo
Con un troquel se deben estampar diferentes escalas en
el cuerpo de la regla de cálculo.
La salida del troquel para estampar ha de tener lugar el accionar
un pulsador. El retroceso debe realizarse cuando exista la
presión ajustada.
Esquema de posición:
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solución a:
Todas las válvulas se alimentan de aire
comprimido desde la unidad de mantenimiento 0.1. El pulsador 1,2
invierte la válvula distribuidora 1.1 por Z. El cilindro
estampa la regla de cálculo. En el conducto de trabajo A
aumenta la presión necesaria para estampar. Una vez
alcanzada la presión ajustada en la válvula de
secuencia 1.3, se invierte la válvula distribuidora 3/2.
La 1.1 se Invierte por Y, y el cilindro de estampación
vuelve a su posición inicial.
Solución b:
En caso de que se exija más seguridad en el
sistema, se
asegura la inversión del cilindro 1.0 en su
posición final de carrera delantera, solicitando
respuesta. Esto puede realizarse incorporando adicionalmente la
válvula 1.5. El cilindro de estampación sólo
puede volver a su posición inicial cuando se ha formado la
presión en el conducto de trabajo A, la válvula 1.3
se ha Invertido y la válvula 1.5 ha sido
accionada.
Ejercicio: Control de tapas para vasos de
requesón
Sobre una cinta se llevan las tapas hasta la
máquina de embalaje. Las tapas tienen que estar
correctamente colocadas sobre la cinta. Un detector de proximidad
controla cada una de ellas. Un expulsor recibe una señal
cuando una tapa está mal colocada y expulsa ésta de
la cinta.
Esquema de posición:
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superior
Solución:
El aire comprimido entra por el regulador 0.1. La
válvula 1.1 está abierta en posición de
reposo. El depósito del expulsor está lleno de aire
comprimido. El regulador 0.3 reduce la presión normal a
baja presión. Cuando una de las tapas está mal
colocada, la válvula 1.1 recibe una señal a
través del detector de proximidad, se invierte y el
expulsor echa la pieza fuera de la cinta.
Ejercicio: Apilado de tableros de madera
Los tableros de madera,
pesados, deben introducirse manualmente en un dispositivo, en que
han de ser trabajados. Para poderlos colocar con más
facilidad, se pregunta la distancia exacta por medio de un
detector de proximidad.
Al retirar un tablero de la pila, el cilindro levanta
los otros tableros automáticamente hasta su
posición correcta. Cuando los tableros se agotan, una
válvula hace regresar el cilindro.
Esquema de posición:
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superior
Solución :
Los elementos se alimentan de aire comprimido limpio a
través de la unidad de mantenimiento 0.1. El detector de
proximidad 1.2 y el amplificador 1.4 reciben baja presión
a través del regulador 0.2.
El cilindro 1.0 se halla en posición
básica cuando el vástago está en la
posición final trasera, hallándose la
válvula 1.6/1.3 en la posición 2. El vástago
del cilindro sale (hasta su posición final delantera) al
colocar sobre el cilindro los tableros de madera y ajustar en
dicha válvula la posición 1.
El detector de proximidad 1.2 sirve para detectar
siempre una distancia uniforme. Al alcanzar ésta entro el
detector 1.2 y los tableros de madera, se conecta la
válvula amplificadora 1.4. Esta válvula se invierte
cerrando el paso al retirar la señal Z de la
válvula 1.1; el cilindro permanece en la posición
en que se encuentra. Cuando se retira otro tablero, la
válvula 1.1 establece de nuevo la misma distancia. Una vez
agotados los tableros, en la posición 2 de la
válvula 1.6/1.3 , el vástago del cilindro se
desplaza hasta su posición inicial.
Mando a distancia de un cilindro de
doble efecto.Posibles circuitos para este mando.
Mando de un cilindro de doble efecto desde puntos
distintos
De una manera general podemos dividir los
accionamientos:
-Accionamiento mecánico. Son necesarios en todas
aquellas partes en las que la válvula deba ser accionada
mediante un órgano mecánico del equipo, por
ejemplo. Levas de en el vástago de un cilindro, carros de
las máquinas, etc, A veces , las válvulas con este
dispositivo de mando actúan como finales de carreta. En
estos accionamientos habrá que tener en cuenta una serie
de precauciones para prever la protección de los
mecanismos de mando de distribuidor.
-Accionamiento por fuerza
muscular. Por medio de este mando es posible supeditar una
acción neumática a lo ordenado por el operario que
son realizados con la mano o con el pie.
-Accionamiento neumático. Estos accionamientos
utilizan aire a presión –accionamiento o pilotaje
positivo – o por reducción de la
presión-accionamiento o pilotaje negativo-. Las
válvulas accionadas por medios neumáticos con
posición de reposo automática utilizan
exclusivamente pilotaje positivo, debido a que debe ser vencida
la fuerza de resorte.
De un accionamiento de este tipo se dice que es de mando
permanente, y la versión de la válvula permanece en
tanto dure la presión de pilotaje.
A diferencia de las anteriores, en las válvulas
de impulso, de inversión positiva o negativa, es
suficiente una señal momentánea de duración
mínima establecida para efectuar la inversión,
permaneciendo la válvula enla posición de maniobra
adoptada hasta que se presenta un impulso contrario.
Las tuberías de mando de las válvulas de
accionamiento neumático no deben ser demasiado largas,
pues de lo contrario se hacen demasiado largos los tiempos de
respuesta y el consumo de aire también es demasiado
grande.
-Accionamiento eléctrico. Por medio de este mando
se subordina una acción neumática por el paso de la
corriente a través de un electroimán.
Las válvulas provistas de este sistema de mando
recibe el nombre de válvulas magnéticas o
electroválvulas.
Como emisores de señales se emplean
preferentemente interruptores de final de carrera, pudiendo
servir además todos los dispositivos que entregan una
señal eléctrica. En ambientes con peligro de
explosión todos los componentes eléctricos deben
tener una protección adecuada.
También se pueden clasificar los accionamientos
en directos e indirectos, según el mecanismo exterior
actúe directamente sobre el elemento de inversión o
sobre una pequeña válvula interna, que a su vez
pilota al elemento de inversión de la válvula
principal.
Las válvulas de accionamiento indirecto o de
mando previo están compuestas por dos válvulas
montadas en una sola unidad. La primera válvula sirve
exclusivamente para la inversión de la segunda, que es la
válvula principal.
En vez de dibujar dos válvulas en el esquema, la
presentación simplificada se dibuja con la válvula
de mando incluida en el accionamiento de la válvula
principal. Para diámetros nominales grandes se emplean
válvulas de este tipo, debido a que en estas
válvulas sería demasiado considerable la fuerza de
accionamiento, esto es válido especialmente para las
electro válvulas.
Mediante la señal de mando de la válvula
piloto es amplificada la señal de entrada, por esta
razón suelen ser denominadas válvulas
servopilotaje.
FACTORES DE CAUDAL
Un mismo modelo suele
fabricarse de tres a cinco tamaños diferentes .
Estos tamaños se distinguen por el
diámetro de la rosca B.S.P. existente en los orificios de
conexión o vías.
Aunque ente los diámetros de las entradas
roscadas y el caudal de una válvula distribuidora existe
una relación directa, lo cual permite hacerse una idea del
cuada que admite tal distribuidor, no es un procedimiento
aconsejable el consistente en considerar la elección de un
distribuidor basándose únicamente en los racores
del mismo, ya que en realidad puede suceder que dos
válvulas distribuidoras de función idéntica
y con los mismos racores de entrada, tengan diferentes pasos
internos, así como distintas resistencias a
la circulación del fluido por su interior. Evidentemente,
tal elección no permite comparar distribuidores de
diferentes fabricantes o diferentes gamas ya que , naturalmente,
no existe ninguna relación matemática
ente los pasos internos de un distribuidor y el paso de rosca de
sus vías
En algunas ocasiones es necesario accionar una
máquina desde una posición o más posiciones,
esto puede explicarse mediante el siguiente diagrama.
En el circuito mostrado, el cilindro de accionamiento
único puede activarse ya sea pulsando el botón A o
el B, pero es necesario que el circuito contenga una
válvula de doble efecto.
Circuitos Neumáticos, son la base importante y
complementaria de la neumática, pues bien, se puede decir
que hay de mando directo de un cilindro de simple efecto, al
realizar nuestro circuito siempre debemos realizar nuestro plano
de situación, para después dar una solución
a nuestro caso, en el plano de situación, debemos por ende
identificar las variables del
proceso, por eso es importante siempre conocer la nomenclatura de
todos los elementos de un circuito, luego al armar un circuito
debemos tomar siempre en cuenta la primera pregunta ¿Con
que diseño?, luego ¿Qué
alimentación le voy a dar? Hablamos de la calidad, ya que
no tenga rebabas, esto es con el fin de aplicarlo en la industria
al armar nuestros circuitos básicos, debemos tener
nuestros elementos bien definidos, ahora bien es importante
también resaltar los niveles, ya sea descendente o
ascendente, desde el nivel 1 al 5 ya que con esta
identificación podemos armar nuestro circuito en la
práctica.
Uno de los problemas que
nos enfretamos es ¿Cómo aumentar la Fuerza?
Entonces partimos de nuestro concepto
físico F = PA, la fuerza es el producto de la
Presión y el Área, en donde tambien concluimos que
si el actuador es grande, la válvula debe ser grande,
ahora bien el mando indirecto, nos debemos preguntar
¿cuándo se emplea? Y deacuerdo a nuetra teoría
concluimos que se emplea cuando necesitamos mayor presión,
en donde encontramos la famosa válvula de control o
válvula de fuerza, éste mando indirecto se
constituye de dos válvulas (un master) que se acciona
muscular y el servo.
Otro aspecto en el Costo, que
debemos considerar nosotros los ingenieros industriales o
analistas es que es mas cara una válvula 4/2 que una 5/2,
esto se debe al diseño de la válvula
Dentro de la aplicaciones nos podemos encontrar varias,
una es la distribución de material de una cadena de
alimentación a cuatro cadenas que conducen a puntos de
montaje, es el accionamiento neumático de cubiertas de
protección, ventanas transparentes y de carga, puertas de
hornos, en disposición horizontal.
Bibliografía
y Sitios WEB de interés
para Ingenieros Industriales
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del TE
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Electricidad de Ingeniería
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Universidad
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Trabajo Enviado y Elaborado por:
Iván Escalona Moreno