Neumática e hidráulica

Neumática e hidráulica 

Aplicaciones neumáticas e hidráulicas. La neumática y la hidráulica de encargan respectivamente del estudio de las propiedades y aplicaciones de los gases comprimidos y de los líquidos. Etimológicamente estas palabras derivan de las griegas pneuma e hydro, que significan y . Aunque las aplicaciones de los fluidos (gases y líquidos) no son nuevas, lo que sí es relativamente reciente es su empleo en circuitos cerrados en forma de sistemas de control y actuación. Un problema de automatización y control puede resolverse empleando mecanismos, circuitos eléctricos y electrónicos, circuitos neumohidráulicos o bien una combinación de todo ello. Los circuitos neumáticos e hidráulicos se suelen utilizar en aplicaciones que requieren movimientos lineales y grandes fuerzas. Como: ➢ Maquinaria de gran potencia (excavadoras, perforadoras de túneles) que emplean fundamentalmente circuitos hidráulicos. ➢ Producción industrial automatizada. Se emplean circuitos neumáticos o hidráulicos. ➢ Accionamientos de robot. Para producir el movimiento de las articulaciones de un robot industrial y de las atracciones de feria, se emplean principalmente sistemas neumáticos. ➢ Máquinas y herramientas de aire comprimido. Como el martillo neumático o máquinas para pintar a pistola, son ejemplos del uso de la neumática. Los fluidos a presión. Según la teoría cinética toda la materia, desde un papel a una gota de agua, está formada por partículas (átomos o moléculas) en continuo movimiento. Las partículas que constituyen un gas se encuentran bastante alejadas entre sí y se mueven desordenadamente en todas direcciones. Tienden siempre a expandirse, por lo que se dice que un gas no tiene volumen ni forma propia, sino que adquiere los del recipiente que los contiene. Por esta razón, los gases se pueden comprimir y expandir fácilmente sin más que modificar el volumen del recipiente. En los líquidos, las partículas se hallan menos separadas que en los gases y las fuerzas atractivas entre ellas son lo suficientemente intensas para impedir que se separen, deslizándose unas sobre otras. Los líquidos tienen volumen propio pero su forma se adapta a la del recipiente que los contiene. Por tanto, no se pueden comprimir, se dice que son incompresibles. Un fluido almacenado en un recipiente ejercerá una fuerza sobre las paredes del mismo. La fuerza ejercida por unidad de superficie se denomina Presión. P = F/S La unidad de presión en el sistema internacional es el Pascal (Pa) que equivale a newton/ metro cuadrado N/m2 . También se emplean otras unidades como atmósfera, bar mm Hg. 1 atm= 101300 Pa 1 bar= 100000 Pa 1 atm = 760 mm Hg Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de Tecnología 1 tiempo. Caudal = Volumen / tiempo ( litros/segundo) Q= V/t = S.l/t = S. v Siendo el volumen de una tubería, superficie (sección) (S) por longitud (l), considerando que la velocidad se expresa en m/s. Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal. W(potencia) = Presión * Caudal Compresibilidad de los gases. Los gases y los líquidos no se comportan de igual manera al someterlos a una presión. Así cuando llenamos una jeringuilla de aire y tapamos el orificio al presionar el émbolo, observamos que el aire de su interior se puede comprimir aunque cueste un esfuerzo. Si dejamos de hacer presión, el émbolo subirá hasta recuperar la posición inicial. Esta tendencia del gas a expandirse se emplea para el accionamiento y el control en neumática. Circuitos neumáticos. Los circuitos neumáticos utilizan aire sometido a presión como medio para la transmisión de una fuerza. El aire se toma directamente de la atmósfera y se deja salir libremente al final del circuito, habitualmente través de un silenciador, pues de lo contrario resultan muy ruidosos. La distancia desde el depósito hasta el final del circuito puede ser de decenas de metros. El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior. Se comprime hasta alcanzar una presión de unos 6 bares de presión, con respecto a la atmosférica (presión relativa). Presión absoluta = P. atmosférica + P. relativa Presión absoluta, relativa y atmosférica Los manómetros indican el valor de presión relativa que estamos utilizando. Para su estudio se considera como un gas perfecto. Las ventajas que podemos destacar del aire comprimido son: - Es abundante (disponible de manera ilimitada). - Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son innecesarios). - Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos). - Resistente a las variaciones de temperatura. - Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio). - Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles, etc.). - Los elementos que constituyen un sistema neumático, son simples y de fácil comprensión). - La velocidad de trabajo es alta. - Tanto la velocidad como las fuerzas son regulables de una manera continua. La neumática resulta útil para esfuerzos que requieran precisión y velocidad. - Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgos de sobrecarga, ya que cuando ésta existe, el elemento de trabajo simplemente para sin daño alguno). Las mayores desventajas que posee frente a otros tipos de fuente de energía, son: - Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y humedad). - Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los elementos de trabajo regulares y constantes. - Los esfuerzos de trabajo son limitados (de 20 a 30000 N). - Es ruidoso, debido a los escapes de aire después de su utilización.