PNEUMÁTICA

A pneumática admite infinidade de aplicacións no campo da máquina

ferramenta, especialmente nos traballos de fixación de pezas, bloqueo

de órganos, alimentación de máquinas e movemento lineal de órganos

que non requiren velocidades de actuación rigorosamente constantes.

Propiedades dos fluídos

Presión

Defínese como o cociente entre o valor dunha forza que actúa perpendicular a

unha superficie e a área de dita superficie.

S

FP

P: Presión (Pa)

F: forza perpendicular a unha superficie (N)

S : Área da superficie na que actúa a forza (m2)

En pneumática industrial trabállase

con presións relativas

Propiedades dos fluídos

Caudal

Defínese como o volume de fluído que atravesa unha determinada sección

transversal dunha condución por unidade de tempo.

v· St

l · S

t

VQ

Q: Caudal (m3/s)

V: Volume (m3)

l: Lonxitude (m)

t: Tempo (s)

v: Velocidade (m/s)

En pneumática como unidades do Q empréganse ademais da unidade do S.I.,

que é moi grande, as unidades de l/min e m3 /h.

Propiedades dos fluídos

Humidade

Chámase humidade atmosférica ao contido de vapor de auga do aire. Este

contido de auga é variable, podendo oscilar dende valores case nulos en

rexións áridas e moi frías ata valores de 50 g/ m3 en rexión moi cálidas e

húmidas.

O contido en vapor pódese expresar de varias formas:

Humidade absoluta: masa de vapor de auga que hai en cada unidade de

volume (g/ m3)

Humidade relativa: Defínese como o cociente entre a masa de vapor de auga

que existe nun volume de aire e a que habería se ese volume de aire estivese

saturado a igual temperatura.

Grado de humidade ou humidade específica: é o cociente entre as masas

de vapor e de aire seco contidas nun mesmo volume.

LEIS FÍSICAS DOS GASES

Lei de Boyle-Mariotte: Nunha transformación isoterma, os volumes ocupados

por unha masa gasosa son inversamente proporcionais á presión absoluta.

Lei de Gay-Lussac: A presión constante, o volume ocupado por unha masa é

directamente proporcional á temperatura absoluta.

Lei de Charles: A volume constante, a presión absoluta dunha masa de gas é

directamente proporcional á temperatura absoluta.

Ecuación de estado dos gases perfectos: cteT

·VP

T

·VP

2

22

1

11

... T

P

T

P

2

2

1

1

... T

V

T

V

2

2

1

1

...·VP·VP 2211

MAGNITUDES E UNIDADES EMPREGADAS EN PNEUMÁTICA

PNEUMÁTICA

O aire atmosférico é un elemento abundante na natureza, limpo,

almacenable, de fácil transporte, non inflamable e compresible, o que o

converte nun fluído ideal para o seu emprego como elemento básico

nos sistemas que aproveitan a enerxía da presión acumulada por un

fluído.

Produción de aire comprimido

O aire comprimido obtense por medio de compresores, que son

máquinas capaces de elevar a presión dunha masa de aire ata o valor

conveniente.

Existen dous procedementos fundamentais de compresión:

Compresión volumétrica: obtense pola admisión de aire nun recinto

hermético, onde se reduce de volume. É o sistema do compresor de

pistón.

Turbocompresión: o aire aspirado polo propio sistema aumenta a súa

velocidade de circulación a través de varias cámaras, impulsado por

paletas xiratorias. A enerxía cinética destas transfórmase en enerxía

elástica de compresión.

Tipos de compresores

Compresores volumétricos

Tanto o compresor de émbolo como o rotativo son compresores volumétricos.

Dentro deste grupo de compresores destacan os compresores de pistón que

son os máis difundidos. Poden ser de baixa, media e alta presión, neste ultimo

caso deben dispoñerse de varias etapas compresoras.

Compresor de pistón dunha etapa

O aire aspirado polo pistón penetra na cámara de compresión a través da

válvula de admisión e despois é inmediatamente comprimido ata a presión de

traballo, momento no que se abre a válvula de escape. Durante o traballo de

compresión xerase calor o que obriga a unha refrixeración do cilindro,

proporcional á cantidade de calor producida.

Nos compresores pequenos chegan as aletas que leva o cilindro pola parte

exterior. Nos maiores instalase ademais un ventilador e nos de alta presión é

necesaria unha refrixeración por auga.

O compresor rotativo, baseado tamén na compresión volumétrica,

consiste esencialmente nun rotor excéntrico provisto de paletas que

xiran no interior dun cárter cilíndrico, cun orificio de entrada e outro de

saída.

Ao xirar o rotor, as paletas, que actúan pola forza centrífuga, forman

células de volume variable que encerran aire cada vez máis comprimido

ata que o impulsan ao conduto de saída.

Turbocompresores

Existen dous modelos de turbocompresores, ambos aptos para tratar

grandes caudais.

Turbocompresor radial, chamado así porque a aceleración do aire

prodúcese de cámara a cámara en sentido radial.

Turbocompresor axial, o aire circula paralelamente ao eixo do mesmo.

Distribución do aire comprimido

O aire comprimido xerado polo compresor non é consumido directamente polo

órgano de traballo.

As instalacións industriais están provistas tamén de elementos de

almacenamento, distribución e tratamento do aire para que este acade as

condicións óptimas de emprego.

O aire comprimido procedente do compresor é acumulado no depósito auxiliar

e de alí enviase ao separador principal, o cal retén a maior parte da auga en

suspensión. Deste pasa á rede de distribución ata un separador secundario ao

que se conectan varias tomas de servizo coas súas correspondentes unidades

de filtrado e lubricación.

Elementos que compoñen a rede distribuidora do aire comprimido

Acumulador: Depósito de reserva de aire comprimido que ten a misión de

manter o consumo da rede i evitar perdas de carga bruscas na mesma, en

caso de fallo ou accidente. Elimínase parte da auga, que se condensa na parte

inferior, por medio dun orificio de purga.

Separador: As impurezas que arrastra o aire e, especialmente a humidade son

fonte de avarías e nalgúns casos danar completamente os compoñentes

pneumáticos. Por iso é imprescindible que o aire comprimido se atope libre de

impurezas

Rede de aire: está composta por diversas tubarias de diámetro axeitado que

conducen o aire comprimido coas menores perdas posibles ata os puntos de

consumo. A rede debe ter unha pendente do 2 ao 3% para conseguir a

acumulación da auga condensada nun punto e lograr a súa evacuación por un

orificio de purga.

Preparación do aire

Antes da conexión a máquina sometese ao aire comprimido a unha operación

de acondicionamento ou preparación, realizada por unha unidade

acondicionadora composta por un filtro, regulador de presión e engraxador.

Preparación do aire

Filtro: elimina as impurezas que aínda poda levar o aire comprimido. O aire

pasa por un cartucho filtrante que retén as partículas en suspensión e deposita

a auga, que se acumula no fondo do depósito, de onde se elimina

periodicamente por medio da purga manual ou automática.

Hai que realizar a limpeza periódica do filtro ou proceder a súa substitución.

Figura A)

Preparación do aire

Regulador de presión: unha vez filtrado, o aire introdúcese

no regulador de presión, que ten por misión manter a

presión de traballo constante con independencia das

posibles variacións na rede. A presión de entrada, sempre

maior que a de saída, é regulada pola membrana (1),

solicitada por outro lado polo muelle pretensado (2). Cando

aquela aumenta, a membrana comprime ao muelle e a

válvula de asiento (4) pechase o que supón a regulación da

presión polo caudal. Se a presión aumenta moito, verificase

un escape de aire a través do orificio central da membrana

e o orificio (3). Pola contra, se a presión descende, o muelle

(2) abre a válvula e restablecese o servizo. A válvula de

asiento é amortiguada polo muelle (5). A presión de traballo

controlase polo manómetro (6). Figura C)

Preparación do aire

Engraxador: os elementos pneumáticos ao ter pezas

móbiles deben recibir unha pequena dose de aceite

para a súa lubricación constante. Para iso utilízase o

mesmo aire comprimido que actúa de vehículo

portador. O aparello lubricador actúa segundo o efecto

Venturi. Figura C)

Os aceites empregados deben ser minerais, exentos de

acidez e de pouca viscosidade. O engraxador vai

provisto dunha mirilla e un parafuso de regulación para

controlar o goteo. É importante que o nivel do aceite de

alimentación se atope dentro dos límites indicados polo

construtor do aparato.