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Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicos Ejercicio No 1 : Se mueve un cilindro de simple efecto con un fluido. El diámetro del pistón es 75 mm y el diámetro del vástago de 20 mm, la presión de trabajo es de 6x10 5 pa (1 pa = 1N /mm 2 ) y la resistencia del muelle es de 60 N. su rendimiento es del 90% calcule: a) La fuerza teórica que el cilindro entrega en su carrea de avance. b) La fuerza real o efectiva del cilindro. Diámetro del vástago sobra porque es de simple efecto. Ejercicio No 2 : a) Que caudal se necesitara para que un cilindro de simple efecto de 30 mm de diámetro recorra una distan sea de 250 mm en 0.8 segundos? b) Dependiendo de su función, describa brevemente tres tipos distintos de válvulas hidráulicas. Solución:

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Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicosEjercicio No 1 :

Se mueve un cilindro de simple efecto con un fluido. El diámetro del pistón es 75 mm y el diámetro del vástago de

20 mm, la presión de trabajo es de 6x105  pa (1 pa = 1N /mm2) y la resistencia del muelle es

de 60 N. su rendimiento es del 90% calcule:

a)     La fuerza teórica que el cilindro entrega en su carrea de avance.b)    La fuerza real o efectiva del cilindro.

Diámetro del vástago sobra porque es de simple efecto.

Ejercicio No 2 :

a)     Que caudal se necesitara para que un cilindro de simple efecto de 30 mm de diámetro recorra una distan sea de 250 mm en 0.8 segundos?

b)    Dependiendo de su función, describa brevemente tres tipos distintos de válvulas hidráulicas.

Solución:

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a)     Escoger tres de estos 4 tipos:Ø Válvulas distribuidoras: determinar la apertura y cierre y las modificaciones en el sentido de flujo del aire. Ej. 2/2, 3/2,

5/2, 5/3 ect.

Ø Válvulas de bloqueo: corta el paso del aire comprimido. Son: antirretorno, selectora, de simultaneidad, de escape rápido, estranguladora unidireccional.

Ø Válvulas reguladoras de caudal: influyen en la  cantidad de caudal que circulan son: estranguladora bidireccional.

Ø Válvulas reguladoras de presión: actúan sobre la presión del aire controlándola desde un valor nulo hasta el máximo valor de alimentación. Son :

·        Válvula reductora de precio: se usan para fijar una presión de salida independientemente de la presión de entrada.·        Válvula limitadora de presión: son válvulas de seguridad. Impide que la presión de un sistema sea mayor que la

fijada manualmente mediante un tornillo.·        Válvula de secuencia: el principio de funcionamiento es el mismo que el de limitadora, pero en lugar de conectar a

escape se conecta después de un deposito para temporizar y la salida de la misma pilotaría una válvula 5/2.

Ejercicio No 3 :

Dibuje el esquema de un circuito hidráulico para hacer funcionar un cilindro de doble efecto con una válvula 4/2 vías, reguladora el avance y retroceso.

Solución:

Ejercicio No 4 :

Un cilindro hidráulico de doble efecto tiene un embolo de 70 mm de diámetro y el vástago de 20 mm de diámetro, carrera de 250 mm.  La presión de trabajo es de 6 bar.

Calcule el volumen de aceite en condiciones normales y temperatura constante que se necesita para el cilindro doble.

Composición por unidad de volumen de aire.

·        78% de nitrógeno.·        20% de oxigeno.·        1.3% de gases nobles.  (helio, neón, argón)·        Cantidades menores de dióxido de carbono, vapor de agua y partículas solidas.

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Esto seria el aire en condiciones no normales, para pasarlo a condiciones normales deberíamos utilizar la ley de Boyle Mariole:

Ejercicio No 5:

Identifique los componentes señalados en el esquema.

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Solución:

1.     Cilindro de simple efecto con retorno por muelle .2.     Válvula 3/2 vías, paso cerrado en repos, retorno por muelle, accionamiento manual por pulsador.3.     Grapa de acondicionamiento.4.     Generador de presión.

Ejercicio No 6:

a)     Que volumen de aire medido en condiciones normales (presión y temperatura) contiene un recipiente de 4 m3a 6

bares de presión relativa si se halla a una temperatura de 296⁰ K.b)    Describa el símbolo representado a continuación.

b)

Válvula de escape

Ejercicio No 7:

Explique el funcionamiento del circuito neumático de la siguiente figura.

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Solución:

Es un mando semiautomático de un cilindro de doble efecto con velocidad rápida en el retroceso del vástago.

Al accionar el pulsador manual de la válvula 3/2 NC de el aire pasa al pilotaje izquierdo de la válvula 5/2 accionándola neumáticamente. Entonces el aire pasa a través de la válvula de escape rápido hasta el cilindro empujando el embolo hacia la derecha.

Cuando el vástago llega al rodillo A1 acciona el final de carrera que deja pasar aire al accionamiento derecho de la válvula 5/2 dejando que entre aire en la cámara posterior del cilindro empujando el embolo hacia la izquierda.

Debido a que la descarga del aire que se encentra en la cámara anterior del cilindro es a través de una válvula de escape rápido el retroceso del vástago es a una velocidad mayor que el avance del mismo.

Ejercicio No 8:

a)     cual será la fuerza teórica que desarrolla un cilindro de 50 mm de diámetro a una precio de 6 bar?

b)    Dependiendo de su función, especifique los cuatro distintos tipos de válvulas hidráulicas.

Solución:

a)      ·        Válvulas distribuidoras: determinan la apertura y cierre y las modificaciones en el sentido de flujo del aire. Ej : 2/2,

3/2, 5/2, 5/3.·        Válvulas de bloqueo: corta el aire del paso comprimido. Son: Antirretorno, selectoras, de simultaneidad, de escape

rápido, estranguladora unidireccional.·        Válvulas reguladoras de caudal: influyen en la  cantidad de caudal que circulan son: estranguladora bidireccional.·        Válvulas reguladoras de presión: actúan sobre la presión del aire controlándola desde un valor nulo hasta el

máximo valor de alimentación. Son :

Válvulas regladoras de presión: regula la presión de salida para que sea siempre menor que la de entrada.

Válvula limitadora de presión: son válvulas de seguridad o sobrepresión. Impide que la presión de un sistema sea mayor que la fijada manualmente mediante un tornillo.

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Válvulas de secuencia: el principio de funcionamiento es el mismo que el de limitadora, pero en lugar de conectar a escape se conecta después de un deposito para temporizar y la salida de la misma pilotaría una válvula 5/2.

Ejercicio No 9:

La velocidad de avance de un cilindro de simple efecto debe regularse por una estrangulación en alimentación.

a)     Dibuje el esquema hidráulico.b)    Describa los componentes.

Solución:

b)         

1)    Cilindro de simple efecto con retroceso con muelle.

2)    Válvula reguladora de caudal unidireccional: regula la velocidad en un sentido, el de avance del vástago en este caso. Esta formada por una válvula antirretorno y por una válvula reguladora de caudal bidireccional conectada en paralelo.

3)    Válvula distribuidora 3/2 con accionamiento manual por pulsador y retroceso por muelle.

Ejercicio No 10:

Un cilindro de doble efecto tiene 60 mm de diámetro y 15 mm de vástago siendo la presión de trabajo de 6 bar y el rendimiento del 90%. Calcular la fuerza que ejerce en el avance y en el retroceso.

Nota

En la practica hay que tener en cuenta los rozamientos para calculara correctamente la fuerza. Si nos dice que el rendimiento es del 90%, quiere decir que hay un 10% de fuerza de rozamiento que hay que vencer y que no se puede aprovechar luego.

F real = F teórica = F rozamiento = F teórica = 10% F teórica =

(1- 0.1) F teórica = 9 . F teórica

1 bar = 1 Kp cm2

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Ejercicio No 11:

Diseñe un circuito hidráulico para activar un cilindro de simple efecto, controlado desde dos puntos simultáneamente, para que provoque el avance del vástago.

Solución:

Ejercicio No 12:

Se dispone de un cilindro de doble efecto con un embolo de 70 mm de diámetro y un vástago de 25 mm de diámetro, su carrera es de 400 mm. La presión del aceite es de 6 bar y realizada una maniobra de 10 ciclos cada minuto.

a)     Calcule la fuerza teórica que ejerce el cilindro en el avance y en el retroceso.b)    El consumo de aceite en condiciones normales.

Solución:

 

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Volumen total

Luego:

Caudal:

C = V . n , siendo V volumen en litros por ciclo y n el numero de ciclos por minuto.

C = 20.16 l/ciclo , 10 ciclos / min = 201.6 l/min

Ejercicio No 13:

Un cilindro de doble efecto debe salir mediante el accionamiento del pulsador T1 y , tras alcanzar su posición final S1, retroceder utilizando una electroválvula 4/2 vías.

a)     Dibuje el esquema hidráulico.b)    Describa los componentes.

Solución:

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b) mando semiautomático de un cilindro de doble efecto con accionamiento manual por pulsador.

Componentes neumáticos:

Cilindro de doble efecto.

Válvula distribuidora 4/2 con accionamiento manual por pulsador T1 y retorno electrónico por electroimán.

Componentes eléctricos.

Fuente de tención 24 v.

S1: pulsador electrónico NA.

El receptor del cilindro eléctrico es el electroimán A de la válvula 4/2.

Ejercicio No 14:

En un recipiente de 4 m2 existe aire a una presión relativa de 6 bar siendo la

temperatura de 293 K (20⁰c) calcule la cantidad de volumen de aire en condiciones normales ( 1 bar y 293 K) que se encuentra en el recipiente.

Solución:

P0 = 1bar

T0 = 273 K

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Ejercicio No 15:

Dibuje un esquema hidráulico con un cilindro de doble efecto, mandando mediante un distribuidor de 5/3 vías, que se acciona manualmente, de forma que;

·        En posición 1, el vástago realiza la salida.·        En posición 2, el vástago realiza el retorno.·        En posición 0, el vástago queda bloqueado.

Ejercicio No 16:

Explique el funcionamiento del esquema de la figura siguiente.

 Solución:

Elevación  de una plataforma mediante dos cilindros de simple efecto, sincronizado los dos cilindros por medio de dos válvulas reguladoras de flujo.

Al accionar el pulsador de la válvula 3/2 NC el aire comprimido se bifurca y es reglado a su caudal mediante dos válvulas reguladoras de flujo. El aire comprimido entra lentamente en ambos cilindros de simple efecto simultáneamente, haciendo avanzar los vástagos lenta y simultáneamente elevando la plataforma.

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Ejercicio No 17:

a)     Explique el funcionamiento del circuito.b)    Identifique los componentes del circuito.

a)     Mando de un cilindro de simple efecto accionado desde dos puntos diferentes mediante dos pulsadores: P1 o P2 con avance normal del vástago y retroceso lento debido a que la velocidad es regular mediante una válvula reguladora de caudal unidireccional en la descarga.

 Al accionar cualquier de los pulsadores P1 o P2 el vástago avanza              normalmente. Si se deja accionar el pulsador, el muelle del cilindro hace que se reposicione el vástago a su posición inicial lentamente.

b)    1: cilindro de simple efecto.

2: válvula reguladora de caudal unidireccional: regula la velocidad en el sentido de retroceso del vástago en este caso.3: válvula selectora de circuito: válvula que realiza la operación lógica OR, es decir, envía aire a la salida si recibe aire desde cualquiera de las dos entradas o de las dos la vez.

4: válvula distribuidora 3/2 NC con accionamiento manual por pulsador y retroceso  por muelle.

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Ejercicio No 18:

Un cilindro de doble efecto tiene un embolo de 70 mm de diámetro y un vástago de 25 mm de diámetro, la carrera es de 400 mm y la presión de trabajo ala que esta sometida es de 6 bar. Determinar:

a)     Fuerza teoría en el avanceb)    Fuerza teoría en el retroceso.c)     Consumo de aire en el recorrido de avance y retroceso.

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Ejercicio No 19:

Explique el funcionamiento del esquema de la figura siguiente.

a)     Mando indirecto de un cilindro de doble efecto. Al accionar el pulsador de la valvula 3 esta envía una señal ala valvula 2 piloteada neumáticamente en el avance, luego el vástago avanza.

Al dejar accionado el pulsador la valvula 3 vuelve a su posición de reposo cortando la señal q envía la valvula 2 , luego esta ultima vuele a su vez ala posición de reposo haciendo que retroceda el vástago del cilindro.

b)    1: cilindro de doble efecto. Realiza trabajo en los dos sentidos.2: valvula distribuidora 5/2 piloteada neumáticamente en el avance y retroceso por muelle. Al recibir presión mediante el pilotaje neumático la valvula hace que el vástago avance. Si no recibe seña, el muelle ase que se reposicione la valvula a su posición inicial y así el vástago retrocede.3: valvula distribuidora 3/2 con accionamiento manual y retroceso por muelle. Al accionar el mando manual se activa la valvula enviando una señal a la siguiente valvula. Se deja de accionar al mando la valvula vuelve a su posición inicial repocisionada por el muelle dejando de enviar la señal ala valvula 5/2.4: unidad de tratamiento de aire: consiste en un filtro, un regulador de presión y un lubricador. Lo que hace es limpiar el aire de partículas, ajustar la presión para que sea constante y proporcionar aceite pulverizado al circuito para lubricarlo.   

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Ejercicio No 20:

Explique el funcionamiento del esquema siguiente:

Solución:Mando semiautomático de un cilindro de doble efecto con avance lento y retroceso normal del vástago.

Al accionar el pulsador de la valvula de distribución 3/2 vías NC, el aire pasa al accionamiento neumático de la valvula distribuidora 5/2 vías. El aire comprimido pasa así las cámara anterior del cilindro empujando el embolo y haciendo avanzar el vástago lentamente. La descarga de la cámara posterior es lenta debido ala valvula reguladora de flujo.

Cuando el vástago llega al rodillo del final de carrera “F1” esta valvula distribuidora 3/2 vías NC deja pasar aire al accionamiento neumático derecho de la valvula 5/2 llena la cámara posterior del cilindro haciendo que e vástago retroceda con velocidad normal.

Ejercicio No 21:

a)     Conteste, razonando la respuesta, alas siguientes cuestiones:

Dibuje un esquema neumático con cilindro de doble efecto. El accionamiento ha de hacerse con dos pulsadores, uno accionado con a mano izquierda y el otro con la mano derecha. Si cualquiera de las válvulas deja de accionarse, el cilindro debe de retroceder a su posición inicial.

b)    Explique el nombre y la función de cada uno de los componentes empleados.

Solución:

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b)    

L1: Cilindro de doble efecto.

L2: valvula distribuidora 5/3 vías accionamiento neumático y retorno por muelle.

L3: valvula de simultaneidad asiendo la función AND. 

L4: válvulas 3/2 vías, accionamiento manual y retorno por muell

L5: unidad de mantenimiento compuesta de un filtro de aire comprimido y una valvula reguladora de presión.

NOTA: el elemento L5 no es indispensable ni en el grafico ni en la explicación.

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Ejercicio No 22:

Conteste razonando la respuesta, las siguientes cuestiones sobre el circuito adjunto

a)     Explique el funcionamiento del circuito.b)    Identifique los componentes del circuito.

Solución:

a)     El cilindro hidráulico de doble efecto L1 es accionado por la valvula L2 de tres posiciones:Ø Derecha: desplaza el vástago hacia la izquierda.Ø Central: no actúa sobre el vástago dejándolo donde este.Ø Izquierda: desplaza el vástago hacia la derecha.b)    L1: cilindro hidráulico de doble efecto.

L2: valvula distribuidora 4/3 vías con posición de paro intermedio:L3: compresor hidráulico que proporciona la presión necesaria para el funcionamiento.L4: deposito atmosférico que recoge el liquido procedente de la salida del cilindro y de donde lo coge el compresor.

Ejercicio No 23:

Conteste razonando la respuesta, las siguientes cuestiones sobre la figura adjunta:

a)     Que nombre recibe la valvula mostrada en la figurb)    Que función realiza?c)     Explique brevemente su funcionamiento.

Solución:

a)     Valvula de simultaneidad.b)    Función lógica AND o función lógica Y.c)     Se basa en que el aire comprimido debe de entrar por ambas conexiones X e Y para que salga por A (función AND)

si ambas entradas reciben aire comprimido a diferente presión la salida seria la correspondiente ala presión mas baja.

Ejercicio No 24:

Conteste las siguientes cuestiones:

Determine el trabajo efectivo que realiza un cilindro de simple efecto de 80 mm de diámetro y 20 mm de carrera. El cilindro funciona a una presión de 6 bar, la resistencia del muelle es 251 N el rendimiento del 65 %.

Dibuje el cilindro de simple efecto, una valvula 3/2 NC y una fuente de aire comprimido y realiza la conexión oportuna para que el actuar sobre la valvula, se desplace el cilindro y al soltar recupere su posición inicial.

a)     r = 0.04 m; d = 0.02 m; P = 6 bar <> 6.10 5 N/m2 ; ῃ= 0.65 ; E = 251 N

F = ῃ . ( P.π r2  - E) = 0.65 . ( 6.105 N/m2 . π . 0.04

2 m2 – 251) = 1797 NW = F . d = 1796.2 N . 0.02 m = 35.94 J

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Ejercicio No 25:

Conteste, razonando la respuesta, a las siguientes cuestiones sobre la figura adjunta:

a)     Explique el funcionamiento del circuito neumáticob)    Describa los componentes empleados en el circuito neumático.

a)     Accionamiento de un cilindro de doble efecto mediante dos pulsadores simultáneamente. Si cualquiera de las válvulas deja de accionarse, el cilindro debe retroceder a su posición inicial.

b)    L1: Cilindro de doble efecto.

L2: valvula distribuidora 5/3 vías accionamiento neumático y retorno por muelle.

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L3: valvula de simultaneidad asiendo la función AND. 

L4: válvulas 3/2 vías, accionamiento manual y retorno por muelle.

L5: unidad de mantenimiento compuesta de un filtro de aire comprimido y una valvula reguladora de presión.

Ejercicio No 26:

Conteste las siguientes cuestiones:

a)     Determine el trabajo efectivo de un cilindro de doble efecto en el retroceso, sabiendo que el diámetro del embolo es de 60 mm, el del vástago 8 mm y la carrera de 40 mm. El cilindro funciona a una presión de 10 bar con un rendimiento del 70%.

b)    Dibuje el cilindro neumático de doble efecto, y una valvula 5/2 NA, con retroceso con muelle, sus interconexiones y alimentaciones.

solucion:

a)     Fefectiva RETROCESO = L.F TEORICA RETROCSO = 0.7.10.105 N/m ( 0.062-

0.0082) m2 = 1944 NWefectiva = F efectiva RETROCESO . L = 1.944 N . 0.04M = 77.761 J

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Ejercicio No 27:

a)     Enumere los cuatro tipos de accionamientos de una valvula.b)    Represente mediante simbología normalizada las siguientes válvulas direccionales.a.     Valvula 2/2 vías normal cerrada.b.     Valvula 3/2 vías normal cerrada.c.      Valvula 3/2 vías normal abierta.d.     Valvula 2/2 vías.

Solución:

Ø ManualØ MecánicoØ NeumáticoØ Eléctrico

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Ejercicio No 28:

Un cilindro de doble efecto tiene un embolo de 90 mm de diámetro un vástago de 28 mm de diámetro la carrera es de 420 mm trabaja a 20 carrera/ minutos y la precio de manejo de 5 bar.

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a)     Calcule las fuerzas teóricas de avance y de retrocesob)    El consumo de aire en el cilindro de doble efecto.

http://www.cygintegral.cl/Biblioteca/Neumatica-5.pdf

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3.2 DESAROLLO DE CIRCUITOS ELECTRONEUMATICOS

En los siguientes circuitos electro neumáticos se muestra a detalle el cómo realizar un circuito electro neumático realizando primeramente los más básicos y posteriormente los más complejos.

CIRCUITOS ELECTRONEUMATICOS.

  

(CIRCUITOS BASICOS).

I.MANDO DE UN CILINDRO DE SIMPLE EFECTO.

El vástago de un cilindro de simple efecto ha de salir al ser accionado de un pulsador. Al

Soltar el pulsador, el émbolo ha de regresar a la posición final trasera.

 

SOLUCIÓN 1. – MANDO DIRECTO

Por el contacto del pulsador S1, el circuito queda cerrado. En la bobina 1Y se genera un campo magnético. La armadura en la bobina invierte la válvula y franquea el paso para el aire comprimido. Este fluye de (1) hacia (2) llegando al cilindro, cuyo émbolo es enviado a la posición de salida del vástago.

Soltando el pulsador S1, el circuito queda interrumpido. El (1Y) campo magnético en la bobina desaparece, la válvula distribuidora 3/2 vuelve a la posición inicial, el émbolo regresa a la posición retraída.

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SOLUCIÓN 2.- MANDO INDIRECTO

En la segunda solución, un relé K1 es pilotado por el pulsador S1. A través de un contacto de cierre de K1 queda pilotada la bobina 1Y (pilotaje indirecto). Por lo demás el desarrollo es idéntico a la solución 1.

La solución 2 es preciso aplicarla cuando la potencia de ruptura de los transmisores de señales (S1) no basta para conmutar la bobina 1Y, o cuando el trabajo siguiente sucede con otra tensión (220 V).

Por lo demás es precisa la conexión a través de relés, cuando hacen falta combinaciones y enclavamientos. En mandos con varios accionamientos K1, K2, K3, etc. resulta más fácil la lectura de esquemas y la localización de errores, al indicar en qué circuito se encuentran los contactos de apertura o de cierre de los accionamientos.

En los siguientes ejemplos se exponen las dos soluciones, con mando directo e indirecto.

II.MANDO DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO.

El vástago de un cilindro de doble efecto ha de salir, como en el caso anterior, accionando un pulsador; soltando el pulsador ha de regresar a la posición inicial.

 

Solución:

El mando del cilindro de doble efecto tiene lugar a través de una válvula distribuidora 5/2.

Por el accionamiento del pulsador S1, la bobina 1Y se excita. A través de un servo pilotaje por aire comprimido es gobernada la válvula distribuidora. El émbolo

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marcha a la posición anterior. Al soltar S1 surte efecto el muelle recuperador de la válvula distribuidora. El émbolo regresa a la posición inicial.

III.CONEXIÓN EN PARALELO “O” (CILINDRO DE SIMPLE Ó DE DOBLE EFECTO).

La posición de reposo del cilindro es con el vástago fuera. El envío del émbolo a la posición posterior ha de ser posible desde dos puntos.

Solución:Por el accionamiento del pulsador S1 ó S2 queda excitada la bobina 1Y. La válvula distribuidora (3/2 ó 5/2) conmuta, el émbolo retrocede hasta el inicio de carrera. Soltando el o los pulsadores accionados queda anulada la señal en 1Y, la válvula conmuta y el émbolo vuelve a la posición inicial.

IV.CONEXIÓN EN SERIE “Y” (CILINDRO DE SIMPLE Ó DE DOBLE EFECTO).

La posición base del cilindro es la posterior. Un vástago debe salir, al ser accionados dos pulsadores simultáneamente.

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Solución:Al accionar los pulsadores S1 y S2, el circuito se cierra. Queda excitada la bobina 1Y. La válvula distribuidora (3/2 ó 4/2) conmuta, el émbolo se mueve hacia la posición final delantera.

Soltando uno o los dos pulsadores queda anulada la señal en 1Y, la válvula se reposiciona y el émbolo vuelve a la posición inicial.

 V.MANDO INDEPENDIENTE EN AMBOS LADOS.

El émbolo del cilindro ha de avanzar a la posición anterior previo accionamiento del pulsador S1, allí ha de permanecer hasta que es accionada la carrera de retroceso a través del pulsador S2.

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Solución:

Al accionar el pulsador S1, la bobina 1Y1 se excita. La válvula se invierte y permanece en esta posición hasta que a través del pulsador S2 actúa una señal sobre la bobina 1Y2. El vástago sale. Cuando la bobina 1Y2 se excita, la válvula distribuidora 3/2 ó 5/2 vuelve a la posición de dibujo y el émbolo regresa a la posición inicial (inicio de carrera).

VI.RETORNO AUTOMÁTICO DE UN CILINDRO

El émbolo ha de avanzar a la posición anterior previo accionamiento de un pulsador. Una vez alcanzada esta situación debe volver nuevamente a la posición de partida.

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Solución:

Por el accionamiento del pulsador S1 queda excitada la bobina 1Y1. La válvula se invierte. El émbolo avanza a la posición final delantera. Una vez ha alcanzado la posición anterior, accionará el final de carrera 1S ubicado allí. Este final de carrera 1S excita a la bobina 1Y2, la válvula vuelve a la posición de dibujo y el émbolo puede regresar a su posición base. La condición es que el pulsador S1 no esté presionado.

VII.MOVIMIENTO OSCILANTE DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO

Después de conectado un interruptor ha de salir y entrar el vástago continuamente, hasta que vuelva a quedar desconectado el interruptor. El émbolo ha de volver a ocupar su posición inicial.

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Solución:

En ambas posiciones finales del vástago se encuentran los finales de carrera 1S1 y 1S2, accionados mecánicamente. Estos emiten respectivamente una señal para conseguir la carrera de retroceso y de avance respectivamente. Pero el pulsador S1 actúa solamente si el interruptor S3 está conectado. El émbolo por consiguiente ejecuta un movimiento de vaivén. Al volver a quedar

desconectado el interruptor S3, ninguna señal puede alcanzar a la bobina 1Y1, es decir el émbolo permanece parado en la posición inicio de carrera.

 

Circuito de autor retención.

Se trata de un circuito eléctrico que cierra para memorizar señales. Se utilizan en mandos electro neumáticos, cuando determinadas señales eléctricas han de quedar memorizadas. El memorizado de señales, en determinados casos, puede realizarse mediante electroválvulas neumáticas con reposición por muelle (monoestables). En los mandos más amplios (cadenas rítmicas) puede aplicarse la función de memoria tanto en la parte neumática como en la eléctrica, según constitución, y también en ambos ámbitos.

En la técnica de mando se habla de dos circuitos de autorretención, con conexión (CON dominante) o desconexión (DES dominante).

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO DE AUTORRETENCIÓN:

En el circuito 1, a través del pulsador CON queda excitado el relé K1 que activa la válvula

1Y. Para que al soltar el pulsador CON permanezca excitado el relé, ha de seguir conectado. Para ello, en paralelo al circuito 1, se dispone un contacto de cierre de K1 (circuito 2, figura 7-8).

Por esta conexión en paralelo se logra que al soltar el pulsador CON no quede desactivado el relé K1. Para que el circuito de auto retención pueda quedar nuevamente borrado, es preciso montar un pulsador de desconexión DES. Este pulsador DES se dispone en la

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solución “CON dominante” en el circuito 2. En la solución desconexión dominante el pulsador DES se ubica dentro del circuito 1 tal como se observa en la figura 7-8. Por lo tanto para que domine la conexión o la desconexión es determinante la posición de montaje del pulsador DES. Si el pulsador DES está conectado en serie con el contacto de cierre K1, siempre es dominante la señal CON. Si el pulsador DES está conectado en serie con el pulsador CON , el comportamiento del circuito es DES dominante.

 

RETROCESO DE UN CILINDRO CON PULSADORES Y MEMORIA ELÉCTRICA.

El vástago de un cilindro de simple o de doble efecto ha de salir y permanecer en la posición delantera, hasta que una segunda señal lleve al émbolo a la posición inicial.

Solución:

A través del pulsador S1 se cierra el circuito 1 y es excitado el relé K1. Paralelo a este circuito 1 está montado, en el circuito 2, un contacto de cierre del relé K1, que mantiene la alimentación de corriente para el relé K1. El contacto de cierre K1, en el circuito 3 hace que se excite la bobina 1Y. El émbolo avanza a la posición final delantera. Mediante el pulsador S2 el circuito 1 quedando interrumpido hacia el relé K1. Todas las funciones del relé K1 retornan a la posición inicial. Por ello también se interrumpe el circuito hacia la bobina 1Y. El muelle de la válvula distribuidora la hace retornar y el émbolo regresará también a la posición inicial.

 

 Mandos con comportamiento temporizado.

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Los mandos, que tienen prescritos un desarrollo cronológico muy determinado, deben estar equipados con relés temporizadores eléctricos. Existen mandos únicamente influidos por el tiempo o bien por combinaciones de la consulta del espacio y el tiempo. Los relés de tiempo, que se utilizan hoy predominantemente como relés temporizadores electrónicos, tienen como ya se ha indicado, dos comportamientos temporales fundamentales:

Relé temporizador con retardo de excitación

Relé temporizador con retardo de des excitación.

 

 Mando de un cilindro de doble efecto con temporización (retardo de excitación).

El émbolo tiene que avanzar previo accionamiento del pulsador S1. En el final de carrera debe parar 10 segundos y luego regresar automáticamente. En la posición anterior se halla el final de carrera 1S.

Solución:

Por el accionamiento del pulsador manual S1, el relé K1 se excita. El contacto de cierre del relé K1 está unido con la bobina 1Y1. Por la conexión del contacto de cierre, la electroválvula queda invertida. El vástago del cilindro avanza a la posición final de carrera. En esta posición queda accionado el final de carrera 1S. Este final de carrera conecta el relé temporizador K2 (con retardo de excitación). Transcurridos 10 segundos el contacto de cierre del relé temporizador excita la bobina 1Y2 de la válvula distribuidora. La válvula retorna a su posición inicial, por lo que el émbolo regresa a la posición de inicio de carrera.

 

 Mando de un cilindro de doble efecto con temporización (retardo de des excitación).

El émbolo tiene que avanzar previo accionamiento del pulsador S1. En el final de carrera debe parar 10 segundos y luego regresar automáticamente. En la posición anterior se encuentra el final de carrera 1S.

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Solución:

Por medio del pulsador de marcha S1, el relé K1 queda excitado. El contacto de cierre de la línea 3 del relé K1 conecta la bobina 1Y1. Debido al impulso, la válvula distribuidora 5/2 invierte y el émbolo del cilindro avanza a la posición anterior. La bobina 1Y2 está sin corriente, porque el contacto de apertura (línea 4) del relé temporizador K2 está desconectado. (El conmutador K2 del circuito 4 está dibujado en la posición en que su relé correspondiente no está excitado). La señal de entrada desaparece cuando se acciona el final de carrera 1S. Transcurrido el tiempo ajustado de 10 segundos, el contacto de apertura del relé temporizador K2 conecta la bobina 1Y2, por lo que la válvula distribuidora 5/2 manda el émbolo del cilindro de doble efecto a la posición de inicio.

 

 Diseño de circuitos

El diseño de los circuitos puede realizarse de dos maneras:

1. El método puramente intuitivo.

2. El método sistemático.

 Para ambos métodos es necesario que previamente se establezca el enunciado del problema, es decir se planteen los requerimientos del proceso a resolver. En el primer método se acomete el problema únicamente apoyándose en la intuición o en la experiencia. Cuando se trata de automatismos complejos se requiere en la realización de los mandos cierta experiencia y también método.

El segundo método, apoyándose en directrices determinadas, supone una realización sistemática de los mandos, siguiendo determinadas directrices.

Ambos métodos deberán conducir a circuitos de funcionamiento seguro.

No obstante, en el proyecto de mandos electroneumáticos se recomienda el segundo método, que al observar determinadas directrices, garantiza una mayor seguridad.

 A continuación se desarrolla la elaboración de circuitos de forma sistemática, mediante ejemplos.

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 Ejemplo 1: Manipulación de paquetes

Los paquetes son alimentados desde el cargador por gravedad mediante el cilindro 1A, que los lleva hasta la posición dónde son empujados por el cilindro 2A para el llenado de la caja donde van embalados. La secuencia deseada es: 1A+, 2A+, 1A-, 2A-. La solución del mando se resuelve en primer término con memorización neumática y después con eléctrica, realizando el diseño paso a paso. La memorización neumática requiere válvulas biestables o de doble bobina, mientras que la eléctrica utiliza válvulas monoestables o de bobina única.

Como se observa a continuación se diseñan de manera separada los circuitos de mando, es decir, los que realizan las señales, y los circuitos principales, o sea, los que ejecutan los movimientos.

 SOLUCIÓN 1 (MEMORIA NEUMÁTICA)

Paso 1:

Trazado de los circuitos de mando y principal (1 y 5). En el circuito de mando, el relé K1 es excitado a través del pulsador S1 y a través de la “consulta” por medio del final de carrera 2S1. Se denomina “consulta” a conocer de alguna manera si se ha producido un hecho antes de verificarse el siguiente. En este caso se trata de saber si el vástago de 2A ha retornado a su posición inicial antes de que salga el de 1A. En el circuito principal, el contacto de cierre de K1 cierra el circuito. La bobina 1Y1 se excita, invierte la válvula 1V y el vástago del cilindro 1A sale.

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Paso 2:

Trazado de los segundos circuitos de mando y principal (2 y 6). En la posición anterior del cilindro 1A es accionado el final de carrera 1S2. A través de éste se excita el relé K2. Un contacto de cierre de K2 excita la bobina 2Y1, la válvula 2V se invierte, el vástago del cilindro 2A sale.

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Paso 3:

Trazado de los terceros circuitos de mando y principal (3 y 7). El cilindro 2A ha empujado el paquete hacia la rampa. En su posición anterior el cilindro 2A acciona y cierra el final de carrera 2S2, se excita el relé K3 y el contacto de cierre de K3 conecta la bobina 1Y2. La válvula 1V vuelve a su posición de dibujo. El émbolo del cilindro 1A puede regresar a su posición posterior.

Paso 4:

Trazado de los cuartos circuitos de mando y principal (4 y 8). El cilindro 1A acciona el final de carrera 1S1 situado en la posición posterior. Se excita el relé K4. El contacto de cierre de K4 conecta a la bobina 2Y2. La válvula 2V regresa a su posición de dibujo. El cilindro 2A regresa y vuelve a accionar el final de carrera 2S1. Al llegar un nuevo paquete todo se encuentra como al

Principio dispuesto a comenzar un nuevo ciclo cuando se pulse S1.

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Situación de inicio y final de ciclo.

SOLUCIÓN 2 (MEMORIA ELÉCTRICA)

El sistema utiliza, como ya se dijo anteriormente válvulas distribuidoras 5/2 monoestables con una bobina. La memorización de las señales se efectúa mediante circuitos de autor retención. En la figura se indica la posición de los finales de carrera eléctricos.

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Paso 1: (salida del vástago de 1A).

Se trazan los circuitos de mando y principal para el primer relé K1 y para la bobina 1Y. A través del final de carrera 2S1 (sensor de posición tipo reed), que está activado, ya que el cilindro 2A está en el inicio de carrera, así como del pulsador de marcha S1, queda cerrado el circuito 1 con el relé K1. En paralelo a este circuito es tendido el de autor retención, precisamente con un contacto de cierre K1. De este modo se autor retiene el relé K1. Un contacto de cierre de k1, unido en el circuito principal con la bobina 1Y, efectúa la inversión de la válvula distribuidora 1Y2. El vástago del cilindro 1A sale.

En el esquema eléctrico se ha mantenido siempre la simbología en el momento inicial sin simular los cambios que van sucediendo en dicho circuito. Es decir se representa tal y como se entregaría el plano de montaje, sin carga eléctrica.

Paso 2:

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Se traza el 2º circuito de mando con el relé K2 y el 2º principal con la bobina 2Y. El cilindro 1A, en la posición final de carrera acciona 1S2 que efectúa la excitación de K2 en el circuito 3. En paralelo se encuentra la autor retención para el relé K2 a través de un contacto de cierre de K2. En el circuito principal, por el cierre del contacto de cierre K2 queda excitada la bobina 2Y, la válvula distribuidora 2Y conmuta, el vástago del cilindro 2A sale.

En la línea 3 se coloca en serie un contacto de cierre K1 para que el proceso sea secuencial y no se active K2 a menos que se haya activado K1 en el paso inmediatamente anterior. De esta forma se consigue que, cualquier eventualidad que hiciera que el vástago del cilindro 1ª estuviera fuera en el inicio de ciclo, no alteraría la secuencia correcta de funcionamiento.

Paso 3:

En este paso tiene que retornar el vástago del cilindro 1A, para lo cual se descalcita el relé K1.

Cuando el cilindro 2A llega al final de carrera acciona 2S2 (final de carrera tipo red), con la señal de dicho sensor se cierra el circuito 5 de mando accionando el relé K3. Por medio de un contacto normalmente cerrado, gobernado por dicho relé (K3), colocado en serie en la línea 1 de mando se abre el circuito 1, desconectando la memoria eléctrica. Como consecuencia se abre el contacto K1 del circuito principal y se desactiva 1Y. La electroválvula entonces vuelve a su posición estable por la acción del muelle y el vástago de 1A comienza a entrar. En la línea 5 se dispone un contacto de cierre K2 con idéntica misión que el K1 del circuito 3. Por otra parte en este paso se habrá desconectado este último, de esta manera se consigue que el relé K2 del circuito 3 sólo actúe en el momento que le corresponde del ciclo.

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Paso 4:

En este paso tiene que volver el cilindro 2A para lo cual se desconecta el relé K2. Cuando el cilindro 1A llega al inicio de carrera cierra el contacto 1S1. Además el relé K3 está todavía activado porque 2S2 está cerrado. Se cumplen así las dos condiciones necesarias para que se active el relé K4 (figura 7-22).

Como consecuencia, en el circuito nº 3 el contacto normalmente cerrado de K4 se abre y se libera la autor retención del relé K2. En el circuito 8 se abre el contacto K2 y se des excita la bobina 2Y. Al ocurrir esto la válvula vuelve a su posición estable por medio del muelle y el vástago del cilindro 2A vuelve a su posición de inicio.

Vuelve todo a la posición inicial. El circuito eléctrico de la Figura 7-22 refleja el circuito tal y como se expresaría para conseguir la secuencia propuesta.

En el circuito 6 figura el contacto de cierre K3 con misión idéntica al K1 del circuito 3 y al K2 del 5. Además en este caso el K2 del 5 se abrirá, con el fín que el relé K3 solo actúe en su momento.

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Interferencias de señales

Se denomina interferencia de señales, al caso en que cuando se desea efectuar un movimiento se sigue actuando sobre aquel elemento que produjo el efecto contrario, es decir se está produciendo una señal indeseada que interfiere. Esto mismo ha sido estudiado en el capítulo de neumática 5.3. En el caso de producirse una interferencia el circuito llega a ese punto y se para, pues no se produce el movimiento deseado.

Para que no se produzca interferencia es necesario que entre dos movimientos del mismo cilindro (1A+, 1A- ) exista el movimiento contrario al que produjo el primero de los dos movimientos (1A+). Por ejemplo en la secuencia (1A+, 2A+ , 1A- , 2A-), explicada en 7.4, entre 1A+ y 1A- existe

el movimiento 2A+ que es el movimiento contrario al que produjo 1A+ (2A-). Además entre 2A+ y 2A- existe el movimiento 1A- que es el contrario al que produjo 2A+ (1A+). Luego no hay interferencias en este proceso.

Por otra parte hay que tener en cuenta que un proceso no acaba con su secuencia, sino que esta vuelve a empezar, por ello la secuencia anterior debe ser estudiada completa, es decir: (1A+, 2A+ , 1A- , 2A-, 1A+ , 2A+ , 1A- , 2A-, …). En esta secuencia tampoco hay interferencia entre 1A- y 1A+ ni entre 2A- y 2A+ por análogas razones a las mencionadas.

Si, a la inversa, no existe entre dos movimientos contrarios el inverso al que produjo el primero de los dos movimientos, se forma una interferencia que será preciso eliminarla de alguna manera.

Por ejemplo en la secuencia (1A+, 2A+ , 2A-, 1A- ) entre 2A+ y 2A- no hay ningún movimiento por lo que no se encuentra el movimiento necesario para que no exista interferencia (1A-), luego la

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habrá. Si tomamos la secuencia completa (1A+, 2A+ , 2A-, 1A- , 1A+ , 2A+ , 2A-, 1A- ,…) entre 1A- y 1A+ se producirá otra interferencia por análogas razones.

Otro caso: (1A-, 2A+ , 2A-, 1A+ , 3A+, 3A-, 1A- , 2A+ , 2A-, 1A+ , 3A+, 3A-, …) existirán interferencias entre 2A+ y 2A-, entre 3A+ y 3A- y entre 1A- y 1A+ por análogas razones a las ya mencionadas. La eliminación de las interferencias va a ser explicada mediante los siguientes ejemplos:

 Ejemplo: Fresadora.

Una fresadora ha de realizar ranuras en un marco de madera. Para resolver tal problema un cilindro (1A) sujeta el marco para luego mediante una unidad de avance (2A) realizar la ranura. La secuencia deseada es: 1A+, 2A+, 2A-, 1A-, … El croquis del proceso y el diagrama espacio fase se muestran en la figura 7-23. En la figura 7-24 se traza el esquema neumático del proceso.

S1 + 1S1 _ 1A+ 2S2 _ 2A-

1S2 _ 2A+ 2S1 _ 1A-

 Esquema neumático.

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En la fase 1 del proceso se desea que comience el movimiento 1A+ estando pisado el fin de carrera 2S1, que es precisamente el que produjo el movimiento 1A-. Es decir se pretende que se realice el movimiento 1A+ cuando se está actuando sobre el sensor que produce el movimiento 1A-.

Por otra parte en la fase 3 se desea conseguir el movimiento 2A- cuando está pisado el sensor 1S2 que produjo el 2A+, es decir aquí se genera una segunda interferencia. La solución al problema viene por anular las señales producidas por los sensores 2S1 y 1S2, aunque se encuentren accionados por sus respectivos vástagos.

En las figuras se presentan los esquemas eléctricos que eliminan las interferencias. La explicación se presenta paso a paso para mayor facilidad en su comprensión.

Con el accionamiento de marcha S1 y del final de carrera 1S1 del cilindro 1A se cierra el circuito 1 que excita el relé K1. El contacto de cierre K1(2) produce la autor retención del relé K1 y el contacto de cierre K1(3) alimenta la bobina 1Y1 que genera el movimiento 1A+. En el circuito principal se dispone una segunda línea con un contacto de apertura K1 (4), de manera que las dos líneas se van a encontrar conectadas y desconectadas alternativamente.

Cuando el vástago de 1A sale, 1S1 abre sin consecuencia inmediata dado que existe la autor retención por medio del circuito 2.

Cuando el vástago de 1A llega a su fin de carrera anterior pisa 1S2 que tiene como consecuencia la excitación de 2Y1 y el movimiento 2A+.

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En el momento en que concluye el movimiento 2A+ se pisa el contacto 2S2, debiendo tener una consecuencia doble, la excitación de 2Y2 y al mismo tiempo la des excitación de 2Y1, con el fin de eliminar la interferencia producida.

Para ello, como se observa en la, se ha colocado el contacto de apertura 2S2 en la línea 1, de esta manera cuando se actúa sobre dicho contacto se abre el circuito 1, se desactiva el relé K1 y se elimina su autor retención. Al mismo tiempo se abre el contacto K1 (3) y se des excitan 1Y1 y 2Y1. Por otra parte, el relé K1 arrastra el contacto de apertura K1 (4) que en este momento se cierra, activa la línea auxiliar B a la que está conectada la bobina 2Y2, que se excita y produce el movimiento 2A-.

Cuando comienza el 2A-, se deja de actuar sobre 2S2 que cierra, sin consecuencia inmediata. El vástago retrocede hasta su fin de carrera posterior pisando 2S1, que debe excitar la bobina 1Y2 para que se produzca el movimiento 1ª.

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Para ello se ubica el contacto 2S1. en serie con la bobina 1Y2, y a su vez en paralelo con la 2Y2. De esta manera se consigue el efecto deseado.

Cuando el vástago de 1A penetra, deja de actuar sobre 1S2, sin consecuencia inmediata.

En el instante en que 1A- concluye se actúa sobre 1S1, cerrándose, acabándose el ciclo y quedando todos los elementos en la posición de partida.

Por último hay que observar que cuando el operario vuelva a pulsar S1, comienza el ciclo cerrándose el circuito 1, excitándose el relé K1, consiguiendo su autor retención, y lo que es más importante, cerrando el contacto K1(3) y abriéndose el K1(4).

De esta manera se alimenta la línea auxiliar A y se desconecta la B, eliminándose las excitaciones de 2Y2 y 1Y2, y por tanto la interferencia producida.

Como resumen hay que observar que las bobinas situadas a la izquierda de las válvulas, 1Y1 y 2Y1, están conectadas a la línea auxiliar A y las de la derecha a la B. Estas líneas están activadas alternativamente, eliminándose así las interferencias.

Muchas definiciones como álgebras booleanas, expresión booleana, entre otras honran a George Boole matemático del siglo XIX cuya propuesta principal está basada en formalizar y mecanizar el proceso de razonamiento lógico. Desarrolla una teoría lógica que utiliza símbolos en lugar de palabras. Tiempo después C.E Shannon en 1938 observo que el álgebra booleana se podía aplicar en el análisis de circuitos eléctricos que posteriormente es utilizado para el diseño y análisis de computadoras electrónicas. 

 Circuitos Combinatorios:

 En una computadora únicamente existe dos posibilidades: utilizar el 0 o bien el 1 para representar el objeto más pequeño e indivisible. Todos los programas y datos

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se reducen a combinaciones en bits. Un bit en una parte de un circuito puede producir voltaje mientras que en otra parte no lo hace. Razón por la cual se requieren dos niveles de voltaje:

                   1 = voltaje alto

                   0 = voltaje bajo

Los datos de salida de un circuito combinatorio están determinados por la combinación de datos de entrada. Un circuito combinatorio no tiene memoria por lo tanto  los datos de entrada anteriores y estado existente no afectan los datos de salida del circuito.

Los circuitos combinatorios se construyen por medio de compuertas lógicas que son capaces de hacer cambios en el nivel de voltaje del cuerpo.

 Un circuito combinatorio es aquel cuya salida se puede obtener de una única forma, además los circuitos que utilizan las compuertas lógicas, se los puede también representar mediante las expresiones booleanas que utilizan los símbolos -, Ú, Ù, para las compuertas NOT, OR y AND respectivamente.

Las tablas de verdad de las expresiones booleanas serán iguales a las tablas con las que trabajamos en el capítulo anterior, con esto quiero decir que se deberá evaluar primero las compuertas más internas hasta llegar a la compuerta principal.

Ejemplo:

Dado el circuito:

La expresión booleana que la representa será:

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La expresión booleana que la representa será:

(x1 ^ x2) ^ (x1 v x3).

LA

EJEMPLO DE CIRCUITO DE ALGEBRA BOOLEANA EN EL FLUIDSIM.

SE DESEA UN CIRCUITO PARA IMPLEMENTAR LA ALARMA DE SEGURIDAD DE UN CARRO DE 2 PUERTAS SE DISPONE DE UN CONJUNTO DE INTERRUPTORES LOS CUALES SE HAN DISPUESTO DE LA SIG, MANERA.

a) UN INTERRUPTOR SE HA DE PRENDERCE SI PONEMOS EL CARRO EN VELOCIDAD.

b) UN INTERRUPTOR SE HA PUESTO BAJO CADA UNO DE LOS ASIENTOS Y PRENDERA SI ALGIGUIEN SE SIENTA

c) UN INTERUPTOR SE HA PUESTO EN CADA ACIENTO Y PRENDERA SI EL CINTURON ES ABROCHADO.

LA ALARMA FUNCIONARA CUANDO SE PRENDE LA LLEVA Y PONGAMOS UN CAMBIO DE VELOCIDAD Y SE COMPRUEBA QUE CUALQUIER DE LOS ACIENTOS SE OCUPA Y EL CORRESPONDIENTE CINTURRON NO ESTE AJUSTADO.

M= ALARMA

A= ASIENTO DERECHO

B= ASIENTO IZQUIERDO

Page 46: Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicos.docx

C= SENDOR DE ASIENTO

D= SENSOR DE CAJA DE VELOCIDAD

G= SENSOR DE CINTO DERECHO

H= SENSOR DE CINTO IZQUIERDO.

SOLUCION.

DIAGRAMA ELECTRICO.

DIAGRAMA DE CIRCUITO EN EL INTERIOR DE ALGEBRA BOOLEANA.

Page 47: Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicos.docx

existen una gran variedad de formas de conectar un mismo circuito, todas dependiendo de la logica que logre desarollar la persona, esta es solo una de tantas combinaciones para este circuito.

Cilindro de simple efecto con válvula 3/2

El circuito neumático consiste en un cilindro de simple efecto, controlado por una válvula de 3

vías y 2 posiciones. La válvula está accionada por un pulsador, es decir, que tras soltar el

actuador la válvula volverá a su situación inicial gracias a un muelle de retorno. Veamoslo en

imágenes:

Page 48: Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicos.docx

En un principio, la válvula permite la circulación del aire entre el cilindro (conexión 2) y la salida a la

atmósfera (conexión 3). La conexión 1, que toma aire a presión, está inicialmente cerrada. Al

mantener pulsado el pulsador, la válvula pasa a la posición 2, comprimiendo el muelle. Ahora

cerramos la salida a la atmósfera, y el aire a presión procedente de la conexión 1 llega por la

conexión 2 hasta el cilindro, empujando el pistón hacia fuera.

Al soltar el accionamiento manual, el muelle de retorno devuelve a la válvula a su situación

inicial,cerrando la conexión 1, y permitiendo la salida a la atmósfera del aire a presión que el

cilindro expulsa al volver a su situación inicial gracias a su propio muelle de retorno.

Cilindro de doble efecto con válvula 4/2

Ahora el cilindro será de doble efecto, y la válvula tendrá 4 vías, y 2 posiciones. El

accionamiento es de nuevo un pulsador manual y el retorno se lleva a cabo por un muelle. Como

antes,la vía 1 es la que toma el aire comprimido, la vía 3 es una salida a presión atmosférica, y las

vías 2 y 4 conectan la válvula y el cilindro.

Page 49: Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicos.docx

Inicialmente, las vías 1 y 2 están conectadas, por lo que el aire a presión entra en el cilindro de

manera que empuja el pistón a su interior. En esta posición el cilindro está recogido.

Al pulsar, comprimimos el muelle y cambiamos la válvula a la posición 2. En esta disposición, el

aire a presión entra por la vía 4, empujando el pistón hacia fuera. El pistón al moverse, empuja a su

vez el aire en la cámara de la derecha a través de la vía 2, expulsándolo a la atmósfera a través de

3.

Una vez soltamos el pulsador, la válvula retorna a su posición 1, permitiendo el paso del aire

comprimido otra vez por la vía 2. Observamos que el cilindro de doble efecto vuelve a su

posición inicial, pero esta vez no por un muelle de retorno propio, como en el caso del cilindro de

simple efecto anterior, si no que lo hace empujado por el aire comprimido proveniente de 2.

Cilindro de doble efecto con válvula 5/2

Ahora contamos con un cilindro de doble efecto controlado por una válvula de 5 vías y 2

posiciones. Esta vez no habrá pulsador, ni muelle de retorno, sino que está válvula

seráaccionada neumáticamente a su vez por dos válvulas de 3 vías y 2 posiciones,

accionadas, éstas sí, por un pulsador y con un muelle de retorno.

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En la situación de reposo(que tomaremos como situación 1 en la válvula 5/2), el aire entrante por 1,

a una presión P mayor que la atmósfera, circula a través de 2 empujando el pistón hacia el interior

del cilindro. Éste al desplazarse expulsa el aire de la cámara de la izquierda a la atmósfera, a

través de las vías 4 y 5. La vía 3 no actúa para nada.

Page 51: Ejercicios resueltos de circuitos hidráulicos.docx

Si accionamos el pulsador de la izquierda, permitiremos el paso a través de dicha válvula, y

el flujo de aire comprimido empujará la válvula 5/2 hasta la posición 2. En dicha posición, el

aire comprimido procedente de 1 (de la toma de aire comprimido de la válvula 5/2; el aire

comprimido de la válvula 3/2 izquierda únicamente actúa como accionamiento) entrará ahora por el

lado izquierdo del cilindro, empujando el pistón hacia fuera, y expulsando el aire de la cámara de la

derecha a la atmósfera, a través de 2 y 3. Al soltar el pulsador, el muelle de retorno cortará el flujo

que accionaba la válvula 5/2, pero la situación de la válvula seguirá siendo la 2. Únicamente si

pulsamos el pulsador de la válvula 3/2 de la derecha cambiaremos el modo de funcionamiento de

la 5/2 a la posición 1 inicial.