Componentes y Funcionamiento de Sistemas Neumáticos: Actuadores, Válvulas y Elementos Auxiliares

Componentes y Funcionamiento de Sistemas Neumáticos

Los sistemas neumáticos utilizan aire comprimido para generar movimiento y fuerza. A continuación, se describen los componentes clave de estos sistemas:

4. Conductos

Las conducciones forman la red de distribución del aire comprimido. Generalmente, se fabrican en acero o latón, con una ligera inclinación de 1.5° para facilitar que el vapor de agua condensado se deslice y no se acumule. En instalaciones portátiles, se utilizan materiales como plástico o caucho.

5. Actuadores Neumáticos

Los actuadores neumáticos transforman la energía acumulada en el aire comprimido en energía mecánica, generando un movimiento rectilíneo o de vaivén. Los cilindros son un tipo común de actuador. Un cilindro consiste en un tubo de sección circular constante, cerrado por los extremos, dentro del cual se desliza un émbolo solidario a un tallo que atraviesa uno de los fondos. El émbolo divide el cilindro en dos volúmenes llamados cámaras. A través de las aperturas de las cámaras, el aire entra y sale.

5.1. Cilindro de Efecto Simple

En este tipo de cilindro, la fuerza se aplica en una sola dirección, mientras que el retorno se realiza mediante un muelle (resistencia N).

5.2. Cilindro de Efecto Doble

Este cilindro puede desarrollar trabajo en ambos sentidos: carrera de avance y carrera de retroceso. Sus ventajas incluyen:

• Desarrollo de trabajo en dos sentidos.
• Sin pérdida de esfuerzo por compresión del muelle de retorno.
• Régimen de funcionamiento ajustable con precisión.
• La carrera corresponde a la longitud del cilindro.

5.3. Aplicaciones de Actuadores Neumáticos

Los actuadores neumáticos se utilizan en diversas aplicaciones, como:

• Transferencia
• Prensado
• Parada
• Expulsión
• Acoplamiento
• Marcado
• Conformación
• Pivotamiento

6. Elementos de Distribución o Válvulas

Una válvula neumática es un dispositivo que dirige y regula el paso del aire comprimido. Las válvulas distribuidoras se encargan de interrumpir, dejar pasar o desviar el aire comprimido. Para rectificar y representar simbólicamente una válvula según la normativa ISO, se deben considerar:

• Tipo de válvula: expresado con dos cifras. La primera indica el número de orificios o vías de aire, y la segunda, el número de posiciones de trabajo.
• Sentido de circulación del aire: indicado mediante flechas dentro de cada cuadro.
• Conexiones: los orificios se indican de manera diferente según se trate de la fuente de aire comprimido o de la salida libre.
• Modos de mando y retorno: se representan de izquierda a derecha y se simbolizan de diferentes maneras según el tipo.

6.1. Válvula 2/2

Esta válvula tiene dos orificios o vías de aire y dos posiciones de control o trabajo. Un ejemplo es la válvula 2/2 NT de tipo corredera con mando manual y retorno neumático. Su funcionamiento es el siguiente:

• En la posición de reposo (superior), la entrada de aire al orificio 1 está bloqueada, impidiendo el paso del aire.
• Al presionar el tallo manualmente, se conectan los orificios 1 y 2, permitiendo que el aire a presión circule a través de la válvula.
• Al cesar la presión sobre el tallo, el aire penetra en el mando de retorno, obligando al tallo a ascender y cerrando la válvula.

6.2. Válvula 3/2

Esta válvula tiene tres orificios o vías de aire y dos posiciones de control o trabajo. Un ejemplo es la válvula 3/2 NT. Su funcionamiento es el siguiente:

• En la posición de reposo (superior), la entrada de aire al orificio 1 está bloqueada, mientras que los orificios 2 y 3 están comunicados para el escape o descarga de aire.
• Al pulsar el tallo manualmente, el orificio de entrada 1 se comunica con el 2, permitiendo que el aire a presión pase a través de la válvula. El orificio de salida 3 se bloquea.
• Al cesar la presión sobre el tallo, el muelle obliga al tallo a ascender hasta la posición inicial. Nuevamente, se bloquea la entrada de aire a presión y se permite la salida por el orificio 3.

6.3. Válvula 5/2

Esta válvula tiene cinco orificios o vías de aire y dos posiciones de control o trabajo. Su funcionamiento es el siguiente:

• En la posición inicial, los orificios 1 y 2 están comunicados, y el aire comprimido pasa a través de ellos hasta el actuador. Los orificios 4 y 5 están comunicados permanentemente, permitiendo que el aire proveniente de otro actuador escape al exterior. El orificio 3 está bloqueado.
• Al pulsar el tallo mediante una palanca, se comunican los orificios 1 y 4, permitiendo que el aire a presión pase hasta el segundo actuador. La comunicación entre los orificios 2 y 3 permite el escape del aire que había penetrado en el primer actuador. El orificio 5 está bloqueado.
• Al dejar de pulsar la palanca, el resorte obliga al tallo a volver a su posición inicial.

7. Elementos Auxiliares

Los elementos auxiliares complementan el funcionamiento de los sistemas neumáticos:

Válvulas Antirretorno

Estas válvulas permiten la circulación del aire en un sentido determinado e impiden el sentido contrario. Un resorte está unido a una pieza de cierre. En la posición de reposo, el paso del aire en la conducción está bloqueado. Si el aire intenta circular en el sentido permitido, la presión vence la resistencia del resorte sobre la conducción. Se clasifican según el diámetro y el caudal máximo que permiten.

Válvulas de Efecto Doble o Selectores de Circuito

Estas válvulas disponen de tres orificios de entrada de aire y un pequeño pistón que se desplaza para bloquear el orificio 3. El aire sale entonces por el orificio 2. Si el aire penetra por el orificio 3, el desplazamiento del pistón se produce en sentido contrario y bloquea el orificio 1. La salida del aire tiene lugar por el orificio 2. Tienen forma de T y se instalan en las ramificaciones del circuito para seleccionar la fuente de alimentación.

Válvulas Reguladoras de Caudal

Estas válvulas disponen de un caracol que, al aumentar o disminuir la sección del conducto, permite regular el caudal de aire que circula. Se instalan a la salida de las cámaras de los cilindros para regular la velocidad de desplazamiento del émbolo en el movimiento de avance. Sus características técnicas incluyen el número de vueltas del tornillo y el caudal máximo de admisión.