Sistemas y componentes neumáticos:una guía industrial | Trimantec

Los sistemas neumáticos industriales y sus componentes pueden sonar como conceptos complejos de entender. Sin embargo, su función y componentes son fáciles de comprender una vez que analiza cada tipo de dispositivo. Muchas industrias favorecen los equipos neumáticos y los integran en sus máquinas porque es una manera fácil de mantener bajos los costos de mantenimiento y hacer que sus máquinas funcionen por más tiempo.

Nuestra guía explicará cómo funcionan los sistemas neumáticos industriales, resaltará sus beneficios y limitaciones y lo ayudará a comprender los componentes principales. Entonces, ya sea que esté buscando reemplazar una válvula defectuosa o diseñar un sistema de automatización industrial desde cero, esta guía es un punto de partida perfecto.

Índice:

¿Cómo funcionan los sistemas neumáticos industriales?

Ventajas de los Sistemas Neumáticos

Limitaciones de los sistemas neumáticos

Mantenimiento del Sistema Neumático

Tipos de roscas para componentes neumáticos

Componentes Neumáticos en Automatización Industrial

Cilindros neumáticos y actuadores

Válvulas de control neumático

Componentes de preparación de aire

Sistemas Lógicos Neumáticos

Accesorios neumáticos

¿Cómo funcionan los sistemas neumáticos industriales?

Si alguna vez ha utilizado una bomba de bicicleta, habrá visto la aplicación básica de la neumática. Muchas empresas hoy en día incorporan neumática industrial en sus máquinas. Se han vuelto tan populares que puedes encontrarlos en artículos cotidianos como pistolas de clavos y aspiradoras.

Un sistema neumático es una máquina que utiliza aire presurizado para controlar movimientos tales como sostener, mover y formar materiales juntos. El equipo neumático depende principalmente de grandes cantidades de aire comprimido para funcionar. Es importante que muchas máquinas transporten y mantengan una producción de aire constante.

En general, la mayoría de los sistemas neumáticos están compuestos por:

1. Compresor
2. Receptor
3. Válvulas
4. Actuadores

Compresor

Un compresor de aire es una herramienta neumática que convierte el aire que respiramos en aire comprimido. Luego, el aire presurizado se utiliza en todo el sistema neumático. Por lo general, el compresor de aire es alimentado por un tanque de gasolina que fuerza el aire en el sistema para producir aire presurizado. Hay muchos tipos de compresores de aire disponibles para cumplir con la presión y el caudal de aire deseados. Los diferentes tipos de compresores de aire disponibles son de pistón, rotativos, centrífugos y de flujo axial.

Receptor

Los receptores de aire son lo que su nombre indica. Recibe aire del compresor y lo almacena en un tanque más grande llamado receptor de aire. El receptor de aire puede suavizar el flujo de aire y mantenerlo fresco cuando ingresa al tanque. Un tanque grande puede disipar el calor mucho más rápido que un tanque más pequeño. Para compensar la pérdida de aire, el depósito de aire almacena el aire comprimido a mayor presión. Esto asegura la entrega de la energía requerida necesaria.

Válvulas de aire

Las válvulas de aire son un componente neumático importante porque se detienen y cambiar la dirección del aire. Controlan la dirección del flujo de aire para mover el actuador. Los sistemas neumáticos pueden llevar una o varias válvulas. Estos pueden ser manuales como una válvula de pie o pueden ser eléctricos como una válvula solenoide.

Actuadores neumáticos

Los actuadores son simplemente los "motores" o el movimiento requerido del sistema neumático. Estos dispositivos de salida pueden estar en el forma de cilindros de aire o incluso brazos robóticos que mueven y levantan materiales o brocas.La mayoría de los actuadores se mueven en una trayectoria lineal recta.

Preparación de aire

Para maximizar el rendimiento de su sistema neumático industrial, es necesario preparar el aire. Mantener el aire limpio y seco en todo el sistema neumático extenderá su vida útil. Las aplicaciones industriales, como la sujeción, el posicionamiento y la elevación, requieren un flujo constante de aire de alta calidad en todo el sistema. La preparación adecuada del aire incluye componentes como filtros, reguladores y, a veces, lubricadores.

 Diagrama de un sistema neumático industrial

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Ventajas de los Sistemas Neumáticos

Como se mencionó anteriormente, el uso de la neumática industrial es una manera fácil de mantener bajos los costos de mantenimiento y hacer que sus máquinas funcionen por más tiempo. Sin embargo, estos son solo algunos de los beneficios de los equipos neumáticos.

El uso de componentes neumáticos le ofrece las siguientes ventajas:

1. Simplicidad de diseño y control:las máquinas se diseñan fácilmente utilizando cilindros estándar y otros componentes y funcionan mediante un control simple de encendido y apagado.
2. Confiabilidad:debido a que el gas es comprimible, el equipo neumático es menos propenso a sufrir daños por impacto. El gas absorbe la fuerza excesiva, mientras que el fluido en la hidráulica transfiere fuerza directamente. El gas comprimido se puede almacenar, por lo que las máquinas aún funcionan durante un tiempo si se pierde la energía eléctrica.
3. Seguridad:existe una probabilidad muy baja de incendio en comparación con el aceite hidráulico. Además, las máquinas más nuevas suelen ser seguras contra sobrecargas.

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Limitaciones de los Sistemas Neumáticos

Si bien los sistemas neumáticos industriales ofrecen muchas ventajas sobre los sistemas hidráulicos, tienen algunas limitaciones.

1. Propenso a las fugas:aquí es donde las revisiones de mantenimiento preventivo de rutina pueden ahorrarle muchos dolores de cabeza. Si mantiene un programa de mantenimiento regular, detectará las fugas antes de que se conviertan en problemas importantes.
2. Mantenimiento y reparaciones:la neumática industrial a menudo almacena presión en sus tuberías durante largos períodos de tiempo y puede hacer que las reparaciones sean un poco más complicadas. El sistema debe despresurizarse correctamente antes de iniciar cualquier reparación.
3. Sensibilidad:su equipo neumático necesitará un espacio donde pueda funcionar sin interrupciones. Los sistemas neumáticos son sensibles a los cambios de temperatura y vibración.

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Mantenimiento del sistema neumático

El mantenimiento preventivo de los sistemas neumáticos es importante para obtener el mejor rendimiento de su equipo. Verificar regularmente el estado del equipo neumático lo ayuda a detectar el desgaste antes de que se convierta en un problema.

Un problema de mantenimiento común con la neumática industrial es la fuga de aire. La detección temprana puede evitar que su sistema se sobrecargue, se desperdicie aire comprimido, aumenten los costos operativos e incluso se pierda la producción de calidad. A veces, las fugas se detectan simplemente escuchando la pérdida de aire dentro del sistema neumático. Alternativamente, puede usar una solución de agua y jabón, rociarla sobre el sistema y buscar burbujas de aire. Reparar las fugas de aire puede ser tan fácil como apretar los accesorios. En casos importantes, puede ser necesario reemplazar una pieza rota.

¿Interesado en aprender más sobre el mantenimiento preventivo para su equipo neumático? Nuestro blog de mantenimiento preventivo es un gran recurso.

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Tipos de roscas para componentes neumáticos 

Antes de profundizar en los diversos tipos de equipos neumáticos, primero nos gustaría mencionar los tipos de rosca. Los componentes como las válvulas de aire y los cilindros de aire suelen tener puertos roscados. Con muchas marcas, tiene tres opciones:tipo de rosca NPT, PT o G (BSPP). Si su equipo es originario de China, 9 de cada 10 veces necesitará roscas PT. Si se fabricó en América del Norte, entonces puede optar por roscas NPT. Es posible que deba consultar el manual del usuario para encontrar esta información o ponerse en contacto con el fabricante del equipo original.

Otras opciones alternativas incluyen el uso de diferentes accesorios o cinta para sellar roscas. Para aprender a identificar con precisión cualquier tipo de hilo, consulte nuestra Guía de identificación de hilos.

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Componentes neumáticos en automatización industrial

Los sistemas neumáticos ofrecen una multitud de beneficios para los usuarios finales, técnicos e ingenieros. Por lo tanto, abogamos por integrar los sistemas neumáticos industriales en las soluciones de automatización. Eche un vistazo a una compilación de automatización personalizada con componentes neumáticos en acción.

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Cilindros y actuadores neumáticos

Los actuadores y cilindros neumáticos mueven una carga usando aire presurizado almacenado dentro de un pistón o diafragma. Según la dirección de la carga, necesitará un cilindro de aire o un actuador giratorio.

Cilindros de aire

Los cilindros de aire mueven una carga en línea recta usando una varilla de pistón. El aire comprimido empuja o tira del vástago del pistón hacia adentro y hacia afuera del cuerpo del cilindro. Dos parámetros clave para los cilindros de aire incluyen la carrera y el diámetro interior. La carrera se refiere a la distancia que se extiende el pistón del cilindro o la varilla cuando se acciona. Bore se refiere al diámetro del cilindro neumático. Cuanto mayor sea el tamaño del orificio, más presión o fuerza puede ejercer el cilindro.

Ejemplo de cilindro guiado en acción

Tipos de cilindros de aire:

• Los cilindros de aire de acción simple usan un puerto de aire comprimido para empujar o tirar de la varilla en una sola dirección. La varilla luego regresa a través de la acción del resorte.
• Los cilindros de aire de doble acción usan puertos de aire comprimido en ambos extremos del cilindro para extender y retraer la varilla.

Hay algunas opciones al comprar cilindros de aire que le permiten personalizarlos aún más para su aplicación. Por ejemplo, los cojines permiten un funcionamiento más silencioso del pistón. Además, muchos de los modelos de cilindros en nuestro sitio tienen varias opciones de montaje disponibles.

Actuadores rotativos

Los actuadores giratorios giran objetos alrededor de un eje. Utilizan aire comprimido que produce un par continuo.

Muchos actuadores rotativos tienen un diseño de piñón y cremallera doble. El aire ingresa a través de un puerto que empuja el pistón linealmente, lo que hace que los dientes del engranaje de la cremallera conectada se enganchen con los dientes del piñón circular y giren el eje del piñón hasta 360 grados.

Los actuadores rotativos también vienen con amortiguación que permite un funcionamiento más silencioso.

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El actuador giratorio de la derecha permite que la plataforma de la máquina gire.

 

Válvulas de control neumáticas

Las válvulas neumáticas, también conocidas como válvulas de aire, ayudan a detener e iniciar el flujo de aire en la neumática industrial. Estos pueden ser manuales como una válvula de pie o pueden ser eléctricos como una válvula solenoide.

Válvulas de solenoide neumáticas

Estas válvulas eléctricas de control direccional detienen, inician o cambian la dirección del flujo de aire aplicando electricidad al solenoide. Para obtener más información sobre los diferentes tipos de válvulas de solenoide, diríjase a nuestra publicación de blog Válvulas de solenoide 101 .

Tipos de electroválvulas:

• Las válvulas de acción directa utilizan "directamente" la fuente de alimentación del electroimán para abrir y cerrar la válvula.
• Las válvulas operadas por piloto utilizan la energía electromagnética combinada con la presión del aire/líquido/gas que fluye para abrir y cerrar la válvula.

Válvulas de control de fluidos

Las válvulas de control de fluidos controlan el flujo crítico de fluidos, incluidos aire, gas, agua, aceite, vapor y otros líquidos . La aplicación de electricidad al solenoide detiene, inicia o cambia rápidamente la dirección del flujo del fluido.

Válvulas manuales y válvulas mecánicas

Las válvulas manuales y mecánicas inician, detienen o cambian la dirección del flujo de aire mediante accionamiento manual o mecánico. Un ejemplo sería una válvula de pie manual que se acciona presionando un pedal.

Válvulas de Retención y Válvulas de Control de Flujo

Los ejemplos de válvulas para fines especiales incluyen válvulas de retención y válvulas de control de flujo. Las válvulas de retención, también conocidas como válvulas de retención, solo permiten que el fluido fluya en una dirección. Una válvula de control de flujo regula el flujo o la presión de un fluido.

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Componentes de preparación de aire

Los productos de preparación de aire ayudarán a mantener limpio y seco el aire de su sistema neumático industrial. El uso de una combinación de filtros de aire, reguladores y lubricadores contribuirá a la longevidad de su sistema.

Filtros de aire neumáticos

Los filtros de aire neumáticos reciben el primer suministro de aire y reducen los contaminantes y la humedad que se encuentran en el tanque de aire comprimido. Hay diferentes tamaños disponibles según las necesidades de su máquina. Puede filtrar contaminantes tan pequeños como 0,3 micras. Los filtros de aire deben reemplazarse cada 4 a 6 meses y requieren atención preventiva.

Reguladores de presión de aire

Los reguladores de presión de aire controlarán la presión aguas abajo después de que el aire esté limpio y seco de los filtros de aire neumáticos. Los reguladores de aire solo deben usarse para regular la presión aguas abajo.

Lubricadores de aire

Los lubricadores neumáticos agregan una pequeña cantidad de aceite a la corriente de aire comprimido para reducir la fricción. Los lubricadores son una adición importante a su sistema neumático para mantener su máquina funcionando de manera eficiente. Los lubricadores están disponibles en diferentes tamaños de puertos y tipos de roscas.

Unidades combinadas de filtro, regulador y lubricador

Los sistemas de preparación de aire como las unidades combinadas FRL también están disponibles para incluir filtros, reguladores y lubricadores, todo en un solo sistema. Esta unidad de 3 piezas garantizará una regulación precisa de la presión, reducirá la humedad e inducirá la cantidad adecuada de aceite para una preparación adecuada del aire. Las unidades combinadas como estas ayudan a reducir costos y ahorrar espacio.

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Sistemas lógicos neumáticos

Los sistemas lógicos neumáticos también se denominan controles lógicos de aire. Estos sistemas se utilizan para controlar procesos industriales y adquirir datos de máquinas.

La lógica de aire puede realizar casi cualquier función normalmente manejada por relés, interruptores de presión o vacío, retardos de tiempo, contadores e interruptores de límite. Si bien el diseño es similar, el aire comprimido es el medio de control en lugar de la corriente eléctrica.

Uno de los usos más comunes es el conteo neumático. Un contador neumático puede proporcionar datos valiosos del equipo. Algunos dispositivos mecánicos o eléctricos pueden ser poco prácticos o inconvenientes, según la aplicación.

Por ejemplo, el contador neumático AC-6 de Control Line puede proporcionar registro de eventos, conteo de piezas o partes, o conteo de ciclos completos. Los datos pueden ser monitoreados y utilizados con fines de producción o en la implementación de un plan de mantenimiento preventivo. Para obtener más orientación sobre el uso de un sistema lógico neumático, nuestro blog Air Logic brinda información más detallada.

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Accesorios neumáticos

Los accesorios neumáticos lo ayudan a personalizar y adaptar el equipo neumático a los requisitos de su sistema. A continuación se muestran algunos accesorios comunes y cómo puede incorporarlos a sus piezas neumáticas.

Silenciadores Neumáticos

Los silenciadores de escape reducen los niveles de ruido de los equipos neumáticos mientras están en funcionamiento. Esto mejora la comodidad del usuario y protege el sistema de contaminantes intrusos.

Sensores de posición del cilindro de aire

Los sensores de posición se usan comúnmente con cilindros de aire. Detectan el movimiento de un objeto y lo convierten en señales adecuadas para su procesamiento, transmisión o control.

Manómetros de presión de aire

En los sistemas neumáticos, la presión se mide en muchos lugares del sistema. Los manómetros neumáticos proporcionan lecturas de presión para su uso en aplicaciones industriales y comerciales.

Drenajes de piernas por goteo

Las patas de goteo, también conocidas como drenajes de condensado, atrapan el condensado y la humedad en los sistemas de aire comprimido.

 

 

 

Múltiples de válvula de aire

Los colectores de aire permiten un punto de unión conveniente para la distribución de fluidos o gases. Se utilizan para proporcionar energía neumática a dos o más ubicaciones para suministrar múltiples herramientas.

Bobinas de solenoide

Utilice bobinas de repuesto para cambiar una bobina dañada o para convertir el nivel de voltaje de una válvula solenoide comprada previamente.

Bloques de distribución

Los bloques de distribución neumática brindan ubicaciones de puertos convenientes para piezas de preparación de aire, transductores y otros componentes.

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Esperamos que esta Guía de componentes neumáticos haya ayudado a aclarar cualquier confusión entre los diferentes tipos de neumáticos. Los cilindros y las válvulas pueden ser especialmente confusos con toda la terminología variable. Si necesita ayuda para encontrar una pieza neumática adecuada para su equipo, contáctenos hoy al (336) 767-1379. O envíe un correo electrónico a nuestro representante de ventas a [email protected].