Fundamentos y Aplicaciones de la Neumática Industrial
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Neumática: Conceptos Fundamentales
La neumática es la rama de la tecnología que estudia el uso del aire comprimido para producir trabajo útil.
El Aire Comprimido como Almacén de Energía
Si ejercemos una fuerza sobre el aire contenido en un recipiente cerrado, este se comprime y presiona las paredes del recipiente. El aire comprimido es una forma de almacenar energía mecánica, que puede ser usada posteriormente para producir trabajo.
Demostración Práctica: El Experimento de las Dos Jeringas
Un ejemplo práctico realizado mediante aire comprimido es el de mover piezas a distancia. Al presionar el émbolo de una de ellas, se moverá el émbolo de la otra, impulsado por la fuerza del aire comprimido.
Aplicaciones Industriales de la Neumática
La neumática es ampliamente utilizada en la industria.
Ventajas y Desventajas de los Sistemas Neumáticos
Los sistemas neumáticos son muy utilizados en la industria. La razón es que permiten diseñar fácilmente máquinas que ejecutan movimientos muy complejos, las cuales se utilizan para la fabricación en cadena de productos. Los sistemas neumáticos, a diferencia de los eléctricos, no generan chispas en su funcionamiento, por lo que son muy útiles en entornos donde se trabaja con sustancias inflamables.
Como inconvenientes, son equipos más caros que los eléctricos y su funcionamiento es más ruidoso.
Ejemplos Comunes de Sistemas Neumáticos
- Clasificadora de cajas
- Máquinas que colocan tapones en botellas
- Apertura y cierre de una válvula
- Destornillador neumático en una línea de fabricación en cadena
Componentes Clave de un Sistema Neumático
El Compresor de Aire: Función Esencial
Un compresor de aire sirve para producir aire a presión.
Tipos de Compresores
Los tipos de compresores más utilizados son:
- Compresores de émbolo
- Compresores de paletas
El Depósito Acumulador de Aire
El aire a presión generado por el compresor se acumula en un depósito de aire. El uso de un acumulador evita que el compresor tenga que estar siempre trabajando; se activará cuando la presión en el acumulador sea baja.
Función del Presostato
La función de un presostato en un depósito de aire es mantener la presión que hay dentro del mismo.
La Válvula de Seguridad
La válvula de seguridad permite dejar escapar aire al exterior en caso de que la presión sea muy alta.
La Unidad de Mantenimiento
Para que una instalación neumática funcione sin problemas durante mucho tiempo, es necesario acondicionar el aire del depósito de presión.
Componentes de la Unidad de Mantenimiento
- Filtro: Evita el paso de las partículas que transporta el aire.
- Regulador de presión con manómetro: Permite seleccionar una presión de funcionamiento para esa rama del circuito y hace que la presión se mantenga constante, reduciéndola en caso de que aumente.
- Lubricador: Inyecta pequeñas gotas de aceite en el aire. El aceite evita la oxidación de las partes metálicas del circuito y facilita el funcionamiento de las piezas móviles, engrasándolas.
Clasificación de Compresores y Cilindros Neumáticos
Compresores Alternativos
Se caracterizan porque el aire sale de forma discontinua, coincidiendo con el final de recorrido del émbolo, por lo que se dice también que sale a impulsos o emboladas.
Compresores Rotativos
El aire sale regularmente, es decir, de forma continua.
Cilindros de Simple Efecto
El trabajo se realiza cuando sale el vástago, de forma que, cuando no hay señal de entrada, la tensión del muelle permite que el vástago recupere su posición de reposo.
Cilindros de Doble Efecto
Se hacen necesarias dos señales distintas para producir los desplazamientos del vástago: una de avance, donde normalmente se produce el trabajo, y otra de entrada o de recuperación del vástago.
Fórmula Fundamental de la Neumática
Fórmula: Fe = P * (Se - Sv)