Itse
Descargar como DOCX, PDF0 recomendaciones138 vistas
Este documento introduce los conceptos básicos de la neumática. Define la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire comprimido. Explica las ventajas del aire comprimido como su abundancia, capacidad de almacenamiento y transporte, y su resistencia a explosiones. También cubre conceptos físicos como presión, caudal y temperatura.
Itse
- 1. NEUMATICA INTRODUCCION A LA NEUMATICA El aire comprimido, como energía para su utilización y refuerzos de recursos físicos, es una de las más antiguas que se conocen. La aplicación de la neumática es como consecuencia de una necesidad cada vez mas acuciante de la automotizacion y reacionalizacion del trabajo. Se puede definir la neumática como la técnica de aplicación y utilización racional del aire comprimido. Las características que han contribuido para la gran aplicación del aire comprimido se exponen a continuación, con sus ventajas y sus inconvenientes. Ventajas del aire comprimido -Abundante: es ilimitado y se encuentra disponible gratuitamente en cualquier lugar. No precisa conductos de retorno. El aire utilizado pasa de nuevo a la atmosfera. -Almacenaje: almacenado y comprimido en acumuladores o depósitos, puede ser transportado y utilizado donde y cuando se precise. -Antideflagrante: está a prueba de explosiones. No hay riesgo de chispas en atmosferas explosivas. Puede utilizarse en lugares húmedos sin riesgo de electricidad estática. -Temperatura: es fiable, incluso a temeperaturas extremas. -Limpieza: cuando se produce escapes no es perjudicial y puede colocarse en las líneas, depuradoas o estraqctores para mantener el aire limpio. -Elementos: el diseño y constitución de elementos es masfacil y de simple confeccion.
- 2. -Velocidad: se obtienen velocidades muy elevadas en aplicacionde de herramientas de montaje (atornilladores, llaves, etc.). -Regulación: las velocidades y las fuerzas se pueden regular de forma continua y escalonada, combinando con sistemas oleoneumaticos. -Sobrecargas: se pueden llegar a los elementos neumáticos de trabajo hasta su total parada, sin riesgo de sobrecarga o tendencia al calentamiento. Inconvenientes del aire comprimido -Preparación: es preciso eliminar impurezas y humedades previas a su utilización. -velocidad: debido a su gran compresibilidad, no se obtienen velocidades uniformes en los elementos de trabajo. -Ruidos: el aire que escapa a la atmosfera a veces produce bastante molestos. Se superan mediante dispositivos silenciadores. -Esfuerzos: son limitados (2.000 a 3.000 kilogramos con presión de trabajo de 7 Kg/cm2). -Coste: es una fuente de energía cara, pero compensada con el buen rendimiento y facilidad de implantación. FUNDAMENTOS FÍSICOS DEL AIRE Se precisa conocer algunas de las características físicas del aire comprimido antes de proceder al cálculo y razonamiento de algunos conceptos fundamentales, básicos para su empleo como fuente de energía neumática. Aire Se define aire como la mezcla de gases que envuelven la esfera terrestre formando la atmosfera. Composición volumétrica
- 3. -78 % de nitrógeno. -20% de oxígeno. -1,3% de argón. -0,05% de helio, hidrogeno, dióxido de carbono, etc., y cantidades variables de agua y polvo. Peso especifico Es el peso por unidad de volumen. Para el aire= 1,293 kg/m3 a 0 c y una atmosfera de presión. Volumen especifico Es el volumen de la unidad de peso. Para el aire= 0,773 m3/kg a 0 c. Nota: Al peso de una columna de aire de 1 cm2 de base y que desde el lugar de observación tiene por altura el límite de la atmosfera, se llama presión atmosférica. PRESIÓN, CAUDAL Y TEMPERATURA Presión Es la fuerza aplicada por unidad de superficie. Es el cociente entre la fuerza y la superficie que recibe sub acción. Es decir. p=F/S Principio de pascal La presión ejercida sobre un fluido (líquido o gaseoso) encerrado en un recipiente se transmite con igualdad intensidad en todas las direcciones. P=P1=P2=P3 Nota:
- 4. No confundir presión con fuerza en este caso; las presiones esigual, pero las fuerzas desarrolladas por los correspondientes émbolos son directamente proporcionales a la superficie de los mismos. Experimento de Torricelli Comprueba la presión atmosférica y mide su valor, Se elige un tubo de unos 85 cm de longitud cerrados por un extremo. Se llena con mercurio y se tapa con el dedo el extremo abierto. Se invierte el tubo y se introduce en la cubeta conteniendo mercurio. Quitando el dedo desciende algo el mercurio, tras algunas oscilaciones, queda en equilibrio alcanzando su nivel una altura de 76 cm. Conclusión: Sobre el mercurio de la cubeta actúa una fuerza debida al peso del aire que es igual a la ejercida por una columna de mercurio de 76 cm de altura. El espacio vacion de la parte alta del tubo se llama altura barométrica. Atmosfera Presión atmosférica o normal (o altura barométrica normal). Es la presión de una columna de mercurio de 760 mm de altura a nivel del mar. El valor de la atmosfera es de 1, 033 kg/cm2. Se puede razonar de la manera siguiente: Realizamos el experimento de Torricelli con un tubo de sección = 1cm2 El volumen de la columna de Hg será: V=s=1x76=76 cm3 El peso de la columna será: P=v=76x13,596=1033 g/cm2= 1,033 kg/cm2= 1atm.
- 5. Nota: Peso específico para mercurio (Hg)= 13,596. PRESIÓN ABSOLUTA Y RELATIVA El resultado de dividir todas las fuerzas ejercidas sobre los elementos de una superficie, entre dicha superficie, da como resultado la presión. Esta presión se denomina presión absoluta y la miden los barómetros. Todos los cuerpos, normalmente, están sometidos a presión atmosférica. La diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica es la que generalmente se emplea en los diferentes cálculos; la miden los manómetros y la denominamos presión relativa. Caudal Se puede definir como la cantidad de fluido que pasa por una determinada sección de un conductor por unidad de tiempo. Caudal=volumen/tiempo Existen dos formas de expresar el caudal 1.- Caudal másico. Cantidad de masa de un fluido que pasa por la sección en la unidad de tiempo 2.- caudal volumétrico. Volumen de fluido que pasa por la sección en la unidad de tiempo. En ambos caos está relacionado con la densidad de fluido, que en los gases es variable con la presión y la temperatura. Cuando se habla de caudal de aire libre, es decir caudal volumétrico referido a la atmosfera normal de referencia (ANR), nos estamos refiriendo a un caudal másico, puesto que en estas condiciones normales la densidad esta constante.
- 6. Conociendo la velocidad del fluido y la sección de tubería por donde circula, se puede hallar el caudal de la manera siguiente. Volumen= sección x longitud Velocidad= longitud/tiempo Luego, Q= sección x longitud/tiempo = sección x velocidad Calor y temperatura Calor Es la manifestación de la energía que provoca variaciones en algunas propiedades físicas de los cuerpos. El calor pasa de un cuerpo caliente a otro frio hasta que ambos adquieran la misma temperatura. Temperatura Calor es lo que produce el aumento de la temperatura. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS GASES El aire no tiene forma determinas y tiende a repartirse uniformemente dentro del recipiente que lo contiene. La presión de un gas encerrado en un recipiente se encuentra en equilibrio en todos los puntos de su masa y mantiene la misma presión en cualquier punto del recipiente. La densidad de un gas depende de su presión y temperatura. La masa de un gas opone muy poca resistencia a los esfuerzos de corte. El aire permite ser comprimido (compresión) y tiene tendencia a la dilatación (expansión). Ley de Boyle-Mariotte
- 7. A temperatura constante, la presión de un gas en inversamente proporcional a su volumen, es decir, el producto de la presión absoluta por el volumen es una constante para una determinada masa de gas. Ley de Gay-Lussac El volumen de una determinada cantidad de gas varía proporcionalmente a la temperatura. A presión constante, el volumen ocupado por un gas es proporcional a su temperatura absoluta. A volumen constante, la presión de un gas es proporcional a su temperatura absoluta. Unidades de medida Unidades de presión La unidad de presión según el SI (Sistema internacional), es el Nm2 (Newton por metro cuadrado), que normalmente recibe el nombre de Pascal. Esta unidad presenta el inconveniente de resultar demasiado pequeña para la mayor parte d ellas aplicaciones. Tradicionalmente se venía empleando como unidad de presión la atmosfera física o bien el Kg/cm, pero actualmente, según el SI, la unidad mas empleada en la práctica es el bar: 1 bar=10x Pa=1xdNcm2 (decaNewton por centímetro cuadrado). El valor del bar es muy próximo al de las unidades tradicionales, es decir, a la atmosfera y el kilogramo. 1atm=1,033 Kg/cm2= 1,013 bar Si no es necesario gran precisión, estas unidades se pueden considerar equivalentes en la práctica. 1atm= 1 Kg/cm2= 1 bar Unidades de caudal
- 8. El caudal másico se exprés en Kg/s (quilogramos por segundos) y el volumen en m3/m (metros cúbicos por minuto) seguido de la referencia normal. No obstante, es más corriente expresar el caudal volumétrico en l/min (litros por minuto) en m3/h (metros cúbicos por hora). Escalas termométricas Los instrumentos para medir la temperatura (termómetros) están basados en el hecho de que casi todos los cuerpos sufren alteraciones en sus propiedades físicas al variar la temperatura. Para medir la temperatura existen varios tipos de escalas termométricas. Las más usuales son: Escala centígrada. Escala Fahrenheit. Escala kelvin o absoluta. Estas escalas están basadas en una serie de divisiones (grados) que miden escalonadamente las faces por donde pasa el agua, y que van desde la temperatura inferior, que consideramos cuando el hielo funde, a la temperatura superior, que es cuando el agua hierve. Ambas temperaturas a presión atmosférica. 1.- escala centígrada dividida en 100 partes, el cero corresponde a la temperatura de fusión del hielo y el 100 a la de ebullición del agua. Se representa por el número de grados seguidos de la letra c. 2.- Escala Fahrenheit. La temperatura de Fusion del hielo corresponde 32 y la de ebullición a 212. Se representa por un número de grados seguidos de la letra F. 3.-Escala kelvin o absoluta. Se obtiene sumando 273 a la temperatura centígrada. Se representa por el número de grados seguidos de la letra K.
- 9. PRODUCCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO