actuadores

MECÁNICA PARA MÁQUINAS
Y MECANISMOS

“ACTUADORES”





2º Curso, Grado en Ingeniería Química


ACTUADORES NEUMÁTICOS:


1. DESCRIPCIÓN TEÓRICA Y PARÁMETROS GEOMÉTRICOS PRINCIPALES:


1.1. Definición: Los elementos que permiten efectuar la transformación de la energía de presión transmitida por el aire en energía mecánica, es decir, en trabajo, se denominanactuadores neumáticos.

1.2. Clasificación: Existe una clásica división entre los elementos de trabajo neumático, basada en sus posibilidades de actuación:
Los elementos o actuadores de acción lineal (Cilindros), y los de acción rotativa (Motores).


1.2.1.Tipos de cilindros neumáticos:

Cilindros de simple efecto:

Actuador capaz de recibir en una cámara una cantidad determinada deaire comprimido que al expandirse mueve un eje o vástago que realiza un trabajo mecánico.
Se denomina de simple efecto porque el trabajo que origina solo se produce en un sentido.
El cilindro de simple efecto recibe aire en una sola de las cámaras mientras la otra está constantemente conectada a la atmósfera.

Cilindro con muelle:

El movimiento de reposición del vástago a su condición deequilibrio se realiza a través de un resorte, que almacenó energía en la carrera de ida y lo devuelve en la de vuelta.


(Sección longitudinal de un cilindro de simple efecto con retorno por muelle)

Cilindro de membrana:

No siempre un actuador lineal realiza su trabajo por medio del desplazamiento de un pistón, también puede hacerlo por deformación de una membrana.
En este tipo deactuadores el área útil es significativamente grande y las cámaras son muy cortas.


(Sección longitudinal de un cilindro de simple efecto de membrana)


Cilindro de doble efecto:

Este tipo de actuador es el más utilizado en automatización neumática por la versatilidad en sus aplicaciones y su sencillo control. Su denominación obedece a la característica que tienen de posibilitar el trabajoen los dos sentidos (avance y retroceso):
Haciendo ingresar aire a presión en la cámara trasera y liberando el de la delantera a la atmósfera logramos la salida del eje. La fuerza que desarrolla durante el movimiento dependerá de la presión de alimentación y de la carga que deba mover. Su recuperación se consigue entregando aire a presión en la cámara delantera y liberando el de la trasera.(Sección longitudinal de un cilindro de efecto doble)

Su construcción es similar a los de simple efecto, pero sin resorte de reposición.
Requieren obligatoriamente estanqueizar las dos cámaras.


Otros tipos de cilindros:

Cilindros de doble vástago


Cilindros tándem



Cilindros de impacto


Cilindros de giro


Cilindros de cable

Cilindros multidimensional1.2.3. Tipos de motores neumáticos:

De aletas:

(Esquemas para motores de aletas)

Funcionamiento:
Un rotor dotado de ranuras gira en una cámara cilíndrica. En las ranuras se deslizan aletas, que son empujadas
contra la pared interior del cilindro por el efecto de la fuerza centrífuga.
Normalmente estos motores tienen de 3 a 10 aletas, estas forman cámaras en el interior delmotor.
El aire entra en la cámara más pequeña y se dilata a medida que el volumen de la cámara aumenta.

De pistones:

Esquema de un motor de pistones con 4 cilindros en dos momentos distintos:


Funcionamiento:
Por medio de cilindros de movimiento alternativo el aire comprimido acciona através de una biela el cigüeñal del motor . El numero de cilindros puede ser 4 o 6. Según sea ladisposición de los pistones pueden ser de tipo radial o axial:

(Disposición Axial) (Disposición Radial)
Su comportamiento es similar, caracterizándose los de pistón axial por un par rápido y elevado en el arranque.
 

De engranajes:

Funcionamiento:
En este tipo de motor el par de rotación es engendrado por la presión que ejerce el aire sobre los flancos de los dientes de piñones...