Cilindros
Un cilindro
neumático es un dispositivo mecánico que produce una fuerza, que muchas veces
va continuada de un movimiento, que viene accionado por un gas comprimido,
nosotros trataremos el aire.
Para realizar
su función, los cilindros neumáticos imparten una fuerza para convertir la
energía potencial de gas comprimido en energía cinética (en movimiento). Esto
se alcanza por medio del gas comprimido, que es debido a la diferencia de
presión. Esta diferencia o gradiente de presión del aire acciona un pistón para
moverse en la dirección deseada.
Una vez que
esté actuado, el aire comprimido entra en el tubo por un extremo del pistón y,
por lo tanto, imparte la fuerza a través del pistón. Por lo tanto, el pistón se
desplaza por el aire comprimido que se amplía en un intento por alcanzar
presión atmosférica.
Funciones y Tipos de Cilindros
Los cilindros
neumáticos pueden funcionar en una variedad de maneras. Los ejemplos incluyen
tener la capacidad de realizar movimientos múltiples sin la necesidad de la intervención
intermedia, de realizar un movimiento completo.
Aunque los
cilindros neumáticos variarán de aspecto, tamaño y la función, se pueden
clasificar eaen generalmente en una de las categorías comentadas a
continuación. Sin embargo, no todos podrían clasificarse en esta lista. Como
mostraremos a continuación, y como ya sabemos, hay distintos tipos de cilindros
neumáticos:
Cilindros de acción simple
Los cilindros
de acción simple utilizarán la fuerza impartida por el aire para moverse en una
única dirección, y un resorte o bástago volverá a las posición inicial. Es el
más sencillo. A continuación se muestra lo realizado por fluidsim. En este
primer ejercicio, como ya hemos dicho, vamos a usar un cilindro de simple
efecto al que se le suministra aire comprimido a través de una válvula 3/2, que
además su accionamiento es mecánico y el retorno de la válvula se realiza a
través de un muelle.
En la primera
posición (la figura de la izquierda) se ve como el pistón está recogido y por
tanto no hay una entrada de aire, el acceso al aire comprimido está cerrado,
por ello la presión actual será la atmosférica. En la segunda posición (la
figura de la derecha) se ve como se ha accionado el pulsador y se ha permitido
la entrada de aire y de esta forma el muelle se estira. Finalmente el muelle
vuelve a recuperar la posición inicial al no estar accionado el pulsador.
Cilindros dobles
Los cilindros
dobles utilizarán la fuerza del aire para extenderse y contraerse. Tienen dos
entradas de aire. En este segundo ejercicio, como ya hemos dicho, vamos a usar
un cilindro de doble efecto al que se le suministra aire comprimido a través de
una válvula 4/2, que además su accionamiento es mecánico y el retorno de la válvula se realiza a través
de un muelle.
En la primera
posición (la figura de la izquierda) se ve como el pistón está recogido. Esto
es debido a que por la via 2 está entrando aire comprimido que hace que el
pistón se quede en la pared de la izquierda, el acceso al aire comprimido está
cerrado por la otra vía, por ello la presión actual será la atmosférica. En la
segunda posición (la figura de la derecha) se ve como se ha accionado el
pulsador y se ha permitido la entrada de aire comprimido por la vía 4 y de esta
forma el pistón se va hacia la derecha. Finalmente el muelle vuelve a recuperar
la posición inicial al no estar accionado el pulsador.
Ahora veremos
otro caso. En este se incorpora un cilindro de doble efecto con una válvula de
5/2. Las válvulas que en este ejercicio tenemos se pueden accionar de distintas
maneras; en nuestro caso lo vamos hacer con accionamiento neumático. De esta
forma conseguiremos poder accionar el mecanismo desde donde queramos tirando
una manguera entre los pulsadores y la válvula.
Existe una
posición inicial en la cual el cilindro está en el lado de la izquierda por la
acción del aire comprimido que llega de la válvula. Si le damos al botón o
pulsador de la válvula 3/2, que al tener un muelle, solo enviará un pulso de
aire comprimido que cambia la posición de la válvula. Ésta al ser un pulso no
bloquea la válvula para su futuro accionamiento. Al variar la posición de la
válvula se ha cambiado el lado en que recibe la entrada de presión y se conecta
el otro lado con la salida secundaria dejando salir el aire empujado por el
embolo. Si accionáramos el otro botón no pasaría, ya que el aire empujaría la
válvula 5/2 hacia la posición que ya ocupa. Hay una fase intermedia donde no
pasa nada. Finalmente, tras haber pulsado el botón de la válvula de la derecha,
el embolo vuelve a estar en la posición inicial.
Válvulas
Las
válvulas son los dispositivos que en neumática e hidráulica nos permiten un
control de lo que pasa en el circuito (en analogía con interruptores,
pulsadores y otros dispositivos eléctricos), siendo por lo tanto fundamentales.
Como
todo dispositivo físico cuando lo representamos en un circuito, vamos a
usar un símbolo. Este símbolo me va aportar la mayor información posible
sobre su funcionamiento.
Vías
Las
vías son taladros o orificios practicados en el cuerpo de la válvula que me
permiten el paso del fluido por la válvula.
El
fluido siempre circula entre dos vías. Normalmente en su símbolo se representa
por números (1,2,3..), o letras (P,R,S). Cada letra o número tiene su propio
significado. Por ejemplo con P o 1, representamos la toma de presión.
Posiciones
Las
posiciones son las distintas formas en que se ponen en contacto las vías.
Examinemos la de la figura:
En
una determinada posición (reposo) las vías 2 y 3 están comunicadas, quedando la
vía 1 bloqueada. En la otra posición (accionada) se comunican las vías 1 y 2
quedando la vía 3 bloqueada.
En
la representación simbólica las posiciones se representan por cajas
rectángulares (una por cada posición distinta). Normalmente la válvulas, suelen
tener dos o tres posiciones.
Según
las posiciones estables de la válvula, ésta puede ser de dos tipos:
Monoestable:
Una sola posición estable.
Biestable:
Dos o más posiciones estables.
Cuando
hablamos de estabilidad, nos referimos al hecho de que la válvula permanece en
la misma posición cuando cesa la solicitación que la llevó a esa posición.
Esto
mismo lo podemos encontrar en los circuitos eléctricos: Un pulsador (de timbre)
es un dispositivo monoestable y un interruptor (de luz) uno biestable. Todas
las válvulas de tres posiciones son biestables.
Las
válvulas monoestables tienen retorno por resorte.
En
las válvulas es conveniente saber cuál es la posición inicial (cuando la
válvula está en reposo), es decir, como están comunicadas las vías.
Esto
es importante, sobre todo, en los inicios de maniobra del circuito.
En
la representación simbólica, la posición inicial es aquella en la cual están
dibujados los números de las vías. Si éstos no estuvieran, la posición inicial
es la del rectángulo en la que están representados unos segmentos verticales
como los de la figura.
En
las válvulas de 3 posiciones, la central siempre es la de reposo.
Me
indica el tipo de esfuerzo y la forma que hace que una válvula cambie de una
posición a otra. Existen básicamente dos tipos de accionamiento (retorno):
-Manual:
Pulsador, pedal, palanca....
-Pilotado:
Neumáticamente o eléctricamente.
Cada
accionamiento tiene un símbolo que se representa en un lateral de cada una de
las posiciones. Cuando el símbolo es un resorte me indica que la válvula es
monoestable.
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