Máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen especifico del mismo
descargar 482.27 Kb.
|
Motor de aire comprimido Su ángulo de giro no está limitado y hoy es uno de los elementos de trabajo más empleados que trabajan con aire comprimido. Según su concepción, se distinguen:
Motores de aletas Por su construcción sencilla y peso reducido, los motores de aire comprimido generalmente se fabrican como máquinas de rotación. Constituyen entonces, en su principio, la inversión del compresor multicelular (compresor rotativo). Un rotor excéntrico dotado de ranuras gira en una cámara cilíndrica. En las ranuras se deslizan aletas, que son empujadas contra la pared interior del cilindro por el efecto de la fuerza centrífuga, garantizando así la estanqueidad de las diversas cámaras. Bastan pequeñas cantidades de aire para empujar las aletas contra la pared interior del cilindro, en parte antes de poner en marcha el motor. En otros tipos de motores, las aletas son empujadas por la fuerza de resortes. Por regla general estos motores tienen de 3 a 10 aletas, que forman las cámaras en el interior del motor. En dichas cámaras puede actuar el aire en función de la superficie de ataque de las aletas. El aire entra en la cámara más pequeña y se dilata a medida que el volumen de la cámara aumenta, La velocidad del motor varia entre 3.000 y 8.500 rpm . También de este motor hay unidades de giro a derechas y de giro a izquierdas, así como de potencias conmutables de 0,1 a 17 kW (0,1 a 24 CV). Figura 76: Motor de aletas.  Motor de engranajes En este tipo de motor, el par de rotación es engendrado por la presión que ejerce el aire sobre los flancos de los dientes de piñones engranados. Uno de los piñones es solidario con el eje del motor. Estos motores de engranaje sirven de máquinas propulsoras de gran potencia 44 kW (60 CV). El sentido de rotación de estos motores, equipados con dentado recto o helicoidal, es reversible. Turbomotores Pueden utilizarse únicamente para potencias pequeñas, pero su velocidad es muy alta (tornos neumáticos del dentista de hasta 500.000 rpm ) . Su principio de funcionamiento es inverso al de los turbocompresores. Características de los motores de aire comprimido
6. Componentes Este sistema se emplea con gran frecuencia en procedimientos de trabajo con arranque de virutas, como en el taladrado, fresado y torneado, así como en dispositivos de amplificación de la presión, prensas y dispositivos de sujeción.  6.2.1 Convertidores de presiónEste es un elemento que trabaja con aceite y aire comprimido. Aplicando aire comprimido directamente en un depósito sobre el nivel de aceite se impulsa éste. El aceite entra entonces, por una válvula antirretorno y de estrangulación regulable en el cilindro de trabajo. El vástago sale a una velocidad uniforme y regresa al aplicar aire comprimido al lado M émbolo que va al vástago. El depósito de aceite se purga de aire y el aceite puede regresar con rapidez. En la conversión de los medios de presión, la presión se mantiene constante.  6.2.2 Multiplicador de presiónEl multiplicador está compuesto de dos cámaras de superficies de distinto tamaño. El aire re comprimido llega por el racor 1 al interior del cilindro neumático, empuja el émbolo hacia abajo y hace pasar el aceite a la segunda cámara. Por el racor 2, el aceite llega hasta una válvula antirretorno y de estrangulación regulable, y de ésta hasta el elemento de trabajo. Por la diferencia de superficies de los dos émbolos se produce un aumento de la presión hidráulica. Son relaciones de multiplicación normales: 4 :1, 8 :1, 16 :1, 32 : 1. La presión neumática aplicada debe ser de 1.000 kPa (10 bar), como máximo. La presión hidráulica varía según la multiplicación; por eso, al objeto de obtener una fuerza determinada se puede emplear un cilindro pequeño. Las fugas de aceite, frecuentes en los sistemas hidráulicos, pueden exigir que se realice un mantenimiento regular, p. ej., rellenado de aceite y purga de aire. Además, por el volumen de aceite existente en los elementos, no es posible emplear éstos en instalaciones de diversa estructuración. Para cada mando y para cada accionamiento de cilindro hay que calcular el volumen de aceite necesario y elegir correspondientemente el elemento. Figura 79: Multiplicador de presión   6.2.3 Unidades de avance óleo-neumáticasEstos elementos se utilizan principalmente, como los precedentes, cuando se necesita una velocidad de trabajo uniforme. El cilindro neumático, el cilindro hidráulico de freno y el bloque neumático de mando forman una unidad compacta. Los dos cilindros están unidos por medio de un travesaño. Como elemento de trabajo se conserva el cilindro neumático. Cuando éste se alimenta de aire comprimido comienza su movimiento de traslación y arrastra el émbolo del cilindro de freno hidráulico. Este a su vez desplaza el aceite, a través de una válvula antirretorno y de estrangulación, al otro lado del émbolo. La velocidad de avance puede regularse por medio de una válvula antirretorno y de estrangulación. El aceite mantiene rigurosamente uniforme la velocidad de avance aunque varía la resistencia de trabajo. En la carrera de retorno, el aceite pasa rápidamente, a través de la válvula antirretorno, al otro lado del émbolo y éste se desplaza en marcha rápida. Un tope regulable sobre el vástago del cilindro de freno permite dividir la carrera de marcha adelante en una fase de marcha rápida y otra de trabajo. El émbolo es arrastrado sólo a partir del momento en que el travesaño choca contra el tope. La velocidad en la carrera de trabajo puede regularse sin escalones entre unos 30 y 6.000 mm/min. Hay unidades especiales que también en el retorno realizan una carrera de trabajo. En este caso, una segunda válvula antirretorno y de estrangulación se hace cargo de frenar en la carrera de retorno. El cilindro de freno hidráulico tiene un circuito de aceite cerrado; en él sólo se producen fugas pequeñas que forman una película sobre el vástago del cilindro. Un depósito de aceite, incorporado, repone estas pérdidas. Un bloque de mando neumático incorporado manda el conjunto. Este mando directo comprende: un vástago de mando, unido firmemente al travesaño del cilindro neumático. El bloque de mando se invierte por medio de dos topes existentes en el vástago de mando. Por eso es posible limitar exactamente la carrera. Con este sistema puede obtenerse también un movimiento oscilatorio. En una unidad como muestra la figura 80, con una estrangulación del circuito de aceite muy intensa, puede presentarse un alto momento de presión en el vástago del cilindro. Por eso, los vástagos son generalmente corridos y de diámetro reforzado. La figura 81 muestra otra unidad. Entre dos cilindros neumáticos se encuentra el cilindro de freno hidráulico; en ella se suprime el esfuerzo de flexión sobre el vástago del cilindro neumático. Las unidades de avance también pueden ser combinadas por uno mismo. Las combinaciones de cilindros y válvulas como cilindro de freno hidráulico, junto con un cilindro neumático, dan como resultado una unidad de avance.   6.2.4 Unidades de avance óleo-neumáticas con movimiento giratorioIncorporando un cilindro de freno hidráulico a un cilindro de giro se obtiene un equipo muy apto para automatizar el avance de taladradoras de mesa y de columna. El movimiento lineal se convierte en otro giratorio, con las ventajas que tienen las unidades de avance óleo-neumáticas. Figura 82: Unidad de avance con movimiento giratorio  Todos las funciones del mando (avance y sujeción) se regulan mediante dos válvulas distribuidoras 4/2. El ancho del material puede ser de hasta 200 mm como máximo. Teniendo presentes determinados valores (gran número de cadencias, peso propio del material) puede alcanzarse una precisión en el avance de 0,02 a 0,05 mm. Figura 83a: Alimentador rítmico  Desarrollo de un ciclo: - El cilindro de membrana en el carro de elevación sujeta el material contra la pinza de transporte. - La pinza de sujeción está abierta. - Se alcanza el final del recorrido; el cilindro de membrana en el cuerpo básico sujeta el material contra la pinza de sujeción. - El carro avanza con el material sujeto. - La pinza de transporte se abre y el carro regresa a su posición inicial. - La máquina ejecuta su trabajo; una vez lo ha realizado da una señal al alimentador. - La pinza de transporte vuelve a sujetar el material; la pinza de sujeción se abre. Se inicia un nuevo ciclo. Figura 83b: Alimentador (representación esquemática)   6.4 Plato divisorEn muchos procesos de fabricación resulta necesario ejecutar movimientos de avance sobre una vía circular. Al efecto existen platos divisores. La unidad de trabajo, también en el plato divisor, es el cilindro neumático combinado con un bloque de mando que pilota los diversos movimientos. Hay diferentes técnicas para transformar el movimiento lineal de un émbolo en un movimiento circular. El esquema muestra la transmisión mediante una palanca semejante a una manivela. Funcionamiento, del plato divisor: Posición de partida: Todas las líneas de color oscuro están unidas a la atmósfera. El plato se enclava por la presión de un muelle, por medio de un trinquete J y de un cilindro E. Al accionar un señalizador se Invierte la válvula de impulsos B. La línea B1 se pone a escape y el lado Dl del émbolo recibe aire a presión a través de la tubería B2 .El émbolo desplaza la cremallera hacia delante. Al mismo tiempo, a través de la tubería B3 también recibe aire comprimido el émbolo del cilindro de enclavamiento E. El trinquete J engancha en el disco de transporte. En el entretanto se desengancha el trinquete de mando (H) y se mueve hacia G, donde engancha en la escotadura del disco de divisiones. El dentado de éste permite hasta 24 avances parciales. A elección 4, 6, 8, 12 ó 24. Un tope F intercambiable para diversas divisiones, acciona la válvula de inversión C; la tubería de mando Cl se une brevemente con la atmósfera e invierte con ello la válvula de impulsos B. El lado D2 del émbolo recibe aire comprimido y regresa a su posición inicial. El trinquete H arrastra el disco de divisiones, porque también el cilindro E se une con la atmósfera y el trinquete J puede desengancharse. En este plato divisor también se encuentra una amortiguación de final de carrera que tiene lugar por medio de un cilindro hidráulico. El vástago de éste está unido con el cilindro de trabajo. Este efecto de amortiguación se regula mediante una válvula antirretorno y de estrangulación. Los topes intercambiables F de diferente longitud determinan la carrera en función del disco de divisiones elegido. Las divisiones 4, 6, 8 y 12 del disco se recubren con discos recambiables. Con ello, el trinquete de enclavamiento y de mando sólo puede entrar en el entrediente libre, que corresponde al avance elegido. La precisión de cada división es de 0,03 mm. Figura 84: Plato divisor  Para mejorar el par de transmisión en el movimiento de avance, en otros platos se emplea un sistema de palancas. El giro tiene lugar conforme a otro principio. Las fases de disparo y transporte se desarrollan de la manera siguiente: Primeramente el émbolo del trinquete de enclavamiento A se airea a través de la tubería A1 ; se elimina el enclavamiento. El aire aplicado a un cilindro debajo del plato hace levantar éste de su asiento. El émbolo de transporte B, sometido a aire comprimido, se mueve en el sentido de avance y el arrastrador C gira el plato en la medida deseada. Al mismo tiempo que un cilindro hidráulico asegura la amortiguación de final de carrera, el trinquete E mandado por el émbolo D realiza la inversión de la válvula de mando. El trinquete A vuelve a su posición de bloqueo y sujeta una de las espigas del plato. El cilindro de la mesa se pone en escape a través de una válvula, y el plato baja hasta su asiento. Este es el momento en que la mesa ha llevado la pieza a su posición de trabajo deseada y se realiza el mecanizado. Al iniciarse el retroceso del émbolo del cilindro de transporte B se llena de aire el cilindro del trinquete de arrastre C, de modo que éste se desprende y durante el transporte de regreso puede moverse por debajo del perno de la mesa. El émbolo de transporte B regresa a su posición inicial. El trinquete de arrastre C vuelve a engranar, y puede tener lugar la siguiente fase. El plato divisor es adecuado para elaborar en la fabricación individual sobre máquinas-herramienta taladros en exacta disposición circular, orificios, dentados, etc. En la fabricación en serie, el plato divisor se emplea en máquinas taladradoras y fileteadoras y en transferidoras circulares. Es apropiado para efectuar trabajos de comprobación, montaje, taladrado, remachado, soldadura por puntos y troquelado, es decir, en general, para todos los trabajos que exige la fabricación en ritmo circular. Figura 85: Plato divisor   Ejemplo: Para desplazar un mecanismo de 1.500 N de peso sobre la mesa de una máquina se necesita una fuerza de unos 320 N; empleando la mesa de deslizamiento sobre colchón de aire, bastan 3 N. Figura 87: Mesa de deslizamiento sobre colchón de aire  7. Válvulas7.1 GeneralidadesLos mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y una porte de trabajo, Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos lo constituyen:
Para el tratamiento de la información y órganos de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el flujo de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido o aceite. En los principios del automatismo, los elementos reseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizaban elementos de comando por émbolo neumático (servo). Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos y electro-neumáticos que efectúan en casi su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales. La gran evolución de la neumática y la hidráulica ha hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades. Hay veces que el comando se realiza neumáticamente o hidráulicamente y otras nos obliga a recurrir a la electricidad por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas. Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:
Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenado en un depósito. En lenguaje internacional, el término "válvula" o "distribuidor" es el término general de todos los tipos tales como válvulas de corredera, de bola, de asiento, grifos, etc. Esta es la definición de la norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions Oiéohydrauliques et Pneumatiques). Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:
|
