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En este diseño de cilindro
de doble efecto, el vástago tiene incorporada una cremallera con dientes de
engranaje, la cualmueveuna rueda dentada que representa el
movimiento de salida (rectilíneo). El rango de rotación puede ser de
45º,90º,180º,270º a 360º. El torque depende de la presión de accionamiento y se pueden obtener
valores de 150Nm.
El vástago del cilindro
está diseñado como cremallera, que engrana en una rueda dentada.
De este modo el movimiento
rectilíneo se convierte en giratorio.
El Angulo de giro depende
de la carrera del embolo y del radio de la rueda dentada.
Aplicacióna doblado de tubos y accionamientos de
compuertas.
Actividad:
Observar el video de FESTO“Actuadores neumáticos rotativos”
Este cilindro tiene la capacidad de ejercer la misma fuerza hacia
ambos lados del vástago.
El vástago es continuo.Puede soportar mayores fuerzas transversales
y momentos de flexión, que el cilindro de doble efecto normal debidoa que el vástago esta doblemente apoyado (doble
buje).
Ambas superficies del
embolo son iguales por tanto la fuerzaen ambos sentidos es la misma.
Se trata de un conjunto
de dos cilindros de doble efecto. Su diseño y la
aplicación simultánea de presión en ambos émbolos permiten casi duplicar la
fuerza del vástago. Este tipo de cilindro es utilizado en todos los casos en
los que es necesario disponer de una gran fuerza, sin importar el diámetro del
cilindro.
El diseño de estos cilindros es
similar al de los cilindros de simple efecto. No obstante, los cilindros de
doble efecto no llevan muelle de reposición y, además, las dos conexiones son
utilizadas correspondientemente para la alimentación y la evacuación del aire
a presión. Los cilindros de doble efecto ofrecen la ventaja de poder ejecutar
trabajos en ambos sentidos. Se trata, por lo tanto, de cilindros sumamente
versátiles. La fuerza ejercida sobre el vástago es algo mayor en el movimiento
de avance que en el de retroceso porque la superficie en lado del émbolo es más
grande que en el lado del vástago.
2.24.4Cilindros con amortiguación en posiciones
finales
Si un cilindro tiene la función
de mover grandes masas, los amortiguadores final de carrera se encargan de
evitar un golpe seco y, por tanto, un daño los cilindros. Un émbolo
amortiguador interrumpe la evacuación directa de la hacia afuera antes de que
el cilindro llegue a su posición de final de carrera. En vez de ello, queda
abierta una salida pequeña que por lo general es regulable. La velocidad del
cilindro es reducida en la última parte del movimiento de retroceso. Deberá
procurarse que los tornillos de ajuste nunca estén total cerrados, ya que de lo
contrario el vástago no podrá alcanzar su posición de final de carrera.
Si las fuerzas son muy
elevadasy a la aceleración es
considerable, deberán adoptarse medidas adicionales parasolucionar el problema. Concretamente pueden
adicionarseamortiguadores externospara aumentar el efecto de frenado.
Forma correcta de frenar:
·Cerrar completamente el tornillo de ajuste
·Abrir paulatinamente el tornillo de ajuste hasta que sea
alcanzado deseado
Los cilindros de simple efecto reciben aire a presión
sólo en un lado. Esto cilindros sólo pueden ejecutar el trabajo en un sentido.
El retroceso está cargo de un muelle incluido en el cilindro o se produce por
efecto de una fuerza externa.
La fuerza del muelle hace retroceder el vástago de
cilindro a suficiente velocidad, pero sin que el cilindro pueda soportar una
carga.
En los cilindros de simple efecto
con muelle de reposición, la carrera está definida por la longitud del muelle.
En consecuencia, los cilindros de simple efecto tienen una longitud máxima de
aproximadamente 80 mm.
Por su diseño, los cilindros de
simple efecto pueden ejecutar diversas funciones de movimientos denominados de
alimentación, tales como los que se mencionan a continuación:
· Entregar
·Bifurcar
· Juntar · Accionar
· Fijar
· Expulsar
Partes de un cilindro de simple efecto
Accionamiento directo de un cilindro de simple efecto
Enel ejemplo que se muestra a continuación, el
vástago del cilindro avanza cuando un empujador es desplazado mecánicamente.
Cuando el empujador queda libre, el vástago retrocede hasta su posición normal.
Para este accionamiento directo es necesario utilizar una válvula de 3/2 vías
cerrada en reposo. Por activación de la válvula de 3/2 vías pasa el aire a
presión de 1 (P) hacia 2(A)), quedando bloqueada la conexión de evacuación de
aire 3(R). El cilindro avanza.
En el momento en que deja de
estar activada la válvula, un muelle de reposición se encarga de conmutar a
posición normal. El aire a presión contenido en la cámara del lado del vástago
es evacuado a través de la conexión 3(R) de la válvula. En estas circunstancias
está bloqueada la conexión de alimentación 1 (P). El vástago retrocede por
acción del muelle de reposición.
Accionamiento indirectode un cilindro desimple efecto
Tratándose de un accionamiento
indirecto del cilindro, la válvula de 3/2 vías 1.1 es activada por una válvula
de 3/2 vías con pulsador 1.2. De este modo, la unidad de maniobra
puede tener una conexión de evacuación grande, correspondiente al diámetro y
a la capacidad de flujo del cilindro. La válvula con pulsador 1.2 se encarga
de hacer avanzar al cilindro, transmitiéndose la señal a través de la válvula
1.1. Oprimiendo el pulsador, la válvula 1.1 conmuta por recibir una señal en la
entrada 12(Z); en consecuencia, el cilindro avanza superando la fuerza del
muelle de reposición. Cuando se suelta el pulsador, queda cancelada la señal
recibida en la entrada 12(Z). La válvula1.1 vuelve a conmutar y el
vástago del cilindro retrocede.
Cilindro de simple efecto de membrana
En estos cilindros se
sujeta firmemente una membrana.
El vástago esta fijado en
el centro de la membrana.
La carrera de retroceso se
realiza por el resorte recuperador y la tensión de la membrana.
Tensar y prensar.
Cilindro
de simple efecto de membrana
Actividad: Observar el video de FESTO“Actuadores neumáticos” https://www.youtube.com/watch?v=pwFBxBEV1Xs
La
función de los actuadores neumáticos es transformar la energía acumulada en el
aire comprimido
en energía mecánica mediante un movimiento rectilíneo. Se denominan
generalmente cilindros.
El cilindro es un tubo de sección
circular constante, cerrado por ambos extremos, en cuyo interior se desliza un
émbolo solidario con un vástago que atraviesa uno de los fondos. El émbolo
divide al cilindro en dos volúmenes llamados cámaras y existen dos aberturas en
las cámaras por donde puede entrar y salir el aire.
La capacidad de trabajo de un cilindro
viene determinada por su carrera y su diámetro.
Los actuadores transforman la
energía en trabajo. La señal de salida es controlada por el mando y el actuador reacciona a dicha señal por
acción de lo elementos de maniobra. Otro tipo de equipos de emisión de señales
son lo elementos que indican el estado del sistema de mando o de los actuadores
como pueden ser, por ejemplo, los indicadores ópticos de accionamiento neumático.
Los actuadores neumáticos pueden
clasificarse en dos grupos según el movimiento, si es lineal o giratorio:
·Movimiento rectilíneo
(movimiento lineal) - Cilindros de simple efecto - Cilindros de doble efecto
·Movimiento giratorio -
Motor neumático - Actuador giratorio
Estas válvulas funcionan según el
mismo principio que las válvulas limitadora de presión. La válvula abre el paso
si la presión es mayor al valor que se ha ajustado con el muelle. El aire pasa
de 1 (P) hacia 2(A). La salida 2(A).la salida 2(A)abre, solamente cuando la presión en el
conducto de mando 12(Z) alcanza el valor de presión ajustado previamente. Un
émbolo de mando se encarga de abrir elpaso de 1 (P) hacia 2(A).
Las válvulas de secuencia son
utilizadas en mandos neumáticos cuando es necesario
disponer de una presión determinada para ejecutar una operación de conmutación
(mandos en función de la presión).
Las válvulas
temporizadoras están compuestas de una válvula neumática de 3/2vías,
una válvula de estrangulación y antirretorno
y de un pequeño acumulador de aire a
presión. La válvula de 3/2 vías puede tener posición normal de bloqueo o de
paso abierto. El tiempo del retardo conseguido en los dos tiposde válvulas de retardo cubre normalmente un
margen de 0 hasta 30 segundos. EI pequeño acumulador auxiliar permite aumentar
el tiempo de retardo. El tiempo previsto para la conmutación puede ajustarse
con gran precisión, siempre ycuando el aire esté limpio y la presión sea constante.
Temporizador a la
conexión neumáticonormalmente cerrado
Funcionamiento
El aire a presión llega por la conexión (1) de
la válvula. El aire del circuito de mando entra por la válvulapor la entrada (12) y atraviesa la válvula de estrangulación y
antirretorno. Con el tornilloregulador
se determina la cantidad de aire que por unidad de tiempo pasa al pequeño
acumulador. Una vez que en éste la presión de mandoes suficiente, el embolo de la válvula 3/2 vías es desplazado hacia
abajo, con lo que bloquea el paso de (2) a (3). El plato es separado del
asiento, con lo queel aire puede pasar
de (1)hacia (2). El punto de conmutación
es determinado por el tiempo necesario para generar la presión respectiva en el
acumulador.
Para que la válvulatemporizadora vuelvaa su posición normal, tiene que evacuarse el
conducto de mando (12). El aire proveniente del acumulador fluye a través
dela válvula de estrangulación y
antirretornohasta llegar al exterior.
El muelle de la válvula se encarga dede
colocar el émbolo y el plato en sus respectivas posiciones normales. El
conducto de trabajo (2) es evacuado por (3)y la conexión (1) queda bloqueada.
Temporizador a la
conexión neumático normalmente abierto
Si la válvula3/2tiene abierto el paso en posición normal, entonces
la salida normalmente abierta, la salida (2) recibe una señal.Si la válvula conmutapor recibir una señal en la entrada(10), se evacua el conducto de trabajo (2)
por (3) . Ello tiene como consecuencia que la señal desalida es cancelada una veztrascurridoel tiempo ajustado.
El tiempo de retardo corresponde también en
este caso al tiempo necesario para la generación de la presión correspondiente
en el acumulador. Si se retira el aire de la conexión 10(Z), la válvula de 3/2
vías vuelve a su posición normal.
Uso de válvula temporizadoras para crear pulsos de señales
En el esquema de distribución de
esta página hay dos válvulas temporizadoras. Una válvula (1.5) está cerrada en
posición normal, mientras que la otra (1.4) tiene el paso abierto en posición
normal. Oprimiendo el pulsador de 1.2 se emite una señal hacia la válvula 1.4,
y desde ahí es transmitida a la entrada 14(Z) de
la válvula de impulsos. El cilindro 1.0 avanza. En la válvula temporizadora ha
sido ajustado un tiempo de retardo corto, por ejemplo de 0,5 segundos. Este
tiempo es suficiente para iniciar el movimiento de avance. A continuación, la
señal de mando 10(Z) proveniente de la válvula temporizadora cancela
inmediatamente la señal en la entrada 14(Z). El vástago del cilindro actúa sobre el interruptor de final de
carrera 1.3. La válvula tempotizadora 1.5 recibe la señal de mando, por lo que
abre la válvula una vez transcurrido
el tiempo que ha sido ajustado con antelación. Entonces, el temporizador emite
una señal a la entrada 12(Y) de la válvula de impulsos. La válvula conmuta y el
cilindro retrocede. A continuación puede activarse la ejecución de un nuevo
ciclo activando la válvula 1.2.
