Implementación de sistema neumático en los laboratorios de la Universidad Autónoma de Occidente

Eric F. Mosquera VelandiaFacultad de Ingeniaría

Universidad Autónoma de OccidenteCali, Colombia

Abstract—A partir de un requerimientos previos la tarea es adecuar los laboratorios de ingenieria de la U.A.O. para el suministro de aire comprimido por medio de una red de tuberias diseñadas y adecuadas especialemente para la labor que se requiera.

Para implementar una red de tuberias para el suministro de aire compirmirdo primero es necesario hacer calculos para determinar el consumo total que requerira dicho sistema para esto se plantearon las siguientes caracteristicas:

Longitud tubería= 300 m2

CONSUMO DE AIREEn automatica se dispone de tres prensas de 5 toneladas.

1. 5 veces*minuto2. 7 veces*minuto3. 10 veces*minuto S=50cmF= 5100kg *9,8 m/s

F= 49980 N 50000N90 psi = 6.245 bar =624.5 Kpa

I. DIAGRAMA DE BLOQUES

Figura.1

II. DESCRIPCION DEL PROCESO FUNCIONAL

A continuación se describirá el funcionamiento y el rol que cumple cada dispositivo dentro del proceso de captura y recepción de señales. (ver figura.1)

A. Compresor

El producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión de aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos se alimentan desde la estación central. Al momento de planificar es necesario preveer un tamaño superior a la red, con el fin de poder suplir de aire a futuras actualizaciones en la planta, es por esto que se hace necesario sobredimensionar el compresor para que luego este no resulte mas tarde insuficiente. Para este caso utilizaremos un compresor de embolo oscilante del tipo pistón de dos etapas. Esta clase de dispositivo alcanza presiones hasta de 1.500 kPa (15 bar).

B. Emplazamiento de compresor

La estación de compresión debe situarse en un local cerrado e insonorizado. El recinto debe ser ventilado y el aire debe ser lo mas fresco y limpio posible.

El emplazamiento se efectuara fuera de las instalaciones del laboratorio, contiguo al parqueadero de profesores.

C. Presion de trabajo y de servicio

Es la presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que alimentan a los consumidores.

Es la presión de trabajo es la que se requiere en el puesto de trabajo considerando. En la mayoría de los casos, es de 600 kPa (6 bar). De esta depende.

D. Acumulador de aire

Tiene la función de estabilizar el suministro de aire comprimido. Compensa las oscilaciones de presión en la red de tuberías a medida que se consume el aire comprimido.

E. Dimencionado de las tuberias

En la elección del diámetro apropiado en tuberías lo ideal es basarse con respecto a: El caudal, la longitud de las tuberías, la pérdida de presión. Pero en la práctica se utilizan los valores reunidos con la experiencia.

III. ECUACIONES

Diametro de Embolo

Diámetro de vástago

Calculo de caudaln=5 ciclos/ minutos=50 cmq=0.54 L/cmQ=2 n s q

n=7 ciclos/ minutos=50 cmq=0.54 L/cm

Q=2 n s q

n=10 ciclos/ minutos=50 cmq=0.54 L/cmQ=2 n s q

Robótica: Se tiene dos extrusoras de 2 Toneladas

1. 20veces*minutoS=1.5cm

F= 2000 krg *9,8 m/sF= 19960 N ≈ 20000Tomamos 100 psi = 6.894 bar = 689.4 Kpa

Diametro de Embolo

Diametro de vastago

Calculo de caudaln=20 minutos=1.5 cmq=44 L/cmQ=2 n s q

Electrónica 20 robots Q6=0.5m

Q7=30m

Neumática 1 motorQ=10 m

Q=600m

Q (m MaquinaCoeficiente

de utilización Q final (m

1 16.2 Prensa 1 0.25 4.05

2 22.68 Prensa 2 0.20 4.533 32.4 Prensa 3 0.20 8.14 158.4 Extrusora 1 0.40 63.365 15834 Extrusora 2 0.35 55.446 30 20 Robots 0.45 13.57 600 Motor 0.60 360

Q Total 957.45Q Total x 10 9574.5

Fugas y pérdidas 15% 1436.175

Futura expansión

150% 14361.75Total consumo 16755.375

Datos para tubería en el laboratorioLongitud de tubería (m) 300Caudal ( ) 16755.375

Presión kPa ( bar) 7

Perdida de presión kPa ( bar) 0,1

Diámetro nominal (mm) en tabla 225Diámetro nominal (mm) real 300Diámetro nominal (mm) + piezas 370

5 x 4m de codo normal4 x 5m de compuerta1 x 30 m de pieza T

REFERENCES

[1] Google.com

[2] Scrib.com