NEUMÁTICA E HIDRÁULICA

La evolución continua de la industria en la obtención de nuevas materias, su mecanización y la obtención de un producto final elaborado obliga a conocer y entender el funcionamiento de los dispositivos neumáticos e hidráulicos, su control, sus limitaciones y la forma de realizar un correcto diseño de las instalaciones.

La obra estudia los actuadores y motores neumáticos, hidráulicos, eléctricos y digitales, con sus válvulas distribuidoras y accesorios, y los métodos de montaje y diseño de sus instalaciones, acompañando diagramas de cálculo de diversos fabricantes que permiten seleccionar el motor o el actuador más adecuado para las diversas aplicaciones que el usuario pueda requerir.

En esta segunda edición se ha ampliado el capítulo 7 de instalaciones neumáticas e hidráulicas. También se ha añadido un nuevo capítulo (8) de Centrales neumáticas e hidráulicas que describe los dispositivos y las características que deben reunir el aire y el fluido hidráulico para que la alimentación de los correspondientes actuadores y motores sea óptima, además se han actualizado y corregido otros capítulos. Es una obra básica, muy completa, actualizada y amplia sobre neumática e hidráulica, incluyendo ejemplos de cálculos y de aplicaciones en cualquier instalación.

ÍNDICE COMPLETO DEL LIBRO:

Generalidades ………………………………………………………………………. 1
1.1 Neumática ………………………………………………………………………… 1
1.2 Hidráulica ………………………………………………………………………… 2
1.3 Comparación entre neumática, hidráulica, eléctrica y electrónica …… 4

2. Actuadores neumáticos ………………………………………………………… 9
2.1 Generalidades ………………………………………………………………….. 9
2.2 Servomotor neumático …………………………………………………… 12
2.2.1 Generalidades ………………………………………………………… 12
2.2.2 Fuerzas en el servomotor neumático ……………………… 14
2.3 Cilindro neumático de movimiento lineal ……………………… 19
2.3.1 Generalidades ………………………………………………………… 19
2.3.2 Cálculo de los cilindros neumáticos ……………………….. 21
2.3.2.1 Fuerza del cilindro …………………………………………. 21
2.3.2.2 Fuerza de carga del cilindro ……………………………. 23
2.3.2.3 Consumo de aire ……………………………………………. 27
2.3.2.4 Velocidad del pistón y amortiguamiento …………… 29
2.3.3 Cilindro de doble efecto tipo tándem …………………….. 35
2.3.4 Cilindros de doble efecto multiposición …………………. 35
2.3.5 Cilindro neumático guiado ……………………………………. 36
2.3.6 Cilindro neumático sin vástago ……………………………… 37
2.3.7 Cilindro neumático de impacto ……………………………… 38
2.3.8 Cilindro neumático de fuelle ………………………………….. 38
2.3.9 Sistemas de accionamiento …………………………………….. 40
2.3.9.1 Válvulas distribuidoras ………………………………….. 40
2.3.9.2 Cálculo del Cv y Kv de las válvulas distribuidoras …… 56
2.3.9.3 Accesorios de las válvulas distribuidoras ………….. 64
2.3.9.4 Accesorios de los cilindros ………………………………. 69
2.3.9.4.1 Sensores de posición del cilindro …………. 69
2.3.9.4.2 Finales de carrera ……………………………… 69
2.3.9.4.3 Unidad de bloqueo del cilindro …………… 72
2.3.9.4.4 Sistemas de posicionamiento secuencial . 72
2.3.9.4.5 Posicionadores ………………………………….. 79
2.3.10 Dispositivos hidroneumáticos ……………………………… 84
2.3.11 Dispositivos de función lógica ……………………………… 86
2.3.12 Equipos neumáticos …………………………………………….. 93
2.4 Cilindro neumático de movimiento giratorio …………………. 97
2.5 Músculo neumático ……………………………………………………….. 99
2.6 Técnicas de vacío ………………………………………………………….. 102
2.6.1 Generalidades ………………………………………………………. 102
2.6.2 Obtención del vacío ……………………………………………… 103

3. Actuadores hidráulicos …………………………………………………….. 111
3.1 Generalidades ……………………………………………………………….. 111
3.2 Cilindro hidráulico ……………………………………………………….. 113
3.2.1 Generalidades ……………………………………………………….. 113
3.2.2 Cálculo del cilindro ………………………………………………. 114
3.2.2.1 Tamaño del cilindro ……………………………………… 114
3.2.2.2 Carrera del pistón ………………………………………… 116
3.2.3 Sistemas de accionamiento …………………………………… 121
3.2.3.1 Válvulas distribuidoras ………………………………… 121
3.2.3.2 Dispositivos de función lógica ……………………….. 134
3.2.3.3 Cálculo de Cv y del Kv de las válvulas distribuidoras .. 134
3.2.3.4 Accesorios …………………………………………………… 141
3.3 Equipos hidráulicos ……………………………………………………… 153
3.3.1 Circuito hidráulicos típicos ………………………………….. 153
3.3.2 Accionamiento de turbinas …………………………………… 155
3.3.3 Prensas hidráulicas ………………………………………………. 155
3.3.4 Ejemplo de dimensionamiento de un circuito hidráulico. Grúa …… 159
3.3.5 Diagramas de representación de circuitos ……………. 161

4. Actuadores eléctricos y digitales ………………………………………. 169
4.1 Generalidades ………………………………………………………………. 169
4.2 Servomotor de c.a. ……………………………………………………….. 173
4.3 Motor de corriente continua (c.c.) …………………………………. 174
4.4 Motor paso a paso sin escobillas (brushless) ………………….. 178
4.5 Servomotores de c.c. sin escobillas ……………………………….. 181
4.6 Motor eléctrico de accionamiento lineal ……………………….. 182
4.7 Conversión de movimientos de motores ………………………. 184
4.8 Mando digital de los motores de accionamiento lineal …. 186
4.9 Servomotor digital ……………………………………………………….. 189

5. Motores neumáticos ………………………………………………………….. 199
5.1 Generalidades ………………………………………………………………. 199
5.2 Selección del motor neumático …………………………………….. 203
5.3 Motores de pistón axiales …………………………………………….. 204
5.4 Motores de pistón radiales …………………………………………… 205
5.5 Motor de engranajes …………………………………………………….. 206
5.6 Turbomotores ……………………………………………………………….. 208
5.7 Motores de aletas …………………………………………………………. 209
5.8 Herramientas neumáticas …………………………………………….. 217
5.9 Instalación del motor neumático ………………………………….. 219
5.10 Accesorios ………………………………………………………………….. 221
5.11 Instrucciones generales de mantenimiento …………………. 224

6. Motores hidráulicos ………………………………………………………….. 229
6.1 Generalidades ………………………………………………………………. 229
6.2 Cálculo de la potencia de los motores hidráulicos ………… 231
6.3 Motor de paletas …………………………………………………………… 234
6.4 Motores de pistón radial o axial …………………………………… 235
6.5 Motor de engranajes …………………………………………………….. 238
6.6 Motor gerotor ………………………………………………………………. 240
6.7 Aplicaciones de los motores hidráulicos ………………………. 242

7. Instalaciones ……………………………………………………………………… 249
7.1 Generalidades ………………………………………………………………. 249
7.2 Circuitos neumáticos ……………………………………………………. 253
7.2.1 Método intuitivo ………………………………………………….. 253
7.2.2 Circuitos de un cilindro ……………………………………….. 256
7.2.3 Cilindro de mando manual ………………………………….. 256
7.2.4 Cilindro de mando semiautomático (ciclo único) …. 257
7.2.5 Cilindro de ciclo continuo ……………………………………. 259
7.2.6 Circuitos de dos o más cilindros …………………………… 259
7.2.6.1 Generalidades ……………………………………………… 259
7.2.6.2 Método de cascada ……………………………………….. 259
7.2.6.3 Método paso a paso ………………………………………. 263
7.2.6.4 Método de secuenciador ………………………………… 266
7.3 Circuitos electroneumáticos …………………………………………. 269
7.4 Programación con PLC (Controladores Lógicos Programables) ……… 275
7.5 Circuitos electrohidráulicos ………………………………………….. 288
7.6 Simuladores de circuitos ………………………………………………. 288

8. Centrales neumática e hidráulica ……………………………………… 297
8.1 Introducción …………………………………………………………………. 297
8.2 Aire comprimido ………………………………………………………….. 297
8.2.1 Generación del aire comprimido …………………………… 297
8.2.2 Alimentación directa de los dispositivos neumáticos …… 304
8.2.3 Ejemplo de dimensionamiento de una red de alimentación de dispositivos neumáticos … 309
8.2.4 Coste del aire comprimido …………………………………… 318
8.3 Central hidráulica ………………………………………………………… 321
8.3.1 Generalidades ………………………………………………………. 321
8.3.2 Bomba hidráulica …………………………………………………. 322
8.3.3 Acumulador hidráulico ………………………………………… 324
8.3.4 Juntas y sellos hidráulicos ……………………………………. 326
8.3.5 Fluido hidráulico …………………………………………………. 330

9. Mantenimiento de los sistemas neumático e hidráulico ….. 347
9.1 Introducción …………………………………………………………………. 347
9.2 Mantenimiento de sistemas neumáticos ………………………. 351
9.3 Mantenimiento de sistemas hidráulicos ……………………….. 355

10. Apéndice …………………………………………………………………………. 369
10.1 Generalidades …………………………………………………………….. 369
10.2 Símbolos neumáticos ………………………………………………….. 369
10.3 Símbolos hidráulicos ………………………………………………….. 370
10.4 Símbolos eléctricos y electrónicos ……………………………….. 377
10.5 Unidades en Neumática, Hidráulica y Eléctrica …………. 381

Glosario de términos ……………………………………………………………. 382

Referencias …………………………………………………………………………… 388