Neumatica E Hidraulica
¿Qué es la Neumática?
La neumática es la tecnología que emplea un gas (normalmente aire comprimido) como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Los procesos consisten en incrementar la presión de aire y a través de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumático (por ejemplo las cilindros) efectuar un trabajo útil.
Por lo general el gas utilizado es el aire comprimido, pero para aplicaciones especiales puede usarse el nitrógeno u otros gases inertes
Los circuitos neumáticos básicos están formados por una serie de elementos que tienen la función de la creación de aire comprimido, su distribucíón y control para efectuar un trabajo útil por medio de unos actuadores llamados cilindros. Para saber como funcionan los circuitos neumáticos te recomendamos este enlace: Neumatica.
Claro está, que la neumática como tal, tiene sus ventajas pero también tiene sus desventajas.
Ventajas de la Neumática
- El aire se puede obtener facilmente y es abundante en la tierra.
- No es explosivo, por lo tanto no hay riesgo de chispas.
- Los elementos del circuito neumatico pueden trabajar a velocidades bastante altas y sep ueden regular bastante
facilmente.
- El trabajo con aire no daña los componentes del circuito por ejemplo por golpe de ariete.
- Los cambios de temperaturas no afectan de forma significativa en el trabajo.
- Energía limpia.
- Se pueden hacer cambios de sentido de forma instantanea.
Desventajas de la Neumática
- Si el circuito es muy largo se producen pérdidas de carga considerables.
- Para poder recuperar el aire previamente utilizado se necesitan instalaciones especiales.
- Las presiones a las que se trabaja habitualmente no permiten obtener grandes fuerzas y cargas.
- Bastante ruido al descargar el aire utilizado a la atmósfera.
Por último aqui te dejamos los componentes de un circuito neumático. si quieres aprender neumática te recomendamos ir a Neumatica e Hidraulica y ver su curso gratis y facil.
¿Que Es Hidráulica?
La Hidraulica es la tecnología que emplea un líquido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.
Básicamente consiste en hacer aumentar la presíon de este fluido (el aceite) por medio de elementos del circuito hidraulico, por ejemplo con un compresor, para utilizarla como un trabajo útil normalmente en un elemento de salida llamado cilindro. El aumento de esta presión se puede ver y estudiar mediante el Principio de Pascal
Fuerza Hidraulica
La fuerza hidraúlica es la fuerza que ejerce un cilindro hidraulico al ser presionado por el líquido del circuito. Esta fuerza será la que sea capaz de levantar un peso, abrir una puerta, etc. Veamos como se calcula:
Mecanismos Hidraulicos
Los cilindros solo tienen recorrido de avance y retroceso en movimiento rectilíneo, es por eso que si queremos otro movimiento deberemos acoplar al cilindro un mecanismo que haga el cambio de movimiento.
En un sistema hidráulico el aceite sustituye al aire comprimido que se usa en neumática. Muchas excavadoras, el camión de la basura, los coches, etc utilizan sistemas hidraúlicos para mover mecanismos que están unidos a un cilindro hidraulico movido por aceite.
Al llamarse hidraúlica puede pensarse que solo usa agua, cosa que no es así, es más casi nunca se usa agua suele utilizarse con más frecuencia el aceite. En la teoría si se usa aceite debería llamarse Oleohidraúlica, pero no es así. En la práctica cuando hablamos de sistemas por aceite, agua o cualquier fluido líquido usamos la palabra hidraúlica. En la imagen siguiente puedes ver un cilíndro hidraúlico:
Si comparamos un sistema neumático con uno hidráulico podemos apreciar lo siguiente:
- Al funcionar con aceite admite mucha más presión, con lo que también se puede efectuar más fuerza hidraúlica. Por la tanto cuando necesitemos un sistema con mucha fuerza usaremos el sistema hidraúlico y no el neumático.
- Es más facil regular la velocidad de avance o retroceso de los cilindros, incluso se puede llegar a detener el cilindro hidraúlico.
- En los sistemas hidraúlicos el aceite es en circuito cerrado.
- Una de las cosas más importantes de la Hidraulica es auto-lubricante. El aceite que usa ya es su propio mecanismos de lubricación.
- Para acabar diremos que estos sistemas tienen las desventajas de que son más sucios que los neumáticos, el aceite es infamable y explosivo, que los elementos de los circuitos son más costosos que los neumaticos, el aceite es más sensible a los cambios de la temperatura que el aire, y que hay que cambiar el aceite cada cierto tiempo con el consiguiente gasto añadido.
Aqui podemos ver las partes básicas de un circuito hidráulico, aunque si quieres saber más te recomendamos que aprendas en Neumática (pincha en el enlace subrayado) y aprenderás neumática fácilmente, pero la hidráulica es exactamente igual, solo cambia el fluido que va por dentro de los elementos.
Elementos De Los Circuitos Neumáticos
Los circuitos eléctricos y los circuitos neumáticos e hidráulicos
comparten elementos similares en cuanto a la función que Ldesempeñan en el conjunto:
Elemento generador de energía: En el circuito eléctrico, dicho elemento es la pila o batería; en el circuito neumático, el compresor, y en el hidráulico , la bomba.
Elemento de transporte: son los conductos que unen los elementos del circuito. En el circuito eléctrico, son los cables o hilos. En los circuitos neumáticos e hidráulicos, son las tuberías y conductos por los que se canaliza el aire o el aceite, respectivamente.
Actuadores: son los elementos que transforman la energía recibida en otro tipo de energía, para realizar una acción concreta. Así por ejemplo, en un circuito eléctrico puede ser una bombilla; en los circuitos neumáticos e hidráulicos, el actuador es el cilindro, cuyo émbolo y vástago se desplazan
linealmente.
Elementos de mando y de control: Son elementos que abren o cierran el circuito. En el eléctrico, podría ser un interruptor; en el neumático e hidráulico se emplean válvulas, que permiten, dirigen o impiden la circulación del fluido por el circuito.
Circuitos neumáticos.
Los circuitos neumáticos utilizan aire sometido a presión como medio para la transmisión de una fuerza. El aire se toma directamente de la atmósfera y se deja salir libremente al final del circuito, habitualmente través de un silenciador, pues de lo contrario resultan muy
ruidosos. La distancia desde el depósito hasta el final del circuito puede ser de decenas de metros.
El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior. Se comprime hasta alcanzar una presión de unos 6 bares de presión, con respecto a la atmosférica (presión relativa).
Presión absoluta = P. atmosférica + P. relativa Presión absoluta, relativa y atmosférica Los manómetros indican el valor de presión relativa que estamos utilizando. Para su estudio se considera como un gas perfecto.
Las ventajas que podemos destacar del aire comprimido son:
- Es abundante (disponible de manera ilimitada).
- Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son
innecesarios).
- Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos).
- Resistente a las variaciones de temperatura.
- Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio).
- Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles,
etc.).
- Los elementos que constituyen un sistema neumático, son simples y de fácil
comprensión).
- La velocidad de trabajo es alta.
- Tanto la velocidad como las fuerzas son regulables de una manera continua. La neumática resulta útil para esfuerzos que requieran precisión y velocidad.
- Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgos de sobrecarga, ya que cuando ésta existe, el elemento de trabajo simplemente para sin daño alguno).
Las mayores desventajas que posee frente a otros tipos de fuente de energía, son:
- Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y humedad).
- Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los elementos de trabajo
regulares y constantes.
- Los esfuerzos de trabajo son limitados (de 20 a 30000 N).
- Es ruidoso, debido a los escapes de aire después de su utilización.
– Es costoso. Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el buenrendimiento y la facilidad de implantación.
Elementos básicos de un circuito neumático.
Los circuitos oleohidráulicos necesitan de un tanque donde retornar el fluido. Con el
objeto de
simplificar el estudio nos ceñiremos a los elementos neumáticos. Los elementos básicos
de un circuito neumático son:
• El generador de aire comprimido, es el dispositivo que comprime el aire de la atmósfera hasta que alcanza la presión de funcionamiento de la instalación. Generalmente se asocia con un tanque donde se almacena el aire para su posterior utilización.
• Las tuberías y los conductos, a través de los que se canaliza el aire para que llegue a todos los elementos
• Los actuadores, como cilindros y motores, que son los encargados de transformar la presión del aire en trabajo útil.
• Los elementos de mando y control, como las válvulas distribuidoras, se encargan de permitir o no el paso del aire según las condiciones preestablecidas.
Producción y distribución del aire comprimido.
Para la producción se utilizan los compresores. Estos se pueden clasificar en dos tipos, de émbolo o rotativos.
• Compresores de émbolo, son los más utilizados debido a su flexibilidad de funcionamiento.
El funcionamiento de este tipo de compresores es muy parecido al del motor de un automóvil. Un eje, mediante una biela y una manivela produce el movimiento alternativo de un pistón. Al bajar el pistón se introduce el aire. Cuando ha bajado totalmente se cierra la válvula de admisión y comienza a subir el pistón y con ello la compresión del aire. Cuando este aire se ha comprimido hasta el máximo, la válvula de escape se abre y sale el aire a presión. Generalmente con una sola etapa se obtiene poca presión por lo que suelen concatenarse varias etapas para obtener mayores presiones.
por el giro de una excéntrica provista de paletas radiales extensibles que ajustan sobre el cuerpo
del compresor.
Símbolo del compresor
La mayor parte de los compresores suministran un caudal discontinuo de aire, de manera que se debe almacenar en un depósito. El depósito a demás sirve para evitar que los compresores estén en funcionamiento constantemente, incluso cuando no se necesita gran caudal de aire, también ayudan a enfriar el aire. Los depósitos generalmente disponen de manómetro que indica la presión interior, una válvula de seguridad que se dispara en caso de sobrepresiones y una espita para el desagüe de las condensaciones que se producen en el interior del depósito.
Acumulador, tuberías y elementos de mantenimiento
El acumulador de aire es un depósito que se instala a la salida del compresor para ir acumulando el aire comprimido producido por este.
Utilidades:
*Estabilizan el caudal y la presión que produce el compresor.
*Evitan que el compresor esté constantemente funcionando, solo se pone en marcha para restablecer la presión en el acumulador.
*Enfrían el aire previamente recalentado
.
El aire llega a los distintos elementos de un circuito mediante tuberías, que pueden ser rígidas o de latiguillos (tubos delgados y flexibles con una rosca en sentido inverso en cada extremo) con racores (piezas metálicas con roscas internas en sentido inverso para unir tuberías).
Las tuberías se diseñan para que por ellas circule el caudal deseado a la presión necesaria y con la menor pérdida de carga posible. La carga es la disminución de energía mecánica del aire que circula por una tubería, con la consiguiente disminución de presión.
Las principales operaciones que hay que realizar con el aire utilizado en un circuito son la eliminación del vapor de agua, el filtrado de partículas y la adición de sustancias lubricantes, mediante los siguientes elementos de mantenimiento:
*Secador de aire: retira el vapor de agua contenido en el aire. Se enfría el aire mediante un sistema de refrigeración, el aire frío contiene menos vapor de agua.
*Filtros de partículas: Eliminan las partículas en suspensión arrastradas por el aire.
*Lubricantes: Aceites que se añaden pulverizados al aire comprimido para evitar los rozamientos que existen entre las piezas móviles.
Bibliografia
http://www.areatecnologia.com/neumatica-hidraulica.htm
http://www.edu.xunta.gal/centros/iesfelixmuriel/system/files/Tema_Neum%C3%A1tica.pdf
http://www.iesgrancapitan.org/profesores/mdmartin/Neum%C3%A1tica%20e%20hidr%C3%A1ulica.pdf
https://tecnologiascp.wordpress.com/tecnologias-3/09-neumatica-e-hidraulica/
