Actuadores neumáticos para la industria
Actuadores neumáticos para la industria
Actuadores neumáticos para la industria
- Actuadores neumáticos: eficiencia, seguridad y cuidado del medio ambiente
- Construcción del sistema neumático
- Preparación de aire comprimido
- Válvulas para neumática
- Accionamientos neumáticos
Ahorro de energía, la ausencia de tiempo de inactividad, seguridad de personas y máquinas – estos son los temas dominantes en el diseño de plantas industriales modernas. Los accionamientos neumáticos son la respuesta a todos estos desafíos. Es una tecnología que se ha asociado con la industria durante muchas décadas, pero que aún apoya a las empresas en la búsqueda de los objetivos establecidos por el mercado moderno y las regulaciones legales. La seguridad, la eficiencia y la ecología son las razones por las que los accionamientos neumáticos desempeñan un papel central en prácticamente todas las industrias, diseños de máquinas y muchas otras aplicaciones.
Los accionamientos neumáticos funcionan convirtiendo la energía del aire comprimido u otro gas en movimiento lineal o giratorio. Esta tecnología goza de un éxito inquebrantable dondequiera que sea necesario realizar un trabajo mecánico. Los accionamientos neumáticos ofrecen una amplia gama de posibilidades, al mismo tiempo que son seguros y fáciles de usar. La gran variedad de la oferta en el mercado significa que se utilizan en muchas industrias y los diseñadores pueden elegir con éxito los componentes que son óptimos para los requisitos del proyecto. El espectro de aplicaciones potenciales es muy amplio.Las aplicaciones de los actuadores neumáticos incluyen la construcción ampliamente comprendida de máquinas, desde dispositivos estacionarios, utilizados, por ejemplo, en la producción o la industria pesada, hasta máquinas móviles utilizadas en el transporte o la agricultura. Todas las aplicaciones de construcción como ascensores, puertas y plataformas móviles también se incluyen en esta categoría. Los accionamientos neumáticos también se utilizan ampliamente en procesos tecnológicos y sistemas de automatización industrial, donde la prioridad es la eficiencia, la fiabilidad y la seguridad.
Actuadores neumáticos: eficiencia, seguridad y cuidado del medio ambiente
La neumática es una tecnología firmemente arraigada en el mercado, muy conocida por los diseñadores e ingenieros de mantenimiento. Al mismo tiempo, es un área que sigue asombrando con nuevas soluciones y posibilidades. Los fabricantes de componentes de este grupo desarrollan constantemente sus productos, adaptándolos a las crecientes necesidades de los clientes y a los cada vez mayores objetivos de eficiencia energética que se marcan para la industria. Los accionamientos neumáticos de hoy son dispositivos con grandes posibilidades y, al mismo tiempo, se caracterizan por una alta eficiencia y fiabilidad. Puesto que son resistentes a las duras condiciones ambientales, como la humedad, la suciedad o las fluctuaciones de temperatura, pasan el examen en aplicaciones industriales exigentes, minas y construcción. Al mismo tiempo, debido al tipo de energía utilizada, es decir, el aire, la neumática se considera una tecnología limpia que es perfecta para empresas con mayores estándares de higiene, especialmente en las industrias farmacéutica y alimentaria. El aire está disponible libremente y es gratuito, no genera contaminantes y después de su uso no requiere regeneración ni utilización. La baja resistencia y viscosidad permiten un transporte eficiente en líneas neumáticas, incluso a distancias considerables.
El almacenamiento y transporte de aire son relativamente fáciles y seguros. Además, a diferencia de la electricidad o los líquidos, el aire no presenta riesgo de descarga, incendio o contaminación. Por lo tanto, las fugas en el sistema no representan una amenaza para las personas o el equipo. A diferencia de los accionamientos eléctricos, los elementos neumáticos son completamente seguros en un entorno explosivo.
Los requisitos mínimos de inspección y mantenimiento alivian significativamente los servicios de mantenimiento y se traducen en bajos costos operativos. La neumática ha sido apreciada durante mucho tiempo por los diseñadores debido a la gran facilidad de instalación y reemplazo, que es, entre otros, gracias al alto grado de estandarización en la industria y la inclusión de la estructura del cilindro en las normas ISO. Para el usuario, esto significa que los productos de diferentes proveedores son intercambiables y no hay riesgo de depender de un solo fabricante. Debido a la estructura simple y los materiales utilizados (principalmente aluminio), los componentes neumáticos se caracterizan por su reducido tamaño y peso, lo que los hace fáciles de ajustar a cualquier proyecto.
Construcción del sistema neumático
El sistema neumático consta de una serie de componentes que producen y transportan aire comprimido, así como elementos de control y ejecutivos. Debido a la función que realiza en el sistema neumático, podemos distinguir los principales grupos de componentes:
- Compresores – el primer paso del proceso es comprimir el aire en uno o varios compresores eléctricos conectados y almacenarlo en un recipiente a presión. Elegir el compresor adecuado es clave para lograr un sistema neumático de alto rendimiento y optimizar así los costos. Los últimos años han visto un desarrollo dinámico de nuevas soluciones y métodos de producción de aire comprimido, destinados a mejorar la eficiencia del proceso.
- Preparando aire comprimido – antes de utilizar el aire comprimido en el accionamiento neumático, debe estar preparado adecuadamente, libre de agua y otros contaminantes.
- Válvulas de control de flujo – su tarea es controlar el funcionamiento de los actuadores controlando la dirección y la presión del flujo de aire en el sistema.
- De ejecucción – actuadores neumáticos en los que la energía del aire comprimido se transforma en fuerza mecánica.
A continuación, echemos un vistazo más de cerca a la estructura de los últimos tres grupos de componentes neumáticos.
Preparación de aire comprimido
El proceso extremadamente importante de preparación del aire comprimido es garantizar la clase de limpieza adecuada del medio de trabajo, que es crucial para garantizar un funcionamiento sin fallas y la durabilidad de los dispositivos neumáticos. El aire comprimido contiene partículas de agua, aceites y sólidos entrar en las líneas, válvulas y actuadores, lo que provoca corrosión, daños mecánicos y un desgaste más rápido de las piezas móviles.
El cambio en la presión del aire como resultado de la compresión provoca su calentamiento en el tanque, mientras que la tubería se enfría nuevamente, lo que lleva a la condensación del agua en forma de condensado. Por lo tanto, en el sistema a la salida del compresor, se instalan enfriadores y secadores para purificar el aire del agua. Ahí también se encuentran los filtros para eliminar otros contaminantes. La norma ISO 8573-1:2010 define la clase de pureza del aire requerida en el sistema neumático, mientras que, para industrias como la alimentaria y farmacéutica, los requisitos de pureza del aire aumentan. La selección de filtros y secadores adecuados depende de los parámetros de funcionamiento del sistema, los componentes utilizados y la cantidad de aire que se les debe suministrar.
Válvulas para neumática
Las válvulas de desvío son elementos del sistema que controlan la dirección del flujo de aire comprimido, realizan funciones lógicas, cortan o abren el flujo de aire o cambian su intensidad. En el sistema neumático, entre otros, para controlar el desplazamiento de los actuadores o regular la velocidad del movimiento del pistón, también se pueden utilizar para implementar sistemas secuenciales neumáticos.
Las válvulas de distribución sirven para controlar la dirección del flujo de aire en el sistema. Los parámetros básicos de este grupo de válvulas son el número de vías de flujo, es decir, el número de posibles combinaciones de entradas y salidas de un elemento que están conectadas por el control de la válvula; el número de posiciones del control; método y variedad de control.
El funcionamiento de la válvula se puede controlar manualmente, con un botón, pedal u otra interfaz de usuario. El control completamente automático está disponible en caso de las válvulas electromagnéticas. Además, se hace una distinción entre las válvulas que vuelven a su posición original después de restar la señal de control, es decir, válvulas monoestables, y las que mantienen la posición, es decir, válvulas biestables. Debido a las variedades de control, distinguimos dos grupos. Válvulas operadas directamente que no requieren una válvula de aire comprimido adicional, pero están limitadas a bajas presiones y caudales.
Válvula electromagnética SY51205YO01FQ
Los componentes controlados indirectamente para el funcionamiento requieren un suministro de aire a presión fija, a menudo a través de una conexión auxiliar en una válvula o colector, pero por lo tanto pueden generar la fuerza necesaria para superar la alta presión del gas de funcionamiento.
Otro grupo representan las válvulas de control de flujo de retención del acelerador o las válvulas de mariposa, cuya tarea es regular el caudal o cortarlo por completo Cada cilindro neumático tiene un valor de presión de aire específico que se debe suministrar para su correcto funcionamiento, que en la mayoría de los casos no supera los 10 bar. Dado que el aire en el tanque se almacena a muy alta presión, se deben usar reguladores de presión, que asegurarán una presión de aire estable en la entrada del elemento. Colocados en las proximidades de los actuadores, también permiten controlar la velocidad del pistón, estrangulando el flujo de aire en la entrada o salida del actuador. En el caso de los actuadores de doble cara, el ajuste de la intensidad de salida permite un funcionamiento más estable del elemento. La presión de funcionamiento más común es de hasta 10 bar para los actuadores y mucho menor (menos de 1 bar) para los elementos de control.
Para reducir la complejidad del sistema, se utilizan comúnmente terminales de válvulas, que integran una serie de válvulas solenoides y una fuente de alimentación y control comunes en una sola carcasa.
Accionamientos neumáticos
Los accionamientos neumaticos son la parte más visible del sistema neumático y el elemento que realiza directamente su función básica - elementos móviles, apertura, cierre y otros tipos de movimientos.
Cilindro redondo RT_57212_M_50
Los componentes más utilizados son los actuadores lineales y actuadores giratorios. En el primero, el elemento de trabajo, la mayoría de las veces el vástago del pistón, realiza un movimiento deslizante. Muchos tipos de estos dispositivos están disponibles para los constructores, incluidos los de empujar o tirar, alternativos o sin pistón, de un solo lado o de dos lados. Todos se basan en el mismo principio de funcionamiento sencillo. El aire comprimido se suministra a la cámara del actuador a través del puerto de conexión, lo que hace que el pistón se mueva una carrera predeterminada. Por lo general, la distancia del movimiento del pistón es de unas pocas a varias docenas de milímetros, lo que es suficiente para su uso en la mayoría de las aplicaciones. Es posible un voladizo más largo, pero esto implica un tamaño de dispositivo más grande.
En cilindros de simple efecto, el movimiento del pistón en la dirección opuesta se puede realizar, por ejemplo, por medio de un resorte. Es una solución de ahorro de energía, sin embargo, limitada a una distancia corta, generalmente en el rango de decenas de milímetros. Si el dispositivo es de doble acción, el movimiento del pistón en la dirección opuesta requiere que se transfiera aire a la cámara opuesta mientras se ventila la otra cámara.
Los actuadores giratorios son dispositivos en los que la energía del aire comprimido se convierte en un movimiento rotatorio de un eje o una llave. Dependiendo de la naturaleza del movimiento, se dividen en pendulares, que se mueven dentro de un cierto rango angular, y totalmente rotativos, también conocidos como motores neumáticos. Al igual que en el caso de los actuadores lineales, este grupo también incluye actuadores de acción simple y doble. Una aplicación popular de los motores rotativos es regular el flujo abriendo y cerrando válvulas de bola y amortiguadores.
Existe una amplia gama de actuadores disponibles en el mercado en varias formas y tamaños de carcasas, gracias a los cuales los diseñadores pueden elegir libremente entre la oferta, incluidos los actuadores compactos destinados a aplicaciones en lugares de difícil acceso. Cabe recordar que el espaciado de los orificios de montaje está incluido en la norma ISO 15552, lo que permite utilizar productos intercambiables de diferentes fabricantes. La selección del actuador neumático apropiado para el proyecto debe ir precedida de un análisis de los parámetros operativos requeridos y las condiciones ambientales, como el tamaño y la naturaleza de la carga, la temperatura, la cantidad de espacio libre para la instalación y otras condiciones ambientales potencialmente dañinas. factores. La fuerza generada por el vástago del pistón se puede calcular sobre la base de la ley de Pascal: es el producto de su área de superficie activa y la diferencia de presión del aire. Obviamente, este es un modelo simplificado, y en un sistema real este valor será menor debido a pérdidas por fricción y pérdidas de presión en los conductos. La decisión final no solo se limita a los parámetros de funcionamiento del actuador, sino que también determina los materiales utilizados en a construcción. El cuerpo del actu dor suele estar hecho de aluminio, pero también se utilizan varios grados de acero inoxidable para operar en las condiciones ambientales más duras, como la exposición a agentes químicos, alta salinidad o temperaturas extremas. Los vástagos de los actuadores son de acero o acero inoxidable, en este último caso se utiliza principalmente en la industria alimentaria. Asimismo, el material de sellado determina el posible rango de temperatura de funcionamiento, pero también los estándares de limpieza y, en consecuencia, por ejemplo, la aprobación para el funcionamiento en un dispositivo que entra en contacto con alimentos.
El funcionamiento en un amplio rango de temperaturas es en realidad un estándar en este grupo de productos. La mayoría de los actuadores de la oferta de TME están adaptados para trabajar en temperaturas de -10 a 80°C, mientras que, en caso de necesitar trabajar en condiciones más difíciles, también están disponibles dispositivos adaptados a temperaturas de -40 a 150°C.
Una gran facilitación en el funcionamiento de los actuadores es el hecho de que en la mayoría de los casos están lubricados de fábrica y no requieren lubricación externa. Sin embargo, debe recordarse que si se utilizan lubricadores en la línea, este proceso debe continuar durante todo el ciclo de vida del dispositivo.
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