1_1_1_1_Neumatica e Hidraulica

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1. ¿Que es la neumatica?

   • Es la ciencia que estudia los movimientos y procesos del aire.
     • Caracteristicas y composición del Aire
       • Componentes del Aire
         • El aire esta compuesto por nitrogeno,oxigeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran los gases de efecto invernadero son: vapor de agua, dioxido de carbono, metano, oxido nitroso, entre otros.
       • Caracteristicas del Aire
         • El aire tiene una densidad de 1243 gr/L. Es el responsable de lo que conocemos como presión atmosferica, ya que es su propio peso el que origina dicha presión.

2. Las propiedades más importantes de la neumatica son la presión y el caudal

   • Que es la presión?
     • Es la fuerza que se ejerce sobre un area determindada.
       • Tipos de Presión
         • Atmosferica, Manometrica, Absoluta
   • Que es el caudal?
     • Es la cantidad de fluido que atraviesa una sección dada, por unidad de tiempo

3. Aplicaciones de la Neumatica

   • Van desde la apertura y cierre de puertas en transportes de servicio publico hasta automatizaciones de varios procesos industriales.
     • Algunas de las aplicaciones son: Manipuladores Industriales, Maquinas de taladrado, maquinas de perforación, posicionamiento de piezas, maquinas para etiquetado, presas, pistolas para pintura, empaquetado de productos, sujeción de piezas, envasadoras.

4. Ventajas

   • Es esconomico, el fluido se toma de la atmosfera.
     • Abundante, se encuentra en grandes cantidades.
       • Rapida respuesta, los actuadores pueden trabajar a altas velocidades.
         • Es de facil transporte.
   • Seguro, hay poco riesgo de accidente porque no es explosivo
     • No contamina, después de utilizarzo se regresa al ambiente sin representar contaminación
       • No requiere linea de retorno
         • Facil montaje y mantenimiento, la instalación es rapida, sencilla y limpia.

5. Desventajas

   • Humedad, el aire al salir del compresor, puede traer una alta temperatura, lo que hace que al recorrer la linea de distribución se presente enfriamiento y se produzca condensación.
     • Dificil detección de fugas, las fugas normalmente se detectan por el sonido que producen pero en una industria hay gran presencia de este, lo que dificulta el poder determinar la precencia de fugas.
   • Ruido, la operación de los elementos de trabajo ocasionan gran cantidad de ruido lo que obliga el uso de silenciadores en los escapes de las valvulas.
     • Limitar la fuerza, cuando se trabaja con aire comprimido no se logran fuerzas muy grandes, lo que obliga a utilizar otras alternativas, como la hidraulica

6. Compresibilidad del aire

   • Si se aplica una fuerza a la pared movil hasta reducir el espacio, se crea otra fuerza contraria e igual de fuerte. Si cesa la fuerza de empuje, la pared regreseara a su pocisión original. Ese fenomeno se genera debido a la compresión del aire.
     • Existen distintos fenomenos que afectan directamente el volumen y la presión del aire, tales como el cambio de temperatura, la compresión y la expansión del aire, entre otros.
       • Ley de Boyle Mariotte
         • A temperatura constante el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión absoluta.
           • Esto significa que si se aplica presión a un recipiente sellado, este reducira su volumen, siempre y cuando la temperatura sea estable.
       • Ley de Charles
         • A presión constante el volumen de un gas, varía proporcionalmente a la temperatura absoluta.
           • Quiere decir que al calentar un gas dentro de un recipiente, este aumentara su volumen y que al enfriarse, su volumen disminuira, siempre y cuando la presión no tenga variaciones
       • Ley de Gay Iussac
         • Establece que la relación entre la temperatura y la presión de un gas, cuando el volumen es constante, la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura, si aumenta la tempertura, aumenta la presión.

7. Sistema de Produciión de Aire

   • Presostato, controla el motor electrico detectando la presión en el deposito. Se regula a a la presión maxima a la que desconecta el motor y a la presión minima a la que vuelve a arrancar el motor.
     • Valvula de seguridad, expulsa el aire comprimido si la presión en el deposito sube por encima de la presión permitida.
   • Valvula antiretorno, impide que el aire comprimido retorne cuando el compresor esta parado.
     • Purga automatica, purga toda el agua que se condensa en el deposito sin necesidad de supervisión.
   • Motor Electrico, suministra la energía mecancia al compresor, transforma la energía electrica en energia mecanica.
     • Secador de aire refrigerado, enfria el aire hasta pocos grados por encima del punto de congelación
   • Compresor, el aire tomado a presión atmosferica se comprime y se entrega a presión más elevada al sistema neumatico. Se transforma así, la energía mecanica en energía neumatica.
     • Filtro de Linea, al encontrarse en la tuberia principal , este filtro debe de tener una caida de presión minima y la capacidad de eliminar el aceite lubricante en suspensión.
   • Deposito, almacena el aire comprimido, su tamaño esta definido por la capacidad del compresor.
     • Manometro, indica la presión del deposito.

8. ¿Que es la hidraulica?

   • Es una rama de la fisica y la ingenieria que se encarga del estudio de las propiedades mecanicas de los fluidos.
     • La palabra hidraulica proviene del vocablo griego "hydor" que significa agua, actualmente se entiende como la transmisión y control de fuerzas y movimientos por medio de liquidos.

9. Aplicaciones de la hidraulica

   • Las Aplicaciones hidraulicas se clasifican en:
     • Aplicaciones estacionarias
       • Estas son fijas y no se producen desplazamientos.
         • Ejemplos de aplicaciones: Maquinas y herramientas, maquinaria textil, siderurgica, industria del plastico, cementeras, mineria, compuertas, puentes, industria, maquinaria pesada.
     • Aplicaciones moviles
       • Se producen movimientos ya sea mediante ruedas o cadenas.
         • Maquinaria de obras civiles, maquinaria agricola, automoviles, gruas, ferrocarriles, armamento, naves, aeronaves, etc.

10. Ventaja de la Hidraulica

    • Permite trabajar con elevados niveles de fuerza.
      • El aceite empleado en el sistema es facilmente recuperable.
        • Buenas caracteristicas de mando.
    • Velcidad de actuación facilmente controlable.
      • Instalaciones compactas.
        • Cambios rapidos de sentido
          • Arranque desde cero con carga maxima.

11. Desventajas

    • El fluido es mas caro.
      • Personal especializado para el mantenimiento.
        • Peligro ocasionado por las altas presiones.
          • Sensibilidad a la suciedad.
    • Perdidas de carga.
      • Fluido muy sensible a la contaminación.
        • Dpendencia a la temperatura.
          • Contaminación del entorno por fugas de aceite.

12. Viscosidad

    • La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción.
      • Indice de viscosidad, Habitualmente, las características de un aceite se dan en grados SAE, que establecen solamente la viscosidad del lubricante a una temperatura de referencia (-18 °C, o bien 100 °C).
        • Para definir un aceite en relación con las condiciones de funcionamiento de los motores es más adecuado el índice de viscosidad. Dicho índice se obtiene comprobando la variación de viscosidad entre dos temperaturas y comparándola con el comportamiento de oportunos aceites de referencia.

13. Principio de flujo

    • El flujo es la accion del sistema hidraulico que proporciona movimiento al actuador, la fuerza se puede transmitir mediante presión, pero para orginar un movimiento es escencial que haya flujo.
      • El flujo del sistema hidraulico se crea mediante la bomba, existen dos formas de medir el flujo de un fluido.
        • Velocidad de flujo, es la rapidez promedio de las particulas de un fluido al pasar por un punto determinado o la distancia promedio que viajan las particulas por unidad de tiempo.
        • Gasto o Caudal, es la medida del volumen del fluido que pasa por un punto en un tiempo determinado.

14. Principio de continuidad

    • El metodo para calcular la velocidad de flujo de un fluido en un sistema de conductores cerrados depende del principio de continuidad
      • La cantidad de fluido que pasa por cualquier sección en un cierto tiempo dado es constante.

15. Flujo

    • Flujo Laminar
      • En forma ideal las particulas de un fluido se desplazan en forma suave y paralela a la dirección del flujo.
        • Cuando esto sucede se dice que el fluido es laminar y se obtiene a bajas velocidades y en tuberia recta.
    • Flujo Turbulento
      • Existe turbulencia cuando las particulas no se desplazan en forma suave y paralelo a la dirección de flujo.
        • El flujo turbulento es originado por cambios abruptos en la dirección o en el area de la sección transversal o por una velocidad excesiva.

16. Elementos de un circuito hidraulico

    • En todo circuito hidraulico hay 3 partes principales: el grupo generador de presión, el sistema de mando, y el actuador
      • El grupo generador de presión es el organo motor que transfiere la potencia al actuador para generar trabajo. La regulacion de esta transmisión de potencia se realiza en el sistema de mando que esta formado por una serie de valvulas limitadoras de caudal y de presión.
      • Elementos del circuito hidraulico
        • Filtros, estos sistemas se emplean para el control de la contaminación por particulas salidas de origen externo y las generadas internamente por procesos de desgaste o de erosión de las superficies de la maquinaria, permitiendo preservar la vida util del sistema.
        • Bombas, nos proporcionan una presión y un caudal adecuado de liquido a la instalación. La bomba hidraulica convierte la energía mecanica en hidraulica.
        • Deposito, almacena aceite, tambien sirve para mantener una temperatura constante asi como para separar el aire del aceite. Debe de tener resistencia y capacidad adecuada y no deben de dejar entrar la suciedad externa.
        • Elementos de regulación y control, son los encargados de regular el paso del aceite desde las bombas a los elementos actuadores, estos elementos que se denominan valvulas pueden ser activados de diversas formas.
        • Actuadores, transforman la energía de presión del aceite en energia mecanica que será aplicada posteriormente para conseguir el efecto deseado.
        • Redes de distribución, deben garantizar la presión y la velocidad del aceite en todos los puntos de uso. El material utilizado suele ser acero o plastico.