Pneumàtica: Guia Completa de Conceptes, Components i Aplicacions

Pneumàtica: Conceptes Fonamentals i Aplicacions

La pneumàtica és la branca de la mecànica que estudia el comportament dels gasos, especialment l'aire comprimit, i la seva aplicació per a generar treball.

Sistema Pneumàtic

Instal·lació que condueix i controla l'aire comprimit amb l'objectiu de transmetre treball mecànic.

Compressor

Element essencial que proporciona l'aire comprimit necessari per a realitzar un treball.

Vàlvula

Dispositiu que permet o impedeix el pas de l'aire des del compressor cap a l'actuador, controlant el flux.

Actuador

Generalment un cilindre de simple efecte, on l'entrada d'aire provoca la sortida de l'èmbol. S'utilitza per a tasques com elevar, aixafar, subjectar, etc.

Unitat de Manteniment

Conjunt d'elements on l'aire és sotmès a diversos processos (filtratge, regulació, lubricació) abans de ser utilitzat en el circuit.

Xarxa de Distribució

Conjunt de canonades i conductes per on l'aire comprimit és canalitzat a través de tot el circuit pneumàtic.

Dipòsit o Acumulador

Recipient que permet emmagatzemar l'aire comprimit per a ser utilitzat quan sigui necessari. Se sol situar a la sortida del refrigerador.

Refrigerador

Bescanviador de calor que redueix la temperatura de l'aire comprimit fins a aproximadament 25ºC, eliminant la humitat.

Fórmules Clau en Pneumàtica

A continuació, es presenten algunes de les fórmules fonamentals utilitzades en pneumàtica:

• Cabal (Q): Q = S · V (resultat en m³/s)
• Secció (S): S = π · R²
• Força (F): F = P · A (on P és pressió en bars i A és àrea en cm²)
• Equivalència de Pressió: 1 bar = 10⁵ N/m²

Funcionament del Compressor Pneumàtic

El procés de compressió de l'aire en un compressor típic es desenvolupa de la següent manera:

1. L'aire entra per la vàlvula d'admissió quan aquesta està oberta i el pistó es troba baixant.
2. Tot seguit, la vàlvula d'admissió es tanca i el pistó comença a pujar, augmentant així la pressió de l'aire.
3. En finalitzar la cursa de compressió, s'obre la vàlvula de descàrrega i l'aire a pressió surt cap a un dipòsit o acumulador, on s'emmagatzema per al seu ús posterior.

Preguntes Freqüents i Solucions en Pneumàtica

Quins errors eviten els filtres en una instal·lació?

Els filtres són crucials per evitar:

• El desgast ràpid dels elements de la instal·lació.
• Que les vàlvules es desplacin incorrectament.
• L'acumulació d'aigua condensada en els diversos components del circuit.

Per què no és necessària una canonada de retorn?

No és necessària una canonada de retorn perquè l'aire utilitzat s'allibera directament a l'atmosfera un cop ha realitzat la seva funció.

Per què un circuit pneumàtic podria no funcionar?

Un circuit podria no funcionar correctament si l'aire a pressió no pot sortir. Per exemple, en certs casos, hauria de ser una vàlvula 3/2 per permetre la sortida de l'aire.

Funcionament Bàsic d'un Circuit Pneumàtic

El funcionament d'un circuit pneumàtic simple es pot descriure així:

1. Quan s'acciona la vàlvula 1, el circuit s'activa i provoca el desplaçament del cilindre (actuador).
2. Per retornar el cilindre a la seva posició inicial, s'acciona la vàlvula 2.

Avantatges i Inconvenients dels Circuits Pneumàtics

Els sistemes pneumàtics presenten una sèrie de característiques que els fan adequats per a diverses aplicacions, però també tenen limitacions:

Avantatges:

• Són ràpids i segurs en el seu funcionament.
• Els seus components solen ser econòmics.
• No generen guspires, la qual cosa els fa aptes per a ambients explosius.
• L'aire és un recurs abundant i fàcil d'obtenir de l'atmosfera.

Inconvenients:

• Són menys precisos en el posicionament que altres sistemes.
• Generen menys força en comparació amb sistemes hidràulics.
• L'aire comprimit pot ser sorollós en l'escapament.
• Requereixen un tractament de l'aire (filtratge, assecat) per evitar problemes.

Esquema d'un Circuit de Frenada Pneumàtica

(Aquí s'inclouria un esquema o diagrama visual del circuit de frenada pneumàtica.)

Principi de Pascal i Unitats

El Principi de Pascal estableix que la pressió exercida en un fluid incompressibles i en equilibri dins d'un recipient de parets indeformables es transmet amb la mateixa intensitat en totes les direccions i en tots els punts del fluid.

Fórmula del Principi de Pascal:

P₁ = P₂

O, expressat en termes de força i superfície:

F₁ / S₁ = F₂ / S₂

Notes sobre Unitats:

• La pressió es mesura en N/m² (Pascals).
• El pes es mesura en Newtons (N).
• Recorda que "pes" en aquest context es refereix a la força que s'exerceix quan es pregunta per la pressió.