Antoni Creus Solé - Neumatica e hidráulica

NEUMÁTICA E HIDRÁULICA

NEUMÁTICA E HIDRÁULICA

ANTONIO CREUS SOLÉ

Neumática e hidráulica

Segunda edición, enero 2011

© 2011 Antonio Creus Solé

© 2011 MARCOMBO, S.A.

Gran Via de les Corts Catalanes, 594

08007 Barcelona

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ISBN-13: 978-84-267-1861-7

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A mi hija Ariadna

1.Generalidades 1GENERALIDADES Los sistemas de movimiento y control basados en fluidos pueden ser neumáticos, hidráulicos, eléctricos y mecánicos.

1.1Neumática

1.2Hidráulica

1.3Comparación entre neumática, hidráulica, eléctrica y electrónica

2.Actuadores neumáticos

2.1Generalidades

2.2Servomotor neumático

2.2.1Generalidades

2.2.2Fuerzas en el servomotor neumático

2.3Cilindro neumático de movimiento lineal

2.3.1Generalidades

2.3.2Cálculo de los cilindros neumáticos

2.3.2.1Fuerza del cilindro

2.3.2.2Fuerza de carga del cilindro

2.3.2.3Consumo de aire

2.3.2.4Velocidad del pistón y amortiguamiento

2.3.3Cilindro de doble efecto tipo tándem

2.3.4Cilindros de doble efecto multiposición

2.3.5Cilindro neumático guiado

2.3.6Cilindro neumático sin vástago

2.3.7Cilindro neumático de impacto

2.3.8Cilindro neumático de fuelle

2.3.9Sistemas de accionamiento

2.3.9.1Válvulas distribuidoras

2.3.9.2Cálculo del Cv y Kv de las válvulas distribuidoras

2.3.9.3Accesorios de las válvulas distribuidoras

2.3.9.4Accesorios de los cilindros

2.3.9.4.1Sensores de posición del cilindro

2.3.9.4.2Finales de carrera

2.3.9.4.3Unidad de bloqueo del cilindro

2.3.9.4.4Sistemas de posicionamiento secuencial

2.3.9.4.5Posicionadores

2.3.10Dispositivos hidroneumáticos

2.3.11Dispositivos de función lógica

2.3.12Equipos neumáticos

2.4Cilindro neumático de movimiento giratorio

2.5Músculo neumático

2.6Técnicas de vacío

2.6.1Generalidades

2.6.2Obtención del vacío

3.Actuadores hidráulicos

3.1Generalidades

3.2Cilindro hidráulico

3.2.1Generalidades

3.2.2Cálculo del cilindro

3.2.2.1Tamaño del cilindro

3.2.2.2Carrera del pistón

3.2.3Sistemas de accionamiento

3.2.3.1Válvulas distribuidoras

3.2.3.2Dispositivos de función lógica

3.2.3.3Cálculo de Cv y del Kv de las válvulas distribuidoras

3.2.3.4Accesorios

3.3Equipos hidráulicos

3.3.1Circuito hidráulicos típicos

3.3.2Accionamiento de turbinas

3.3.3Prensas hidráulicas

3.3.4Ejemplo de dimensionamiento de un circuito hidráulico. Grúa

3.3.5Diagramas de representación de circuitos

4.Actuadores eléctricos y digitales

4.1Generalidades

4.2Servomotor de c.a.

4.3Motor de corriente continua (c.c.)

4.4Motor paso a paso sin escobillas ( brushless )

4.5Servomotores de c.c. sin escobillas

4.6Motor eléctrico de accionamiento lineal

4.7Conversión de movimientos de motores

4.8Mando digital de los motores de accionamiento lineal

4.9Servomotor digital

5.Motores neumáticos

5.1Generalidades

5.2Selección del motor neumático

5.3Motores de pistón axiales

5.4Motores de pistón radiales

5.5Motor de engranajes

5.6Turbomotores

5.7Motores de aletas

5.8Herramientas neumáticas

5.9Instalación del motor neumático

5.10Accesorios

5.11Instrucciones generales de mantenimiento

6.Motores hidráulicos

6.1Generalidades

6.2Cálculo de la potencia de los motores hidráulicos

6.3Motor de paletas

6.4Motores de pistón radial o axial

6.5Motor de engranajes

6.6Motor gerotor

6.7Aplicaciones de los motores hidráulicos

7.Instalaciones

7.1Generalidades

7.2Circuitos neumáticos

7.2.1Método intuitivo

7.2.2Circuitos de un cilindro

7.2.3Cilindro de mando manual

7.2.4Cilindro de mando semiautomático (ciclo único)

7.2.5Cilindro de ciclo continuo

7.2.6Circuitos de dos o más cilindros

7.2.6.1Generalidades

7.2.6.2Método de cascada

7.2.6.3Método paso a paso

7.2.6.4Método de secuenciador

7.3Circuitos electroneumáticos

7.4Programación con PLC (Controladores Lógicos Programables)

7.5Circuitos electrohidráulicos

7.6Simuladores de circuitos

8.Centrales neumática e hidráulica

8.1Introducción

8.2Aire comprimido

8.2.1Generación del aire comprimido

8.2.2Alimentación directa de los dispositivos neumáticos

8.2.3Ejemplo de dimensionamiento de una red de alimentación de dispositivos neumáticos

8.2.4Coste del aire comprimido

8.3Central hidráulica

8.3.1Generalidades

8.3.2Bomba hidráulica

8.3.3Acumulador hidráulico

8.3.4Juntas y sellos hidráulicos

8.3.5Fluido hidráulico

9.Mantenimiento de los sistemas neumático e hidráulico

9.1Introducción

9.2Mantenimiento de sistemas neumáticos

9.3Mantenimiento de sistemas hidráulicos

10.Apéndice

10.1Generalidades

10.2Símbolos neumáticos

10.3Símbolos hidráulicos

10.4Símbolos eléctricos y electrónicos

10.5Unidades en Neumática, Hidráulica y Eléctrica

Glosario de términos

Referencias

Agradecimientos

Este libro ha sido posible gracias a 28 años de experiencia industrial en fábricas realizando puestas en marcha y mantenimiento con una visión directa de las máquinas de proceso y de su control.

Desde el punto de vista industrial, unas palabras de agradecimiento a las empresas CERESTAR y HONEYWELL por la experiencia acumulada durante los 25 años de trabajo como responsable de control y automatismos que me han permitido tener una amplia visión de los procesos industriales y el papel que juegan en la neumática e hidráulica, en particular como elementos finales de control.

Prólogos

La neumática y la hidráulica forman parte de nuestro entorno. Nos ofrecen la posibilidad real de realizar esfuerzos y movimientos de forma prácticamente mágica. Basta con oprimir un pulsador para que toda la cadena de acciones que tienen lugar en el sistema de energía neumático e hidráulico se efectúe y podamos realizar un trabajo sin esfuerzo personal alguno. La neumática y la hidráulica nos permiten mover máquinas, posicionar componentes para realizar con precisión trabajos de mecanizado, horadar túneles, transportar materias pesadas, etc.

La evolución continua de la industria en la obtención de nuevas materias, su mecanización y la obtención de un producto final elaborado obliga a conocer y entender el funcionamiento de los dispositivos neumáticos e hidráulicos, su control, sus limitaciones y la forma de realizar un correcto diseño de las instalaciones.