PneumàticaPneumàtica
Glòria García García Maig 2009
PNEUMÀTICA:PNEUMÀTICA: Tècnica que utilitza l’aire comprimit com vehicle per transmetre energia i obtenir un treball útil.
IntroduccióIntroducció
AVANTATGES:AVANTATGES:
• Sencillesa dels sistemes de comandament:
vàlvules, cilindres...
• Rapidesa de resposta del sistema
pneumàtic.
• Economia dels sistemes pneumàtics una
vegada instal·lats.
Pros i ContresPros i Contres
INCONVENIENTS:INCONVENIENTS:
• Instal·lacions cares en general.
• El manteniment de l’aire en bones
condicions és costós.
• Esquemes complexes de modificar i
depurar.
Pros i ContresPros i Contres
• Accionament de portes pesades o
calents.
• Descàrrega de dipòsits en la construcció,
fabricació
d’acer, mineria i indústries químiques.
• Pintura per pulverització.
• Màquines d’embotellat i envassat.
• Aplicació obres públiques i construcció
(excavadores,
martells...).
• Premses i altres màquines.
• Automatització industrial i en processos
productivos.
• Torns de dentista...
AplicacionsAplicacionsAPLICACIONSAPLICACIONS
• Disponibilitat
• Emmagatzematge
• Simplicitat de disseny i
control
• Economia
• Fiabilitat
• No contaminant de
l’entorn
• Seguretat
PropietatsPropietats
PROPIETATSPROPIETATS
EEl sistema Pneumàtic l sistema Pneumàtic bàsicbàsic
1. Compressor 2. Motor elèctric 3. Pressostat 4. Vàlvula antiretorn5. Dipòsit 6. Manòmetre 7. Purga automàtica 8. Vàlvula de seguretat9. Assecador d’aire refrigerat 10. Filtre de línia
1. Purga de l’aire 2. Purga automàtica 3. Unitat d’acondicionament de l’aire4. Vàlvula direccional 5. Actuador 6. Controladors de velocitat
Símil Electricitat / PneumàticaSímil Electricitat / Pneumàtica
Compressor Element que proporciona l’aire comprimit que utilitzarem per realtizar un treball.
Vàlvula Permet o no el pas de l’aire que ve del compressor cap l’actuador.
Actuador En aquest cas és un cilindre de simple efecte, quan entra aire produeix la sortida del vàstag que utilitzarem per elevar, aplastar, subjetar, etc.
Simil elèctricSimil elèctric
Un exemple. Compactador de Un exemple. Compactador de LlaunesLlaunes
AnimacióAnimacióImatgeImatge
Simbologia pneumàticaSimbologia pneumàtica
BLOCS FUNCIONALSBLOCS FUNCIONALS
• Bloc de producció d’aire Bloc de producció d’aire comprimit.comprimit.
• Bloc de condicionament de l’aire Bloc de condicionament de l’aire comprimit o unitat de comprimit o unitat de manteniment.manteniment.
• Bloc de distribució de l’aire Bloc de distribució de l’aire comprimit.comprimit.
• Bloc de regulació i control.Bloc de regulació i control.• Bloc d’actuació pneumàtica.Bloc d’actuació pneumàtica.
Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic
BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE COMPRIMITCOMPRIMIT
• COMPRESSOR:COMPRESSOR: – Màquina alternativa o rotativa que aspira aire
atmosfèric i el comprimeix (5-15bar) accionada per un motor elèctric o tèrmic de combustió interna.
– Es caracteritzen pel cabal (l/min) del fluid que subministren i per la pressió de treball.
Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic
CompressorCompressor
Pistó CompressorD’aire
Calderí
Manòmetre
SortidaAire
Compressió de l’aireCompressió de l’aire
CompressorsCompressors
COMPRESSORS DE DESPLAÇAMENT
ALTERNATIUS ROTATIUS
ÈMBOL PALETADIAFRAGMA CARGOL
Compressió de l’aireCompressió de l’aire
Compressor d’èmbol d’una sola Compressor d’èmbol d’una sola etapaetapa
Aire en la gama de 3 - 7 bars
Compressió de l’aireCompressió de l’aire
Compressor d’èmbol de dues Compressor d’èmbol de dues etapesetapes
Aire ~ 7 bars Tª final 120 ºC
Compressió de l’aireCompressió de l’aire
Compressor de diafragmaCompressor de diafragma
• Aire fins 5 bars
• Lliure d’oli
Compressió de l’aireCompressió de l’aire
Compressor rotatiu de paletes Compressor rotatiu de paletes deslizantsdeslizants
• Tª final 190 ºC
• Oli de refrigerant
Compressió de l’aireCompressió de l’aire
Compressor rotatiu de Compressor rotatiu de cargolcargol
• Cabals > 400 m3 / min
• Pressió > 10 bars
BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE BLOC DE PRODUCCIÓ D’AIRE COMPRIMITCOMPRIMIT
• REFRIGERADOR:REFRIGERADOR:– A la sortida del compressor l’aire pot tenir fins
150ºC i s’ha de refredar fins 25ºC fent-lo passar per un serpentí o bescanviador pel qual circula fluid refrigerant (aigua o aire).
• ACUMULADOR:ACUMULADOR:– Dipòsit situat a la sortida del refrigerador on
l’aire comprimit s’emmagatzema per fer-lo servir en puntes de demandes i per mantenir estable la pressió del circuit. Té manòmetre, vàlvula de seguretat i vàlvula de purga.
Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic
BLOC D’ACONDICIONAMENT BLOC D’ACONDICIONAMENT • S’encarrega de donar qualitat a l’aire comprimit i
assegurar el bon funcionament i la durada de les instal·lacions.
• ASSECADOR:ASSECADOR:– Absorbeix la humitat de l’aire per evitar que s’oxidi la
instal·lació.• FILTRE:FILTRE:
– Eliminar impureses de l’aire• REGULADOR DE PRESSIÓ:REGULADOR DE PRESSIÓ:
– Assegura de forma automàtica una pressió estable.• DISPOSITIU DE LUBRIFICACIÓ:DISPOSITIU DE LUBRIFICACIÓ:
– Afegeix oli nebulitzat a l’aire comprimit evitant l’oxidació del circuit i assegurant un bon lliscament de les parts mòbils.
Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic
Tractament de l’aireTractament de l’aire
Filtre estàndarFiltre estàndar
Tractament de l’aireTractament de l’aire
Regulador estàndarRegulador estàndar
Unitat de mantenimentUnitat de mantenimentBlocs funcionals del circuit Blocs funcionals del circuit
pneumàticpneumàtic
BLOC DE DISTRIBUCIÓ D’AIRE BLOC DE DISTRIBUCIÓ D’AIRE COMPRIMITCOMPRIMIT
• Conjunt de canonades que connecten els diferents element pneumàtics.
• Solen ser d’acer galvanitzat, llautó o polièster.
• Inclinació 1-3 % per evitar acumulació de l’aigua condensada.
Distribució de l’aireDistribució de l’aire
Distribució de l’aireDistribució de l’aire
Línia principal amb final en línia Línia principal amb final en línia mortamorta
Distribució de l’aireDistribució de l’aire
Línia principal en anellLínia principal en anell
Distribució de l’aireDistribució de l’aire
Línies secundàriesLínies secundàries
Distribució de l’aireDistribució de l’aire
Purgador automàticPurgador automàtic
Sistemes de connexióSistemes de connexió
Connexió per insercció en colze Connexió per insercció en colze orientableorientable
Sistemes de connexióSistemes de connexió
Connexió autoestancaConnexió autoestanca
BLOC DE REGULACIÓ I BLOC DE REGULACIÓ I CONTROLCONTROL
• VÀLVULES:VÀLVULES: regulen el pas, la direcció, el sentit de la circulació del fluid, controlen la pressió i el cabal per aconseguir el correcte funcionament dels mecanismes.– Vàlvules distribuidores:Vàlvules distribuidores: 2/2, 3/2, 5/2, 4/2 i 4/3– Vàlvules de control, regulació i bloqueig:Vàlvules de control, regulació i bloqueig:
• V. Unidireccionals• V. Reguladores de cabal• V. Limitadores de pressió• V. D’escapament ràpid• V. Selectores de circuit
Blocs funcionals del circuit pneumàticBlocs funcionals del circuit pneumàtic
Com s’anomenen les vàlvulesCom s’anomenen les vàlvules
1º· Nombre de Vies, es a dir d’orificis que té la vàlvula
1
32
En aquest exemple 3 VIES
2º· Nombre de Posicions
En aquest cas 2 POSICIONS
3º· Accionament
En aquest cas per BOTÓ
4º· Retrocés
En aquest exemple per MOTLLE
5º· Nombre: Vàlvula 3/2 Botó/Motlle
6º· En ocasions també s’indica la posició normal, es a dir aquella en la que es troba la vàlvula quan no hem accionat.
En la d’adalt, quan està sense accionar, l’aire no passa, per això es diu Normalment Tancada, N/T. En la d’abaix passa el contrario, per tant és Normalment Oberta, N/O.
Vàlvula 3/2 N/T Botó/Motlle
Com funcionen les vàlvulesCom funcionen les vàlvules
Altres Accionaments
VàlvulesVàlvules
Vàlvules de control Vàlvules de control direccionaldireccional
Vàlvules de control direccionalVàlvules de control direccional
SIMBOLOGIASIMBOLOGIAConnexions
SÍMBOL Descripció
Unió de canonades
Creuament de canonades.
Font de pressió, hidràulica, pneumàtica.
Escapament sens rosca.
Escapament amb rosca.
Retorn al tanc.
Unitat operacional.
Unió mecànica, varilla, lleva, etc.
SIMBOLOGIASIMBOLOGIA
Medició i manteniment
SímbolSímbol DescripcióDescripció
Manòmetre.
Termòmetre.
Indicador òptic. Indicador pneumàtic.
Filtre.
Filtre amb drenador de condensació, buidat manual.
Lubricador
Unitat de mantenimient, filtre, manòmetre, lubricador. Gràfic simplificat.
SIMBOLOGIASIMBOLOGIABombes, compressors i motors
Símbol Descripció
Bomba hidráulica de flujo unidireccional.
Compressor per aire comprimit.
Dipòsit hidràulic.
Dipòsit pneumàtic.
Motor pneumàtic 1 sentit de gir.
Motor pneumàtic 2 sentits de gir.
Cilindre basculant 2 sentits de gir.
Motor hidràulic 1 sentit de gir.
Motor hidràulic 2 sentits de gir.
SIMBOLOGIASIMBOLOGIAMecanismes (actuadors)
Símbol Descripció
Cilindre de simple efecte, retorn per esforços externs.Cilindre de simple efecte, retorn per motlle.Cilindre de doble efecte, vàstag simple.Cilindre de doble efecte, doble vàstag.Pinça d’apertura angular de simple efecte.Pinça d’apertura paral·lela de simple efecte.Pinça d’apertura angular de doble efecte.Pinça d’apertura paral·lela de doble efecte.
SIMBOLOGIASIMBOLOGIAAccionaments
Símbol Descripció
Comandament manual en general, pulsador.
Botó pulsador, seta, control manual.
Comandament amb bloqueig, control manual.
Comandament per palanca, control manual.
Motlle, control mecànic.
Rodet palpador, control mecànic.
Presuritzat pneumàtic.
Presuritzat hidràulic.
SIMBOLOGIASIMBOLOGIA
Vàlvula 5/3 en posició d’escap.
Vàlvula 5/3 en posició normalment tancada.
Vàlvula 5/2.
Vàlvula 4/2.
Vàlvula 4/2.
Vàlvula 3/2 en posició normalmente tancada.
Descripció Símbol
Vàlvules direccionals
SIMBOLOGIASIMBOLOGIAVàlvules de control
Símbol Descripció
Vàlvula de bloqueig (antirretorn).
Vàlvula O (OR). Selector.
Vàlvula d’escapament ràpid, Vàlvula antirretorn.
Vàlvula Y (AND).
Vàlvula estranguladora unidireccional. Vàlvula antirretorn de regulació regulable en un sentit.
Ejector de buit. Vàlvula de soplat de buit.
ExercicisExercicis
2
1 3
4 2
5
1
3
2
1
2
1 3
3/2 N/C Palanca/Motlle
3/2 N/C Pilotge pneumàtic/Motlle
5/3 N/C Palanca amb enclavament
2/2 Botó
4/2 Relé/motlle4 2
1 3
Final de Cursa
3 Vies
5 Vies
Relé
BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICABLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICABLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICABLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICA
ALTRES VÀLVULESALTRES VÀLVULESVàlvula lògica OVàlvula lògica O Vàlvula làgica YVàlvula làgica Y
Regulador de fluxeRegulador de fluxe
BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA
• Els actuadors transformen l’energia acumulada en el fluid en energia mecànica per l’accionament de màquines.
• CILINDRES: CILINDRES: produeixen un moviment lineal alternatiu, està format per un tub cilíndric trancat dins del qual hi ha un èmbol o pistó desplaçat per un eix o tija per l’efecte del fluid aplicat.
W=P·A·l·W=P·A·l· P = pressió (1Pa=10-5 bar)
A = àrea (m2)
l = cursa del cilindre (m)
BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA
• CILINDRE DE SIMPLE EFECTE:CILINDRE DE SIMPLE EFECTE:– Té una única entrada del fluid i fa treball en
un sentit només.– La pressió del fluid fa que el pistó es desplaci
en un sol sentit i retorni a la seva posició inicial per l’acció de una molla o força externa.
– Són curts i no superen els 100 mm.– Aplicacions: expulsar peces, aixecar peces,
frens del camions...
BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA
• CILINDRE DE DOBLE EFECTE:CILINDRE DE DOBLE EFECTE:– Té dues connexions d’entrada de fluid.– Permet el moviment del pistó en els 2 sentits
de manera que es disposa de força útil tant a l’anada com a la tornada.
– La força que fa el cilindre en el retrocés és més petita perquè la superficie interior sobre la qual actua l’aire és més petita.
– Camp d’aplicació molt extens.
ActuadorsActuadors
aire
Cilindres de SIMPLE EFECTESIMPLE EFECTE: Sol fan força útil a la sortida
Cilindres de DOBLE EFECTEDOBLE EFECTE: fan força útil en els dos sentits
Entra aireSale aire
Símbol
SímbolEntra aireSurt aire
BLOC D’ACTUACIÓ BLOC D’ACTUACIÓ PNEUMÀTICAPNEUMÀTICA
• MOTORS PNEUMÀTICS:MOTORS PNEUMÀTICS:• Transformen l’energia pneumàtica en
energia mecànica de rotació, és un procés similar però invers a la compressió.
• Poden girar en els dos sentits.• Avantatges respecte els elèctrics:
– Insensibles a la calor, la pols, humitat i vibracions.
• Inconvenient: major cost energètic.
Exempe 1: Circuit Comandament Exempe 1: Circuit Comandament Cilindre de SIMPLE EFECTECilindre de SIMPLE EFECTE
Exemple 2: Comandament simultani Exemple 2: Comandament simultani de cilindre de SIMPLE EFECTEde cilindre de SIMPLE EFECTE
Exemple 2a: Comandament simultani de Exemple 2a: Comandament simultani de cilindre de SIMPLE EFECTEcilindre de SIMPLE EFECTE
Exemple 3: Circuit comandament Exemple 3: Circuit comandament Cilindre de DOBLE EFECTECilindre de DOBLE EFECTE
Circuit amb vàlvula Circuit amb vàlvula temporitzadoratemporitzadora
Exemples amb Automation Studio
Exemples amb Automation Studio
Exemples amb Automation Studio
Pàgines web
• http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/neumatica/neumatica.html#inicio
• http://www.xtec.es/~jjordan/tecno/4credit/pneu/pneum001.htm