UNIDAD II: ELEMENTOS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS.

2.1 PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO.

Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformación de la energía para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a través de tuberías en máquinas que se desplazan frecuentemente.

Un principal factor para la producción de aire comprimido es la compresibilidad del aire, que es la capacidad de una sustancia para ser reducida de volumen mediante un aumento de la presión que se ejerce sobre ello.  El aire no tiene forma determinada y toma la forma del recipiente que lo contiene o del mismo ambiente que lo rodea.

La selección del compresor depende básicamente de dos parámetros:

1. La presión de trabajo.

2. El volumen de aire necesario.

2.1.1 TUBERÍAS, FILTROS, DEPÓSITOS, ACUMULADORES, MANGUERAS Y UNIONES.

2.1.2 DIMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTOS DE ACUERDO A LOS REQUERIMIENTOS DE FLUJO.

El diámetro de las tuberías no debería elegirse conforme a otros tubos existentes ni de acuerdo con cualquier regla empírica, si no en conformidad con:

• El caudal.
• La longitud de las tuberías.
• La pérdida de presión.
• La presión de servicio.
• La cantidad de estrangulamientos en la red.

En un sistema de vacío o alto vacío, el correcto dimensionado de las líneas que unen el sistema de bombeo con el recinto de proceso es por lo menos tan importante como determinar correctamente la velocidad de bombeo necesaria para el proceso.

Un incorrecto dimensionado de las líneas puede llevar a que, aun cuando la velocidad del sistema de bombeo instalado sea mucho mayor que la requerida.

Para poder plantear soluciones que contemplen en forma  balanceada lo técnico y lo económico, es necesario aplicar adecuadamente algunos conceptos básicos de la técnica del vacío.

Caracterización de Regímenes de Flujo:

Una forma de caracterizar el Régimen de Flujo en un ducto es comparar los valores de Reynolds o del producto P*D que se presentan o se presentarán en el mismo, con los valores mostrados a continuación:

Re > 2000                                        flujo Turbulento

1000 < Re < 2000                           flujo de Transición

Re < 1000  y  P*D > 0,741             flujo Laminar

0,00741 < P*D < 0,741                   flujo Intermedio

P*D < 0,00741                                 flujo Molecular

2.2 PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA HIDRÁULICA.

2.2.1 TUBERÍAS, FILTROS, DEPÓSITOS, ACUMULADORES, MANGUERAS Y UNIONES, SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO.

Los filtros pueden ser ubicados en las líneas de retorno, en la línea de presión, o en cualquier otra ubicación en el sistema donde el usuario del mismo decida que sea necesario para salvaguardar el sistema contra impurezas.

El propósito de la filtración no es solo prolongar la vida útil de los componentes hidráulicos, si no también evitar paradas producidas por la acumulación de impurezas en las estrechas holguras y orificios de válvulas y servoválvulas.

Los filtros son clasificados como de flujo pleno o total y flujo proporcional o parcial. En el tipo de filtro de flujo pleno o total, todo el fluido que ingresa a la unidad pasa a través del elemento filtrante, mientras que en el tipo de filtro de flujo proporcional, sólo una porción del fluido pasa a través del elemento.

DEPÓSITOS O TANQUES.

La función natural de un tanque hidráulico o tanque de reserva es contener o almacenar el fluido de un sistema hidráulico. Un tanque de hidráulico almacena un líquido que no está siendo usado en un sistema hidráulico. Además de funcionar como un contenedor de fluido, un tanque también sirve para enfriar el fluido, permitir asentarse a los contaminantes y el escape del aire retenido.

ACUMULADORES

Un acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluido incompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una fuerza externa.

Funciones:

• Complementa el flujo de la bomba.
• Elimina fluctuaciones de presiones.
• Mantiene la eficiencia del sistema.
• Suministra potencia en emergencia.
• Compensa pérdidas.
• Absorbe choques hidráulicos.

Los acumuladores, en los cilindros hidráulicos se pueden aplicar como:

• Acumulador de energía.
• Antigolpe de ariete.
• Antipulsaciones.
• Compensador de fugas.
• Fuerza auxiliar de emergencias.
• Amortiguador de vibraciones.
• Transmisor de energía de un fluido a otro.

MANGUERAS.

Las mangueras flexibles sometidos a trabajo sufren una elongación o estiramiento entre un 2% a 4% de su longitud inicial, por lo que se recomienda dejarlos de un largo apropiado.

Siempre se debe mantener un radio de curvatura lo más amplio posible, con el fin de evitar el colapso o  restricción del fluido.

Al instalar un flexible evitar que este quede con alguna torcedura, por lo cual tome algún punto como referencia. Evite el contacto o el roce entre flexibles para que no produzcan desgastes de las superficies, para lo cual se recomienda el uso de adaptadores, codo o curvas apropiados. Los flexibles deben tener la longitud apropiada para que cumplan con su función de “flexible”.

2.2.2 CÁLCULO FUERZA, PRESIÓN, POTENCIA, CAUDAL.

En los líquidos, las partículas se hallan menos separadas que en los gases y las fuerzas atractivas entre ellas son lo suficientemente intensas para impedir que se separen, deslizándose unas sobre otras. Los líquidos tienen volumen propio pero su forma se adapta a la del recipiente que los contiene. Por tanto, no se pueden comprimir, se dice que son incompresibles.

Un fluido almacenado en un recipiente ejercerá una fuerza sobre las paredes del mismo. La fuerza ejercida por unidad de superficie se denomina Presión.

P = F/S

La unidad de presión en el sistema internacional es el Pascal (Pa) que equivale a newton/metro cuadrado N/m2. También se emplean otras unidades como atmósfera, bar mm Hg.

1 atm= 101300 Pa

1 bar= 100000 Pa

1 atm = 760 mm Hg

Caudal: Es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo.

Caudal = Volumen / tiempo (Litros/segundo) Q= V/t 

Siendo el volumen de una tubería, superficie (sección) (S) por longitud (l), considerando que la velocidad se expresa en m/s.

Potencia: Es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal.

W (Potencia) = Presión * Caudal.

2.2.3 TIPOS DE TUBERÍAS Y CÁLCULO DEL ESPESOR DE LA PARED DEL CONDUCTO Y SELECCIÓN DE SU TAMAÑO.

El espesor mínimo de la pared da el espesor mínimo absoluto de una tubería o estructura para cargar su contenido. Entre más delgadas sean las paredes, más delgadas serán las tuberías o estructuras, las cuales serán más livianas y más baratas de fabricar. Las tuberías más delgadas también permiten el flujo más fluido para el mismo tamaño de la tubería.

El espesor mínimo de la pared en el diseño se basa en la presión del contenido del recipiente o del tubo, la tensión admisible del material y el diámetro exterior de la tubería.

Tamaños nominales de tuberías en unidades métricas.

Debido a la larga experiencia en la fabricación de tuberías estándar de acuerdo con los números de cédula estándar, es frecuente que se sigan usando aun cuando las especificaciones del sistema de tuberías estén en unidades métricas. Para tales casos, la Inter­national Standards Organization (ISO) estableció el siguiente conjunto de equivalencias. El símbolo DN denota el diámetro nominal en mm.

Tipos de tubos de cobre, y la selección de alguno depende de la aplicación, de consideraciones ambientales, presión del fluido y las propiedades de éste Veamos una descripción breve de los usos más comunes:

Tipo K: se emplea para el servicio con agua, combustibles, gas natural y aire comprimido.

Tipo L: similar al tipo K, pero con un espesor de pared menor.

Tipo M: similar a los tipos K y L, pero con espesor de pared más pequeño; es preferible
para la mayoría de servicios hidráulicos y aplicaciones de calor a presiones moderada.

Tipo DWV: se utiliza en drenaje, desechos y ventilación en sistemas de plomería

Tipo ACR: acondicionamiento de aire, refrigeración, gas natural, gas licuado de pe­tróleo (LP) y aire comprimido.

Tipo OXY/MED: se emplea para la distribución de oxígeno o gases medicinales, aire
comprimido en la medicina y aplicaciones de vacío. Hay disponibles tamaños simi­lares a los tipos K y L, pero con procesamiento especial para tener una limpieza.

2.3 ACTUADORES HIDRÁULICOS 

Los actuadores son alimentados con fluido a presión y se obtiene un movimiento con una determinada velocidad, fuerza a partir de la perdida de presión de u determinado caudal del fluido.

Potencia de entrada = presión x caudal

Potencia entregada en el actuador = variación de presión x caudal.

Actuadores neumáticos.

A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad.

2.3.1 CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ACTUADORES.

Aunque en esencia los actuadores neumáticos e hidráulicos son idénticos, los neumáticos tienen un mayor rango de compresión y además existen diferencias en cuanto al uso y estructura.

Actuadores neumáticos giratorios.

Los actuadores rotativos o giratorios son los encargados de transformar la energía neumática en energía mecánica de rotación.

Actuadores de giro limitado.

Son aquellos que proporcionan movimiento de giro pero no llegan a producir una revolución (exceptuando alguna mecánica particular como por ejemplo piñón – cremallera).

Motores neumáticos.

Proporcionan un movimiento rotatorio constante. Se caracterizan por proporcionar un elevado número de revoluciones por minuto.

Motores de aire comprimido.

Su ángulo de giro no está limitado, hoy es uno de los elementos de trabajo más empleados que trabajan con aire comprimido.

Actuadores lineales.

Al alimentar con un fluido hidráulico por la boca posterior avanza. La velocidad de avance es proporcional a caudal e inversamente proporcional al área posterior del pistón. Para que el pistón salga el fluido presente en  la cámara  anterior salga por la boca correspondiente. Si se desea que el pistón entre por la boca anterior y sacar el fluido por la cámara posterior.

Actuadores rotativos o motores hidráulicos.

Los actuadores rotativos también denominados motores hidráulicos generan un movimiento rotacional, reciben caudal y su velocidad depende del caudal que reciben. Se utilizan en la transmisión de tornos y grúas.

Clasificación de los motores hidráulicos.

• De engranaje: Son de tamaño reducido y pueden girar en los dos sentidos, son ruidosos y su desplazamiento es igual a la cantidad de aceite que cabe entre dos diente de un engrane multiplicado por el número de dientes de los dos engranes.

• De paletas: El desplazamiento es el volumen que hay entre dos paletas multiplicado por el número de paletas. El movimiento radial de las paletas debe de ser forzado.

• De pistones: Son los más empleados que los anteriores ya que se consiguen las mayores potencias de trabajo a altas presiones. Su desplazamiento es igual al área de cada pistón multiplicado por el número de pistones y por el recorrido que hacen dentro de su camisa.  Se clasifican en axiales y radiales.

Tipos de motores

• Embolo.
• Aletas.
• Engranajes.

La potencia de estos motores depende:

• De la presión de entrada.
• Del número de émbolos.
• De la superficie y velocidad de los émbolos.

Existen dos tipos de motores de émbolos

• Motor de émbolo axial.
• Motor de émbolo radial.

Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales.

Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido, desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc.

Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido.

Podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son los componentes más habituales en el control neumático. Esto es debido a que:

• Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de avance y retroceso).
• No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de muelle en oposición.
• Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento.

2.3.2 SELECCIÓN DE ACTUADORES.

Cálculo de las dimensiones principales del cilindro. Las principales dimensiones de un cilindro son:

• El diámetro.
• La carrera.
• Cálculo del diámetro del cilindro y su carrera.
• Diámetro interno.

La selección del área interior o diámetro interno del cilindro depende de:

• La fuerza requerida del cilindro
• La presión suministrada al cilindro.

Determinación de la potencia y rendimiento en motores hidráulicos y neumáticos.

Para calcular un motor de aire se precisan dos datos de los tres siguientes:

1.- Potencia requerida.

2.- Velocidad en RPM necesaria para arrastrar la carga determinada.

3.- Par de trabajo expresado en Newton metro [Nm].

Asimismo, deben considerarse los siguientes factores:

1.- Presión del aire en bar: Como la presión del sistema de alimentación de aire  puede variar durante el día debido a consumos intermitentes de otros puntos, los  cálculos deben hacerse con la presión más baja prevista y asegurar la alimentación  del motor con un regulador de presión, cuya presión de salida es la presión que se tomara.

2.- Alimentación de aire suficiente para el motor, es decir, mínima pérdida de carga en la  tubería de alimentación.

Criterios para elegir actuadores neumáticos:

- Torque de la válvula + factor de seguridad

- Presión diferencial en la válvula

- Fluido a manejar

- Tipo de actuador (eléctrico ó neumático)

- Suministro de aire al actuador

- Voltaje, nema

La selección correcta de un actuador para válvulas industriales nos dará como beneficio el ahorro aire, energía, paro de líneas de producción ó proceso, golpes de ariete.

El coste del fluido hidráulico debe tomarse en consideración en algunos casos. En efecto, en algunos casos se incurre en costes adicionales si es necesario utilizar fluido hidráulico biodegradable en vez de convencional, o hay requisitos adicionales de protección contra el fuego. Debe tenerse también en cuenta que el fluido hidráulico debe revisarse periódicamente para controlar sus condiciones.

El coste del equipo auxiliar de los sistemas hidráulicos puede distribuirse entre todos los actuadores, por lo que no es rentable si son muy pocos actuadores.

2.4 VÁLVULAS DE VÍAS NEUMÁTICA E HIDRÁULICAS.

Las válvulas se componen de dos o más posiciones, esto es, dos o más formas de conectar las vías. Para cambiar de una posición a otra se dispone de unos mandos en la válvula. Por lo general, existe una posición de reposo, que es aquella en la que no se actúa sobre los mandos.

2.4.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS VÁLVULAS SEGÚN EL TIPO DE CONSTRUCCIÓN.

Son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección de funcionamiento de los actuadores, así como la presión o el caudal del aire comprimido que circula por el circuito.

Funciones de las válvulas:

• Distribuir el fluido.
• Regular el caudal.
• Regular la presión.

Válvula de vías neumáticas.

Según su función las válvulas se subdividen en los grupos siguientes:

1. Válvulas de vías o distribuidoras.

2. Válvulas de bloqueo.

3. Válvulas de presión.

4. Válvulas de caudal y de cierre.

Válvulas distribuidoras de presión.

Son las que se encargan de dirigir el flujo donde nos convenga. Pueden influir en arranques de receptores, como pueden ser cilindros. Se clasifican según el número de vías y posiciones.

Cada posición se indica con un cuadrado en el que se dibujan con flechas las conexiones que la válvula realiza en dicha posición.

Las líneas representan conductos y las flechas el sentido de paso de fluido. Las líneas transversales presentan dentro de las casillas representan las   posiciones de bloqueo.

P = presión o alimentación (entrada).

T= escape del fluido (directamente al tanque).

A = salidas de trabajo (pueden accionar un cilindro de simple efecto).

Válvula de 2 vías, 2 posiciones.

Pueden ajustarse según su cuerpo de válvula y tipos de accionamiento. Distribuyen el paso de fluido abriendo o cortando. Se emplean para abrir y cerrar circuitos.

Válvula de 3 vías, 2 posiciones.

Estas válvulas permiten la circulación de aire en una dirección y, al mismo tiempo, cortan el paso en la otra dirección. Se emplean para gobernar cilindros de simple efecto.

Válvula de 4 vías, 2 posiciones.

Estas válvulas permiten el paso del fluido en ambas direcciones. Cuando la válvula está en reposo, la vía de entrada está conectada con la utilización A, mientras que la otra utilización B esta puesta de escape R. Estas válvulas se usan para gobernar cilindros hidráulicos de doble efecto.

Son utilizadas sirven para distribuir  el paso de la corriente de fluido permitiendo la circulación en ambas direcciones.

Válvula de 5 vías, 2 posiciones.

Estas válvulas se pueden considerar como una ampliación de las válvula de 4/2, la diferencia consiste en que estas válvulas poseen una vía mas, con lo que el escape de un cilindro de doble efecto puede ser independiente para cada lado, pudiendo realizar otras funciones de mando.

Válvulas de bloqueo.

Las válvulas de bloqueo o antirretorno: Impiden el paso de fluido a presión en un sentido y le dejan pasar en el otro. Se emplea para evitar el retorno del líquido del sistema hidráulico (o del aire en un sistema neumático) a la bomba hidráulica (o al depósito de aire comprimido).

Estas válvulas están intercaladas en el circuito y constan de un muelle que está tarado a una cierta tensión que empuja a una bola o un disco contra un asiento cónico. Cuando la presión del fluido supera la fuerza del muelle, la bola se separa del asiento cónico y el fluido circula.

Válvula de purga.

También llamada válvula de escape rápido, que se utiliza cuando queremos aumentar la velocidad de retroceso de los cilindros. Dispone de una bola que tapona el conducto de escape (R) cuando hay presión en P. Cuando desaparece la presión en P, el obturador cierra esta vía y abre el paso del fluido desde A hasta R permitiendo un escape rápido del mismo.

Válvulas de presión.

Estas válvulas limitan la presión máxima de un circuito. Su funcionamiento se basa en el equilibrio entre la presión y la fuerza de un muelle. Se utilizan en todos los circuitos hidráulicos y neumáticos como sistema de seguridad; se taran a un valor predeterminado y desvían el caudal hacia retorno cuando se alcanza el valor de presión estipulado.

Válvulas de caudal.

Este tipo de válvula se utiliza como reguladoras de caudal. La aplicación más común es para regular la velocidad de salida del vástago de un cilindro.

Las características constructivas de las válvulas determinan su forma de trabajar, la fuerza de accionamiento requerida, el desplazamiento del obturador, su  grado de estanquidad, conexiones externas, su tamaño, su robustez y posible duración y otras características.  

Según su construcción, se distinguen los tipos siguientes:

•  Válvulas de asiento.

•  Válvulas de corredera.

2.4.2 ACCIONAMIENTO DE LAS VÁLVULAS.

Tipos de accionamiento de las válvulas distribuidoras.

La clasificación más utilizada para los mandos se establece según la fuente de energía que activa los componentes de mando. Los mandos pueden ser:

· Manuales
· Mecánicos
· Neumáticos
· Eléctricos

Mando manual.

El mando está supeditado a la acción voluntaria del operador. No se suele usar mucho porque uno de los objetivos de la neumática es el incremento de automatización de los procesos industriales, lo que se logra reduciendo la participación del ser humano. 

También se emplean en los casos en que la seguridad del trabajador puede estar en peligro, como ocurre en las prensas, en las que el troquel no baja hasta que el operario mantenga presionadas dos válvulas manuales.

Mando mecánico.

Se activan por un mecanismo en movimiento, como un árbol de levas, o por el embolo de los cilindros. Se suelen usar como captadores de señal, por lo que acostumbran a ser pequeñas.

Mando neumático.

En general, las válvulas con mando neumático se usan como mando de regulación de los actuadores, por lo que precisan las válvulas más pequeñas que lo piloten. Se realizan en asiento plano y corredora.

La fuerza necesaria para conmutar la válvula se obtienen del aire a presión, ya sea utilizándolo directamente o por depresión. Debe considerarse que el desplazamiento de la corredora solo es posible si se desaloja el aire del lado opuesto. 

Accionamiento eléctrico.

El principio de funcionamiento consiste en obtener la fuerza para desplazar la corredora a partir de un electroimán.

La señal de conmutación de las válvulas vendrá de un final de carrera eléctrico, o de cualquier otro dispositivo eléctrico. En el mando eléctrico, la longitud de la línea de mando no influye en la eficacia del funcionamiento, con lo que se puede llegar a diseñar líneas de mando de varios centenares de metros.

En neumática a diferencia de la hidráulica, no suelen utilizarse válvulas de más de 4 vías. En la siguiente figura se muestra la representación de válvulas de 2 y 3 posiciones y de 2, 3, 4 y 5 vías.

La designación de una válvula está en función de su cantidad de vías y la cantidad de posiciones que pueda tener. Los accionamientos se representan en las líneas laterales de los cuadrados extremos que simbolizan las válvulas, mediante un pequeño símbolo. 

2.5 VÁLVULAS DE BLOQUEO, DE PRESIÓN Y DE FLUJO.

El funcionamiento de las válvulas de bloqueo se basa en cortar el aire comprimido. Se construyen de forma que la presión del aire actúa sobre la pieza de bloqueo y así refuerza el cierre.

Se pueden considerar válvulas de bloqueo, por su principio de funcionamiento, las siguientes:

• Válvula antirretorno o de retención.
• Válvula selectora de circuito.
• Válvula de simultaneidad.
• Válvula de purga o escape rápido.
• Válvula estranguladora de retención.
• Válvula antirretorno.

La válvula antirretorno es la más simple de todas. Cierra por completo el paso en un sentido y lo deja libre en el contrario, con la perdida de presión lo más pequeña posible.

Los antirretornos se sitúan dentro de los circuitos, allí donde se agrupan los elementos en los que no interesa la mutua influencia. También sirven para puentear un aparato en un sentido de la circulación por motivos de la seguridad.

Válvula selectora.

Esta válvula cumple la función lógica O en los circuitos neumáticos. Tiene dos entradas y una salida, por lo que se le denominaba anteriormente Válvula de doble retención. 

El bloqueo siempre se realiza sobre la entrada de menor presión, generalmente purgada, esto es, con que haya presión en alguna entrada, habrá presión a la salida.

Válvula de simultaneidad.

Esta válvula cumple la función lógica Y en los circuitos neumáticos. También tiene dos entradas y una salida. El bloque siempre se realiza sobre la entrada que no esté purgada. Para que exista señal a la salida, debe haber presión necesariamente en las dos entradas.

Válvula estranguladora unidireccional.

La válvula estranguladora unidireccional o estranguladora de retención es una válvula híbrida que reúne características de funcionamiento de las válvulas de bloqueo y de las de flujo. En los equipos neumáticos se usan como válvulas de flujo, para regular la velocidad de los actuadores, pero sólo en un sentido de su movimiento.

En la regulación de la velocidad de los cilindros neumáticos con válvulas estranguladoras unidireccionales, se distingue entre la regulación a la salida y la regulación a la entrada.

En la regulación de la entrada o alimentación al cilindro, se controla el caudal de aire que entra al cilindro, pero el aire de salida circula libremente hacia el escape.

Válvula reguladora de flujo o caudal.

Las válvulas reguladoras de flujo ajustan el caudal circulante a un valor fijo o variable. Su principio de funcionamiento es la estrangulación del aire. Estas válvulas sólo pueden reducir la sección de paso del aire, esto es, sólo pueden disminuir el caudal circulante.

El máximo caudal disponible en un circuito, cuando no actúan estas válvulas, es función del paso nominal de las válvulas y de las tuberías.

Existen dos tipos de válvulas de flujo:

• Válvulas estranguladoras, que actúan sobre el caudal en cualquiera de los dos sentidos.
• Válvulas estranguladoras unidireccionales, que actúan sobre el caudal en un solo sentido del flujo.

El mecanismo de estrangulación puede ser por diafragma o por estrechamiento del conducto de paso. Los estrechamientos pueden ser constantes o variables.

Válvulas reguladoras de presión.

Las válvulas reguladoras de presión actúan sobre la presión del aire en circulación, controlándola desde un valor nulo hasta el máximo valor de alimentación.

Los diferentes tipos de válvulas reguladoras de presión son:

• Válvula limitadora de presión o de seguridad.
• Válvula de secuencia.
• Válvula reguladora de presión o reductora.

El ajuste del valor nominal de control se puede realizar a mano o mediante electricidad. En general se usan poco en neumática aunque son necesarias en los equipos de producción de aire comprimido.

Válvula limitadora de presión.

La válvula limitadora impide que la presión de un sistema sea mayor que la fijada manualmente a través de un tornillo. Al sobrepasarse esta presión máxima permitida, la válvula abre la conexión con la atmósfera, con lo que se reduce la presión hasta el valor nominal. Entonces se vuelve a cerrar el orificio de purga. Se usa en todo equipo de producción de aire con válvula de seguridad. 

Válvula de secuencia.

El principio de funcionamiento es el mismo que el de la válvula limitadora. La diferencia reside en que en vez de conectar a escape, se conecta a una vía de trabajo.

Válvula reductora.

Estas válvulas basan su funcionamiento en una membrana cuyo movimiento se encarga de regular la presión de salida. Esta presión siempre es menor que la de entrada. El objeto es regular la presión de trabajo deseada a un valor predeterminado y constante, independiente de la presión de entrada y del consumidor.

2.6 SENSORES MECÁNICOS.

Estos sensores en neumática son utilizados para marcar el fin de carrera del pistón para así poder modificar el estado de un circuito.

Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Los sensores mecánicos se utilizan para el posicionamiento y la desconexión final en máquinas herramienta y prensas, en centros de fabricación flexible, robots, instalaciones de montaje y transporte, así como en la construcción de máquinas y aparatos. Estos robustos clásicos de la automatización están acreditados desde hace décadas.

Estos sensores tienen dos tipos de funcionamiento: modo positivo y modo negativo. En el modo positivo el sensor se activa cuando el elemento a controlar tiene una tara que hace que el eje se eleve y conecte el contacto móvil con el contacto. 

El modo negativo es la inversa del modo anterior, cuando el objeto controlado tiene un saliente que empuje el eje hacia abajo, forzando el resorte de copa y haciendo que se cierre el circuito. 

Entre las ventajas encontramos la facilidad en la instalación, la robustez del sistema, es insensible a estados transitorios, trabaja a tensiones altas, debido a la inexistencia de imanes es inmune a la electricidad estática. Los inconvenientes de este dispositivo son la velocidad de detección y la posibilidad de rebotes en el contacto, además depende de la fuerza de actuación.