INSTITUTO POLITCNICO NACIONALUNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

Ingeniera industrial

Sistemas neumticos e hidrulicos

Resumen

Alumno: Gonzlez Araujo Oscar Alfredo

Profesor: Palacios Garca Marcial

3IM4H

Introduccin a los sistemas neumticos

Neumtica es una palabra de origen griego donde neuma significa aire, aliento o espritu y tica, que significa uso o aplicacin, por lo que el significado etimolgico de esta palabra es uso o aplicacin del aire.La neumtica es una tcnica que utiliza aire comprimido para generar movimientos a diferentes niveles de fuerza y velocidad para realizar un trabajo especfico.El aire comprimido es una de las formas de energa ms antiguas que conoce y utiliza el hombre para reforzar sus recursos fsicos.Aunque los rasgos bsicos de la neumtica se cuentan entre los ms antiguos conocimientos de la humanidad, no fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron a investigarse sistemticamente su comportamiento y sus reglas. A partir de 1950 podemos hablar de una verdadera aplicacin industrial de la neumtica en los procesos de fabricacin.La irrupcin verdadera y generalizada de la neumtica en la industria no se inici, sin embargo, hasta que lleg a hacerse ms acuciante la exigencia de automatizar y racionalizar los procesos de trabajo, para bajar los costos de produccin.Un circuito neumtico bsico puede representarse mediante el siguiente diagrama funcional:Ventajas de la neumtica: Abundante: El aire est disponible en cantidades ilimitadas. Almacenable: El aire comprimido es fcil de transportar, incluso a grandes distancias. Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, por lo que garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas. Antideflagrante: No existe riesgo de fuego o explosin en los sistemas neumticos. Limpieza: Una vez expulsado, el aire no contamina. Velocidad: Rapidez del medio de trabajo, por lo que obtiene velocidades de trabajo muy elevadas. A prueba de sobrecargas: Las herramientas y elementos de trabajo neumtico pueden trabajar hasta su parada completa sin riesgo alguno de sobrecargas.Desventajas: Preparacin o acondicionamiento del aire: El aire comprimido debe ser acondicionado antes de su utilizacin. Es preciso eliminar impurezas y humedad con el objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes del sistema. Compresible: Con aire comprimido no es posible obtener para los mbolos velocidades uniformes y constantes. Fuerza: El aire comprimido es econmico slo hasta cierta fuerza. Condicionado por la presin de servicio (normalmente de 600 kPa), el lmite, tambin en funcin de la carrera y la velocidad, es de 20,000 a 30,000 N. Escape: El escape del aire produce ruido, no obstante, este problema se ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes (silenciadores). Costos: El aire comprimido es una fuente de energa relativamente cara.

Fundamentos fsicos de los sistemas neumticos

EL AIREEl aire es una mezcla de gases cuya composicin volumtrica es aproximadamente la siguiente:78% Nitrgeno20% Oxgeno1% Hidrgeno1% Una mezcla de Dixido de carbono(CO2), gases nobles(Helio,Neon,Argon), polvo atmosfrico y vapor de agua.Su peso especfico es de 1,293 Kg/m3 a 0C y una atmsfera (1,013 bar) de presin.Es muy compresible, sensible a las variaciones de temperatura y se adapta perfectamente a la forma del recipiente que lo contiene. Es incoloro en masas normales y de color azulado en grandes volmenes.LEY DE LOS GASES PERFECTOSEl aire tiende a cumplir la Ecuacin General de los Gases Perfectos, que relaciona entre s las magnitudes: presin, volumen y temperatura.

Un gas perfecto cumple la ecuacin:

En la que:P = Presin absolutaV = VolumenT = Temperatura absoluta (K)PROCESOS A TEMPERATURA CONSTANTEA temperatura es constante, la presin absoluta de una masa de gas vara de forma inversamente proporcional a su volumen.

PROCESOS A VOLUMEN CONSTANTEA volumen constante, la presin absoluta de una masa de gas, vara de forma directamente proporcional a su temperatura absoluta.

MAGNITUDES Y UNIDADES BASICASUna magnitud es cualquier estado, proceso o propiedad de un cuerpo que pueda ser medida.En magnitudes lineales, la unidad en el Sistema Tcnico (S.T.) y en el Sistema Internacional (S.I.), es el metro (m). Otras unidades utilizadas son mltiplos y submltiplos del mismo, o unidades del Sistema Ingls. Sus equivalencias son simples operaciones matemticas.En magnitudes angulares, la unidad en el (S.I.) es el radian (rad); en el (S.T.) la unidad es el giro completo o revolucin (r).1 r =2p rad ; 1 rad = 0,16 rLa unidad de tiempo en todos los sistemas es el segundo (s).La unidad de temperatura en el (S.I.) y en el (S.T.), es el grado centgrado (C) o el grado Kelvin o absoluto (K).K =C +273MAGNITUDES Y UNIDADES DERIVADAS.FUERZALa fuerza es una magnitud derivada de la aplicacin de la Ley de Newton.Fuerza = Masa x aceleracinEn el (S.I.), la unidad es el Newton (N)

PRESINLa presin (p), es la magnitud resultante del cociente entre una fuerza (F) y la superficie sobre la que apoya (S).

La unidad (S.I.) de presin es el Pascal (Pa)

Las equivalencias entre estas unidades se muestran en la tabla siguiente:

Todos los trabajos con energa neumtica, se realizan dentro de la masa del propio gas y ste en estado libre, somete a todos los elementos que estn en su interior a una presin variable con la altura y con las condiciones ambientales, que denominamos presin atmosfrica. Su valor a nivel del mar es de 1,033 Kp/cm2 (1atm).PRESIN ATMOSFRICAEs la fuerza que ejerce el aire sobre la atmsfera en cualquiera de sus puntos (14.7 lb/plg2).

PRESIN ABSOLUTAEquivale a la sumatoria de la presin manomtrica y la atmosfrica y se mide con relacin al vaco absoluto.PRESIN RELATIVASe mide en relacin atmosfrica, su valor 0 corresponde al valor de la presin absoluta.Esta mide entonces la diferencia existente entre la Pabsoluta y la Patmosfrica en un determinado lugar.

La presin atmosfrica se mide con barmetros, la relativa con manmetros y la depresin con vacumetros.CAUDALEl caudal (Q) es la magnitud derivada del cociente entre el volumen (V) y el tiempo(t).

La unidad (S.I.) es el metro cbico/segundo (m3/s). En clculos neumticos la unidad de caudal ms utilizada es el litro/minuto en condiciones normales (Nl/min).Un litro de aire se considera que est en condiciones normales cuando su masa ocupa un volumen de un litro, a 0C y a presin atmosfrica.

POTENCIAPotencia (P) es la magnitud resultante del cociente entre la energa (E) y el tiempo (t). Tambin se cumple que la potencia es igual al caudal (Q) por la presin (p).

La unidad (S.I.) de potencia es el Watio (w)1 Watio = 1 Pascal x 1 m3/sOtras unidades utilizadas son:1 Kilowatio (Kw) =103 w1 Caballo de vapor (cv) = 736 w1cv = 0,736 Kw ; 1 Kw = 1,36 cv