Procesos de Fabricación I. Guía 1 1

SISTEMAS DE CONTROL HIDRÁULICO Y NEUMÁTICO

Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

Tema: UTILIZACIÓN DE SOFTWARE PARA SIMULACIÓN DE CIRCUITOS NEUMÁTICOS.

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DISEÑO

Y

Contenidos Simbología neumática Válvulas de control direccional Válvulas reguladoras de presión, de flujo Válvulas lógicas Circuitos neumáticos aplicados Diseño y simulación de circuitos neumáticos aplicados

Objetivos Al finalizar la práctica el alumno será capaz de:


Diseñar circuitos neumáticos básicos con el uso de software.




Verificar

el

uso

de

accesorios

neumáticos

por

medio

del

software

de

simulación.


Describir el comportamiento de elementos y circuitos neumáticos por medio del software de simulación.

Marco Teórico Actuadores Los actuadores transforman la energía en trabajo, la señal de salida es controlada por el mando y el actuador reacciona a dicha señal por acción de los elementos de maniobra. Otro tipo de equipos de emisión de señales son los elementos que indican el estado del sistema de mando o de los actuadores, como pueden ser, por ejemplo, los

indicadores

ópticos

de

accionamiento

neumático.

Los

actuadores

neumáticos

pueden clasificarse en dos grupos según el movimiento: lineales y giratorios. Los cilindros de simple efecto reciben aire a presión solo en un lado, estos cilindros solo pueden ejecutar el trabajo en un sentido, el retroceso está a cargo de un muelle incluido en el cilindro o se produce por efecto de una fuerza externa. La

fuerza

del

muelle

hace

retroceder

el

vástago

del

cilindro

a

suficiente

velocidad, pero sin que el cilindro pueda soportar una carga. El diseño de los cilindros de doble efecto es similar a los cilindros de simple efecto, sin embargo estos cilindros no llevan cilindros de reposición, y sus dos conexiones son utilizadas para la alimentación y la evacuación del aire a presión. Los cilindros de doble efecto ofrecen la ventaja de poder ejecutar trabajos en

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Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

ambos sentidos, por ello se vuelen sumamente versátiles. La fuerza ejercida sobre este vástago es un poco mayor en el movimiento de avance que en el de retroceso a causa de la diferencia de superficies. Los motores son equipos que transforman energía neumática en movimientos giratorios mecánicos 8que pueden ser continuos), éstos son denominados motores neumáticos. El motor sin limitación de ángulo de giro es uno de los más utilizados en sistemas neumáticos, y estos pueden ser de émbolo, de aletas, de engranajes y turbinas.

Válvulas de control y regulación Las válvulas son elementos importantes dentro de los sistemas neumáticos, ya que ellas permiten regular dispositivos de trabajo como los actuadores lineales y de giro. Según la función a efectuar, las válvulas se clasifican en cuatro importantes grupos:

válvulas

controladoras

de

dirección,

válvulas

reguladoras

de

caudal,

válvulas reguladoras de presión, válvulas de bloqueo. Las

válvulas

de

control

de

dirección,

también

conocidas

como

válvulas

distribuidoras, son las que gobiernan el arranque, paro y sentido de distribución del aire comprimido. La misión encomendada a estos distribuidores dentro de un circuito

de

automatización

es

la

de

mantener

o

cambiar,

según

unas

órdenes

o

señales recibidas, las conexiones entre los conductos conectados a ellos, para obtener

unas

señales

Simultáneamente,

de

los

salida

de

distribuidores

acuerdo

a

actúan

un

como

programa

establecido.

transductores

o

como

amplificadores, ya que controlan una potencia neumática con otra potencia neumática menor (amplificación), o de otra naturaleza: eléctrica o mecánica (transducción y amplificación). Las válvulas reguladoras de caudal tienen como función regular el caudal de aire comprimido

a

presión

en

ambas

direcciones,

a

través

del

sistema.

También

hay

válvulas que pueden ser regulables y ajustan su flujo correspondientemente a lo que se

necesita

para

las

condiciones

de

trabajo,

éstas

se

pueden

utilizar

para

controlar la velocidad de los actuadores, como por ejemplo las de estrangulación. Las válvulas reguladoras de presión tienen como característica controlar la presión del

aire

comprimido

a

través

del

sistema,

estas

válvulas

pueden

controlar

la

presión del sistema y también hay las que pueden regular la presión en un punto determinado.

Las

válvulas

reguladoras

de

presión

con

escape

incorporado

se

reconocen como válvulas de alivio y estas vienen en conjunto con la unidad de mantenimiento,

la

función

de

este

tipo

de

válvulas

controla

la

presión

en

la

entrada, la cual tiene que ser mayor que la de salida. Las válvulas de secuencia, nos sirven para controlar la presión en una línea de trabajo y ésta puede ser censada o medida a través de un manómetro incorporado. La

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Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2 función

de

este

tipo

de

válvulas

es

para

ajustar

la

presión

requerida

en

un

determinado punto. Las válvulas de bloqueo o cierre pueden restringir la dirección o el paso del aire comprimido en cualquier punto que se coloque dentro del sistema, estas válvulas pueden ser lógicas y válvulas de cierre. Las válvulas lógicas se utilizan para controlar una secuencia de trabajo ya que permiten el paso de aire comprimido de forma simultánea a través de una señal. Esta función lógica se conoce como simultaneidad o función Y. Las válvulas lógicas función O también se conocen como válvulas selectoras, traen incorporada una válvula de bloqueo dentro de su diseño, su función es controlar la operación de un actuador en una dirección, es decir cuando se tiene un reflujo de aire que es evacuado dentro de la cámara de un cilindro, protege la válvula que se encuentra

detrás,

el

émbolo

mantiene

su

posición

anterior

debido

a

que

aún

mantienen presión dentro del sistema. Las válvulas de cierre sirven para bloquear el paso en una sola dirección y lo abren en una dirección contraria. La presión en el lado de salida ejerce una fuerza en el lado de ingreso por medio de conos, bolas, platos o membranas.

Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

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Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

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Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

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Equipo Software de simulación Fluid Sim

Procedimiento Simulación de circuitos neumáticos propuestos 1. Dibuje

cada

dibujarlos,

uno

de

debe

los

simular

circuitos su

presentados

interacción

con

a

continuación.

el

simulador.

Si

Luego

de

realiza

variaciones de los parámetros de los accesorios, por favor anotar los valores calculados

por

el

software.

El

objeto

de

esta

práctica

es

emplear

el

software, estudiar la simbología y características de los actuadores que se utilizan industrialmente en el campo de la neumática.

Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

2. Durante

la

práctica

de

laboratorio

se

descargarán

del

aula

virtual

7

más

ejercicios para elaborar y simular.

Análisis de resultados En el informe de laboratorio incluya la explicación a lo siguiente: 1. ¿Qué tipo de beneficio se obtiene al instalar una válvula by pass en un circuito neumático? 2. ¿Para

qué

se

emplean

las

válvulas

de

escape

rápido

en

los

circuitos

neumáticos? 3. Explique en qué momento es útil el empleo de una válvula 3/2 de retorno por resorte, con los diferentes tipos de accionamiento.

Investigación

Complementaria

En el informe de laboratorio incluya la siguiente investigación: 1. Describa

las

fórmulas

matemáticas

con

las

que

puede

calcular

la

velocidad y fuerza de los actuadores del laboratorio de neumática (cilindros y motores). Explique con ayuda de dos ejemplos. 2. Investigue sobre 20 tipos de accesorios neumáticos, su funcionamiento

y su utilización práctica.

Sistemas de Control Hidráulico y Neumático. Guía 2

Hoja de cotejo:

Guía 2: UTILIZACIÓN DE SOFTWARE PARA DISEÑO

1 1

Y SIMULACIÓN

Alumno:

Máquina No:

Docente:

GL:

Fecha:

EVALUACION %

1-4

5-7

CONOCIMIENTO

20%

Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos

Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos

APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO

15%

Aplicación deficiente de la simbología Uso deficiente de los accesorios solicitados Aplicación deficiente de las normas de seguridad Resultados de la práctica son deficientes No tiene actitud proactiva.

Aplicación incompleto de la simbología Uso incompleto de los accesorios solicitados Aplicación incompleta de las normas de seguridad Resultados de la práctica son buenos Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Demuestra regulares valores profesionales

15%

15%

15%

ACTITUD

10%

10%

TOTAL

100%

Demuestra pocos valores profesionales

8-10 Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos Aplicación excelente de la simbología Uso excelente de los accesorios solicitados Aplicación excelente de las normas de seguridad Resultados de la práctica son excelentes Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. Demuestra buenos valores profesionales

Nota

8