Componentes Fundamentales de los Circuitos Neumáticos

Grupo Compresor

Su misión es generar el aire comprimido mediante la compresión del aire de la atmósfera hasta que alcance la presión requerida en la instalación. Posteriormente, elimina la humedad, lo enfría para aumentar el rendimiento volumétrico y, finalmente, lo almacena en un depósito.

Red de Distribución

Está formada por las tuberías y los conductos a través de los que circula el aire hasta las diferentes tomas de servicio donde se conectan los aparatos consumidores. Para elegir el diámetro de las tuberías se debe tener en cuenta:

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

Existen dos tipos principales de redes de distribución:

  • Red cerrada de aire comprimido.
  • Red abierta de aire comprimido.

Unidad de Mantenimiento

Se compone de una serie de elementos cuya misión es tratar adecuadamente el aire comprimido para el uso correcto al que se destina. Estos elementos incluyen:

  • Filtro
  • Decantador
  • Regulador de presión
  • Manómetro
  • Lubricador (o dosificador de aceite)

Elementos de Conexión

Sus características dependen básicamente de la calidad, el espesor y el tamaño de los tubos a los que se acoplan, así como de la temperatura, la presión de servicio y el fluido que transportan. Hay diferentes tipos de elementos de conexión, por ejemplo:

  • Racor con anillo universal bicono
  • Bridas de engatillar
  • Conectores rápidos
  • Enchufe automático de seguridad con tambor giratorio
  • Enchufe rápido con collarín
  • Enchufe rápido con botón de bloqueo
  • Enchufe rápido para tubo semirrígido

Mangueras

Son elementos flexibles que conducen el aire comprimido desde la toma de servicio hasta los actuadores, herramientas o elementos de regulación de flujo del circuito neumático. Su utilización se puede clasificar en:

  • Semirrígidas: para el conexionado de elementos.
  • Espirales: para herramientas neumáticas.
  • Autorretráctiles: para circuitos de vacío o de refrigeración.

Entre las mangueras de uso más extendido se encuentran las de:

  • Tubo de caucho con trenzado textil o metálico
  • Tubo de poliamida
  • Tubo de poliuretano
  • Tubo de PVC

Elementos de Control y Regulación (Válvulas)

Función General de las Válvulas

Las válvulas son consideradas elementos de mando, ya que requieren o consumen poca energía y, a cambio, son capaces de gobernar una energía muy superior. Las válvulas pueden liberar, regular, detener o redirigir el fluido que las atraviesa.

Tipos de Válvulas según su Función

Según su función principal, podemos clasificar las válvulas en:

  • Válvulas distribuidoras: Dirigen el flujo de aire.
  • Válvulas de bloqueo: Impiden o condicionan el paso del flujo.
  • Válvulas de regulación: Controlan el caudal o la presión.
  • Válvulas secuenciales: Se activan bajo condiciones específicas de presión.

Válvulas Distribuidoras

Distribuyen el flujo de aire por los diferentes conductos que componen su estructura interna. Para ello, tienen una corredera que se mueve axialmente y que, al recibir un accionamiento externo, permuta la comunicación entre las entradas del fluido y las salidas.

Válvulas de Bloqueo

Impiden, condicionan o dificultan el paso del flujo en uno u otro sentido y tienen la particularidad de accionarse bajo determinadas condiciones. Según su función, existen las siguientes válvulas:

  • Válvula antirretorno
  • Válvula de simultaneidad (función Y o AND)
  • Válvula selectora de circuito (función O u OR)
  • Válvula de escape rápido

Válvulas de Regulación

Permiten ajustar parámetros del fluido. Pueden regular el caudal (válvulas reguladoras de caudal) o la presión (válvulas reguladoras o limitadoras de presión).

Válvulas Secuenciales

Se activan cuando la presión en un punto determinado del circuito alcanza un valor preestablecido.

Tipos Específicos de Válvulas

Válvulas de Cartucho

Se utilizan principalmente en sistemas oleohidráulicos cuando los caudales son muy elevados. Sus ventajas son que permiten altos caudales y altas presiones de trabajo, necesitan un espacio reducido para su instalación y ofrecen una elevada capacidad de respuesta.

Válvulas Proporcionales

Regulan la presión y el caudal mediante una señal eléctrica. Su misión es el control de posición y fuerza, ya que los movimientos son proporcionales a la magnitud de la señal eléctrica recibida, permitiendo un control más preciso del paso de fluidos.

Válvulas Combinadas

Son dispositivos de regulación y control del flujo de aire formados por un conjunto de válvulas y elementos que se fabrican formando un solo bloque. Un ejemplo es el temporizador neumático (elemento que abre o cierra una válvula tras un período de tiempo desde su activación) o el amplificador de presión (una válvula, a menudo 3/2, dotada de una membrana de gran superficie unida a un émbolo de mando, que no necesita alimentación adicional).

Actuadores Neumáticos (Cilindros)

Características Generales de los Cilindros

Los cilindros son los actuadores más comunes en neumática, transformando la energía del aire comprimido en movimiento lineal.

Componentes del Cilindro

Se componen generalmente de:

  • Camisa (cuerpo del cilindro)
  • Culata anterior y culata posterior
  • Vástago
  • Émbolo
  • Casquillos y cojinetes
  • Aros rascadores
  • Juntas y retenes
  • Elementos de unión

Requisitos de un Buen Actuador

Un buen actuador neumático debe poseer las siguientes características:

  • Bajo rozamiento interno.
  • Instalación simple y rápida.
  • Larga vida útil.
  • Funcionalidad para adaptarse a diferentes necesidades.
  • Utilización con y sin lubricación (según diseño).
  • Resistencia a esfuerzos de tracción y compresión.
  • Resistencia a altas temperaturas sin deformarse (según materiales).
  • Elevada capacidad de amortiguación (en finales de carrera).

Fijaciones

El tipo de fijación dependerá de la funcionalidad requerida y la ubicación de los cilindros en los dispositivos o maquinaria. Entre los sistemas de fijación más frecuentes se encuentran:

  • Brida delantera
  • Brida trasera
  • Fijación posterior (por rosca o similar)
  • Fijación por patas de anclaje
  • Brida delantera oscilante
  • Brida trasera giratoria (muñón trasero)
  • Brida en el centro oscilante (muñón central)
  • Brida oscilante

Estanqueidad

Se utilizan materiales flexibles (juntas o anillos de estanqueidad) que se montan en los émbolos (estanqueidad dinámica interna) o sobre los vástagos (estanqueidad dinámica externa). Durante el movimiento del émbolo, los labios de la junta se deslizan sobre la pared interna del cilindro, produciendo el sellado y evitando fugas de aire entre las cámaras.