GUÍA COMPLETA DE NEUMÁTICA BÁSICA Sistema internacional de unidades (Unidades SI) Esta guía está escrita en unidades SI. Véanse las tablas inferiores para los cálculos y las especificaciones. Unidades SI principales Nº 1 2 3 4 5 6 Descripción Presión Símbolo Unidad convencional→Unidad SI Unidad SI→Unidad convencional MPa 1kgf/cm2 ≅ 0.098MPa 1MPa ≅ 10.2kgf/cm2 N 1kgf ≅ 9.8N 1N ≅ 0.102kgf N∙m 1kgf∙m ≅ 9.8N∙m 1N∙m ≅ 0.102kgf∙m Fuerza/Carga Torque Presión de vacío –kPa –1mmHg ≅ –0.133kPa Momento de inercia kg∙m2 1kgf∙cm∙s 2 ≅ 0.098kg∙m 2 Energía cinética J –1kPa ≅ –7.5mmHg 1kg∙m2 ≅ 10.2kgf∙cm∙s 2 1kgf∙cm ≅ 0.098J 1J ≅ 10.2kgf∙cm 1 Presión MPa→kgf/cm2 (1MPa ≅ 10.2kg/cm2) MPa 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01 0.011 0.012 0.013 0.014 0.015 0.016 0.017 0.018 0.019 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 kgf/cm2 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 MPa 0.02 kgf/cm2 0.2 0.03 0.31 0.04 0.41 0.05 0.51 0.06 0.61 0.07 0.71 0.08 0.82 0.09 0.92 0.1 1.0 0.11 1.1 0.12 1.2 0.13 1.3 0.14 1.4 0.15 1.5 0.16 1.6 0.17 1.7 0.18 1.8 0.19 1.9 0.2 2.0 0.3 3.1 0.4 4.1 0.5 5.1 0.6 6.1 0.7 7.1 0.8 8.2 0.9 9.2 1.0 10.2 1.1 11.2 1.2 12.2 1.3 13.3 1.4 14.3 1.5 15.3 1.6 16.3 1.7 17.3 1.8 18.4 1.9 19.4 2.0 20.4 2.5 25.5 MPa 3.0 kgf/cm2 30.6 3.5 35.7 4.0 40.8 4.5 45.9 5.0 51.0 5.5 56.1 6.0 61.2 6.5 66.3 7.0 71.4 7.5 76.5 8.0 81.6 8.5 86.7 9.0 9.9 91.8 101.0 10 102 20 204 30 306 40 408 50 510 MPa kgf/cm2 2 Fuerza/Carga N→kgf (1N ≅ 0.102kgf) N kgf 0.1 0.01 0.2 0.02 0.3 0.03 0.4 0.04 0.5 0.05 0.6 0.06 0.7 0.07 0.8 0.08 0.9 0.09 1.0 0.1 1.1 0.11 1.2 0.12 1.3 0.13 1.4 0.14 1.5 0.15 1.6 0.16 1.7 0.17 1.8 0.18 1.9 0.19 N kgf 2 0.2 3 0.31 4 0.41 5 0.51 6 0.61 7 0.71 8 0.82 9 0.92 10 1.0 11 1.1 12 1.2 13 1.3 14 1.4 15 1.5 16 1.6 17 1.7 18 1.8 19 1.9 20 2.0 N kgf 30 3.1 40 4.1 50 5.1 60 6.1 70 7.1 80 8.2 90 9.2 100 10.2 110 11.2 120 12.2 130 13.3 140 14.3 150 15.3 160 16.3 170 17.3 180 18.4 190 19.4 200 20.4 250 25.5 N kgf 300 30.6 350 35.7 400 40.8 450 45.9 500 51.0 550 56.1 600 61.2 650 66.3 700 71.4 750 76.5 800 81.6 850 86.7 900 950 1000 2000 3000 4000 5000 91.8 101.0 102 204 306 408 510 Sistema neumático básico 1 3 4 3 4 2 1. Compresor 2. Post-Enfriador 3. Tanque 4. Filtro de línea 5. Secador 5 2 APLICACIÓN PRODUCCIÓN 1 5 1. Filtro 2. Purga 3. Unidad de mantenimiento 4. Válvula distribuidora 5. Reguladores de caudal 6. Actuador 6 5 GUÍA COMPLETA DE NEUMÁTICA BÁSICA Sistema internacional de unidades (Unidades SI) Esta guía está escrita en unidades SI. Véanse las tablas inferiores para los cálculos y las especificaciones. Unidades SI principales Nº 1 2 3 4 5 6 Descripción Presión Símbolo Unidad convencional→Unidad SI Unidad SI→Unidad convencional MPa 1kgf/cm2 ≅ 0.098MPa 1MPa ≅ 10.2kgf/cm2 Fuerza/Carga Torque N 1kgf ≅ 9.8N 1N ≅ 0.102kgf N∙m 1kgf∙m ≅ 9.8N∙m 1N∙m ≅ 0.102kgf∙m Presión de vacío –kPa –1mmHg ≅ –0.133kPa Momento de inercia kg∙m2 1kgf∙cm∙s 2 ≅ 0.098kg∙m 2 Energía cinética J –1kPa ≅ –7.5mmHg 1kg∙m2 ≅ 10.2kgf∙cm∙s 2 1kgf∙cm ≅ 0.098J 1J ≅ 10.2kgf∙cm 1 Presión MPa→kgf/cm2 (1MPa ≅ 10.2kg/cm2) MPa 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01 0.011 0.012 0.013 0.014 0.015 0.016 0.017 0.018 0.019 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 kgf/cm2 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 MPa 0.02 kgf/cm2 0.2 0.03 0.31 0.04 0.41 0.05 0.51 0.06 0.61 0.07 0.71 0.08 0.82 0.09 0.92 0.1 1.0 0.11 1.1 0.12 1.2 0.13 1.3 0.14 1.4 0.15 1.5 0.16 1.6 0.17 1.7 0.18 1.8 0.19 1.9 0.2 2.0 0.3 3.1 0.4 4.1 0.5 5.1 0.6 6.1 0.7 7.1 0.8 8.2 0.9 9.2 1.0 10.2 1.1 11.2 1.2 12.2 1.3 13.3 1.4 14.3 1.5 15.3 1.6 16.3 1.7 17.3 1.8 18.4 1.9 19.4 2.0 20.4 2.5 25.5 MPa 3.0 kgf/cm2 30.6 3.5 35.7 4.0 40.8 4.5 45.9 5.0 51.0 5.5 56.1 6.0 61.2 6.5 66.3 7.0 71.4 7.5 76.5 8.0 81.6 8.5 86.7 9.0 9.9 91.8 101.0 10 102 20 204 30 306 40 408 50 510 MPa kgf/cm2 2 Fuerza/Carga N→kgf (1N ≅ 0.102kgf) N kgf 0.1 0.01 0.2 0.02 0.3 0.03 0.4 0.04 0.5 0.05 0.6 0.06 0.7 0.07 0.8 0.08 0.9 0.09 1.0 0.1 1.1 0.11 1.2 0.12 1.3 0.13 1.4 0.14 1.5 0.15 1.6 0.16 1.7 0.17 1.8 0.18 1.9 0.19 N kgf 2 0.2 3 0.31 4 0.41 5 0.51 6 0.61 7 0.71 8 0.82 9 0.92 10 1.0 11 1.1 12 1.2 13 1.3 14 1.4 15 1.5 16 1.6 17 1.7 18 1.8 19 1.9 20 2.0 N kgf 30 3.1 40 4.1 50 5.1 60 6.1 70 7.1 80 8.2 90 9.2 100 10.2 110 11.2 120 12.2 130 13.3 140 14.3 150 15.3 160 16.3 170 17.3 180 18.4 190 19.4 200 20.4 250 25.5 N kgf 300 30.6 350 35.7 400 40.8 450 45.9 500 51.0 550 56.1 600 61.2 650 66.3 700 71.4 750 76.5 800 81.6 850 86.7 900 950 1000 2000 3000 4000 5000 91.8 101.0 102 204 306 408 510 Sistema neumático básico 1 3 4 3 4 1. Compresor 2. Post-Enfriador 3. Tanque 4. Filtro de línea 5. Secador 5 2 APLICACIÓN PRODUCCIÓN 1 5 2 1. Filtro 2. Purga 3. Unidad de mantenimiento 4. Válvula distribuidora 5. Reguladores de caudal 6. Actuador 6 5 GUÍA COMPLETA DE NEUMÁTICA BÁSICA 50 40 30 20 15 10 (mm) 80 63 50 40 32 25 20 16 10 63 50 0.6 40 6 32 5 4 3 2 <Gráfico 4> 1.5 3 3 2 2 1 0.5 0.4 13 3/8 0.3 1 1/4" 0.2 0.5 0.4 0.3 20 0.1 0.05 0.04 0.03 0.02 0.015 0.01 100 9 10 5 4 3 0.3 0.2 0.1 0.03 0.02 2 1.5 0.01 1 0.005 0.3 2 0. .3 0 Presión de trabajo (MPa) 4 0. 0.5 6 0. 0.7 8 0. Presión de trabajo (MPa) 0. 0 0. 0. 0..6 0.4 0.3 2 8 7 5 0.5 0.4 0.05 0.04 0.5 0.4 50 1 5 Carrera del cilindro (mm) 10 5 4 2. 200 150 20 15 5 4 4 6 50 40 30 25 10 10 5 500 400 300 Diámetro (mm) 100 0.2 0.15 16 1000 10 6 2000 1500 20 5 8 7. 5000 4000 3000 20 12 80 30 2" 30 0 25 0 20 180 160 140 120 5 10 0 30 1/ 1 Diámetro 200 150 50 40 4" 1.5 500 400 300 50 40 3/ 5 4 3 2 1000 100 1" Consumo de aire (l (ANR)) 100 30 0 25 0 20 180 160 140 120 5 10 0 100 Consumo de aire (l (ANR)) 200 150 3000 2000 1500 Consumo de aire (l (ANR)) 500 400 300 Consumo de aire de la manguera o de la tubería de acero (Para un ciclo) Longitud de conexionado (m) 1000 CONSUMO DE AIRE DE LA MANGUERA Consumo de aire del cilindro (Para un ciclo) Consumo de aire (l (ANR)) <Gráfico 3> 3000 2000 1500 CONSUMO DE AIRE DEL CILINDRO Mediante el Gráfico 3, calcule el consumo de aire del cilindro neumático. Mediante el Gráfico 4, calcule el consumo de aire del tubo o manguera igual que en el paso 1 y paso 2. PASO 1) Halle el punto de intersección entre la presión de trabajo (línea diagonal) y la carrera del cilindro y, desde ese punto, trace una línea perpendicular hacia arriba. Ejemplo: Cuando se usan 10 cilindros de aire de 50mm de diámetro y una carrera de 600mm a una presión de 0.5MPa, ¿cuál es el consumo de aire de sus 5 ciclos por minuto? (Se usa un tubo de 2m con 8mm de diámetro para el conexionado entre los cilindros y la válvula de conmutación.) 1. Presión de trabajo 0.5 MPa, carrera del cilindro de 600mm, diámetro 50mm, volumen consumo de aire 13 l (ANR) 2. Presión de trabajo 0.5 MPa, longitud conexionado 2m, diámetro interno 6mm, consumo de aire 0.56 l (ANR) 3. Consumo de aire total = (13 + 0.56) X 10 X 5 = 678 l/min (ANR) PASO 2) Desde el punto de intersección con el diámetro (línea diagonal) del cilindro a utilizar, observe ambos lados (a la derecha o a la izquierda) para obtener el consumo que requiere un ciclo del cilindro neumático. www.smc.com.mx Cuarta impresión Agosto 2016; 3000 Ejemplares. ©2016 SMC Corporation Derechos Reservados GUÍA COMPLETA DE NEUMÁTICA BÁSICA Línea de utilización Línea de utilización Línea Principal 1 No. Serie AF 2 No. Secador Refrigerativo Serie IDF Serie AM Purga Automática Serie AD402 3 No. Secador Refrigerativo Serie IDF Compresor de émbolo alternativo Serie AF 4 Post-enfriador aire-aire Serie HAA No. Tanque de Aire Serie AT Serie AM Filtros de Línea Serie AFF Post-enfriador aire-agua Serie HAW 5 No. Tanque de Aire Serie AT Serie AM + Serie AMD Serie AMH Compresor rotativo Post-enfriador aire-aire Serie HAA Serie AMH Secador Refrigerativo Serie IDU + Serie + Serie IDG AMD 6 No. Serie AM + Serie AME Post-enfriador aire-agua Serie HAW No. de sistema 1 No. Filtro de Aire Series AF 2 No. Filtro micrónico Series AM 3 No. Filtro de Aire Series AF Calidad del aire comprimido Habilidad para eliminar impurezas Humedad Sólidos Aceite Olor 5� Cuando es aceptable Humedad saturada polvo fino, vapor <99% a presión de aceite y cierta atmosférica. cantidad de condensación 0.3� Cuando la eliminación de Humedad hasta un la humedad es indispenpunto de rocío de -17°C a presión sable, pero son aceptables atmosférica. restos de polvo fino y aceite 5� 5 Olor Como en (1), pero el aire es seco. Adicionalmente mg/m3 de pintura en general. (ANR) aceite 0.3� Control de procesos, equipos de medición, pintura 1 Olor por pulverización de alta mg/m3 de calidad, enfriamiento de (ANR) aceite fundición y troqueles de inyección. 4 No. Filtro Micrónico Series AM Cuando no son aceptables Humedad hasta un punto de rocío de humedad, polvo fino ni -17°C a presión vapor de aceite atmosférica. 5 Cuando se requiere aire prácticamente, sin ninguna impureza. Humedad hasta un punto de rocío de -17°C a presión atmosférica. 0.01� Humedad hasta un punto de rocío de -17°C a presión atmosférica. 0.01μ Humedad hasta un punto de rocío de -17°C a presión atmosférica. 0.01μ Serie + Serie + Serie AME AMF AM Controles y accionamien1 Olor tos neumáticos para mg/m3 de equipos industriales (ANR) aceite en general. No. Filtro Micrónico Series AM Filtro Coalescente Series AMD Filtro con Pre-filtro Series AMH Secador de Membrana Series IDG 7 No. Aire para sujetar, 5 Olor soplado y accionamientos mg/m3 de neumáticos sencilllos. (ANR) aceite Humedad saturada <96% a presión atmosférica. Cuando son aceptables impurezas sólidas, aceite y humedad. Serie + Serie + Serie AMH AME IDG Aplicaciones Dispositivos neumáticos Olor para medición de precisión, 0.1 de mg/m3 pintura electrostática, (ANR) aceite limpieza y secado de productos electrónicos. Serie + AMH Serie + Serie IDG AMF 8 No. Series + Series + Series AM ID AMD Tabla y Esquema de los Niveles de Filtraje 6 No. Filtro Micrónico Series AM Filtro Submicrónico Series AME Filtro con Pre-filtro Series AMH Secador de Membrana Series IDG Cuando se requiere aire prácticamente, sin ninguna impureza. Dispositivos neumáticos 0.01 Algún para medición de precisión, 3 pintura por pulverización olor mg/m electrostática, limpieza y (ANR) de secado de productos aceite electrónicos. 7 No. Filtro Micrónico Series AM Filtro Submicrónico Series AME Filtro Eliminador de Olores Series AMF Filtro con Pre-filtro Series AMH Secador de Membrana Series IDG 8 Como en (No.5) pero cuando se requiere el aire también sin olores. No. Filtro Micrónico Series AM Secador Series ID Filtro submicrónico Series AMD Cuando es necesario evitar cualquier riesgo de condensación durante la expansión y bajas temperaturas. Humedad hasta un punto de rocío de -30°C a presión atmosférica. 0.01μ Sin 0.004 olor 3 mg/m de (ANR) aceite Farmacéutica, industria alimenticia, transporte aéreo, fermentación, aire para respirar. Secado de componentes electrónicos, almacenaOlor 0.1 miento de productos farma3 de mg/m ceúticos, equipos de medi(ANR) aceite ción marinos, transporte aéreo de productos en polvo www.smc.com.mx d id a c t ic a @s m c m x . c o m . m x GUÍA COMPLETA DE NEUMÁTICA BÁSICA Cálculo del diámetro del tubo del cilindro. → Véanse los gráficos 1 y 2. Fuerza del cilindro en el lado de contracción (Cilindro de doble efecto) 1000 500 400 300 250 200 150 100 50 40 30 25 20 15 30 80 25 0 20 18 0 160 0 14 120 5 10 0 63 50 40 32 25 10000 500 400 300 250 200 150 5000 4000 3000 2500 2000 1500 50 40 30 25 20 15 63 16 1000 100 80 20 50 1000 10 32 25 20 6 16 5 4 3 2.5 2 1.5 10 6 1 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 1 0. 7 0. 0. 0. 5 4 3 0. 25 0 1000 500 400 300 250 200 150 25 32 25 80 20 63 50 40 30 25 20 15 50 10 50 16 5 4 3 2.5 2 1.5 50 40 30 25 20 15 10 1 10 0.5 0.4 0.3 0.25 0.2 0.15 5 4 3 2.5 2 1.5 100 40 5 4 3 2.5 2 1.5 32 25 20 6 1 16 0.5 0.4 0.3 0.25 0.2 0.15 10 6 1 0.8 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 1 0. 7 0. 0. 0. 5 4 3 0.1 0.08 0. 2 Factor de carga (η) Ejemplo: P=0.5MPa 0 0 20 180 160 0 14 120 5 10 0 63 Factor de carga (η) Ejemplo: 500 400 300 250 200 150 30 80 100 2 6000 5000 4000 3000 2500 2000 1500 Diámetro (mm) 0 20 180 160 0 14 120 5 10 0 10 0.1 0.2 30 40 40 10 Presión de trabajo (MPa) 0 60000 50000 40000 30000 25000 20000 15000 <Gráfico 2> Diámetro (mm) Fuerza del cilindro F (N) 5000 4000 3000 2500 2000 1500 6000 5000 4000 3000 2500 2000 1500 Presión de trabajo (MPa) Fuerza del cilindro F (N) 10000 30 0 25 0 20 180 160 0 14 120 5 10 0 Masa de la carga m (kg) <Gráfico 1> 60000 50000 40000 30000 25000 20000 15000 Peso de la carga m (kg) Fuerza del cilindro en el lado de extensión (Cilindro de doble efecto) P=0.4MPa W P=0.5MPa 30kg 100kg Fig. 3 Fig. 2 Fig. 1 W Ejemplo 1: Si se necesitase una fuerza mínima de 1000 N para mantener la pieza de trabajo presionada como en la Fig. 1, dado que es el lado de extensión, use el Gráfico 1 para determinar el factor de carga de 0.7 y la presión de trabajo de 0.5 MPa. A continuación, halle el punto de intersección de la fuerza del cilindro de 1000N y se obtendrá un diámetro de 63mm. Ejemplo 2: Para desplazar una carga de 30 kg de peso horizontalmente en una guía como se indica en la Fig. 2, dado que la carga es idéntica el los lados de contracción y extensión, use el Gráfico 2, que equivale al lado de contracción con una fuerza inferior. Determine el factor de carga de 1, y la presión de trabajo de 0.4MPa. A continuación, calcule el punto de intersección con el peso de la carga de 30 kg lo cual resultará en un diámetro de 40mm. Conversión a unidades de presión y fuerza Ejemplo 3: Para arrastrar una carga de 100 kg verticalmente hacia arriba como en la Fig. 3, use el Gráfico 2 para determinar el factor de carga de 0.5 y la presión de trabajo de 0.5 MPa. A continuación, halle el punto de intersección con el peso de la carga de 100 kg y se obtendrá un diámetro de 80 mm. 1MPa ≅ 10.2kgf/cm 1kgf/cm2 ≅ 0.098MPa 2 1N ≅ 0.102kgf 1kgf ≅ 9.8N Simbología GUÍA COMPLETA DE NEUMÁTICA BÁSICA neumática ISO 1219-1 VÁLVULAS DE CONTROL DIRECCIONAL SÍMBOLO DESCRIPCIÓN Válvula de control direccional de 2 vías - 2 posiciones, normalmente cerrada Válvula de control direccional 2 vías - 2 posiciones, normalmente abierta Válvula de control direccional de 3 vías - 2 posiciones, normalmente cerrada ACTUADORES SÍMBOLO VÁLVULAS DE CONTROL DE FLUJO DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN SÍMBOLO Cilindro de simple efecto, retroceso por fuerza externa Válvula de cierre, símbolo general Cilindro de doble efecto, Válvula de control de flujo con silenciador Cilindro de doble efecto vástago antigiro Válvula antirretorno "check" Válvula de control direccional de 3 vías - 3 posiciones, centro cerrado 2 4 Válvula de control direccional de 4 vías - 2 posiciones 1 3 SÍMBOLO DESCRIPCIÓN Manómetro de presión Flujostato Filtro Filtro con purga manual Cilindro de doble efecto, montaje muñón trasero Válvula de control de flujo unidireccional Válvula de control direccional de 3 vías - 2 posiciones, normalmente abierta TRATAMIENTO DE AIRE Cilindro hidroneumático doble efecto Válvula de control de flujo con válvula antirretorno pilotada Cilindro de doble efecto, doble vástago Filtro con purga automática Separador de agua con purga automática Separador de niebla Cilindro de doble efecto con amortiguación ajustable en ambos extremos Válvula de escape rápido Filtro micrónico Cilindro de doble efecto con amortiguación elástica Boquilla Válvula de control direccional de 4 vías - 3 posiciones, centro cerrado Lubricador Cilindro de simple efecto, retroceso por resorte 2 1 4 2 1 3 Válvula de control direccional de 4 vías - 3 posiciones, centro a escape 1 Cilindro de simple efecto, vástago antigiro, retroceso por resorte Válvula de simultaneidad "funcion Y" Secador 2 Actuador rotativo de doble efecto Válvula selectora " función O" Cilindro de simple efecto, vástago extendido Regulador de flujo con regulador de presión 1 1 Postenfriador aire - agua Válvula de control direccional de 5 vías - 2 posiciones Válvula de control direccional de 5 vías - 3 posiciones, centro cerrado Válvula de control direccional de 5 vías - 3 posiciones, centro a escape Válvula de control direccional de 5 vías - 3 posiciones, centro presurizado Válvula de control direccional de 5 vías - 3 posiciones, centro cerrado perfecto Accionamiento manual boton rasante Accionamiento manual botón tipo hongo Accionamiento manual por palanca Accionamiento manual por pedal Accionamiento mecánico por leva Accionamiento mecánico por resorte Accionamiento mecánico por rodillo Accionamiento mecánico rodillo escamoteable Accionamiento mecánico con enclave Accionamiento neumático Accionamiento Accionamiento eléctrico eléctrico simple bobina con servopilotaje Suministro de aire a presión 14 00 1: 20 08 Indicador neumático 04 9001 :2 0 Unidad de servicio (gráfico simplificado) Cilindro de simple efecto, vástago antigiro, vástago extendido Válvula de seguridad Combinación de filtro, regulador y lubricador Cilindro de doble fuerza (Tándem) Cilindro sin vástago de arrastre mecánico Cilindro sin vástago de arrastre magnético Cilindro de doble efecto, con control de flujo integrado PInzas neumáticas de simple efecto, de apertura paralela Cilindro de doble efecto con lectura de carrera Válvula de seguridad con control de flujo. Control de sistema de salída Válvula de seguridad control de flujo. Control de sistema de entrada Temporizador con retardo a la conexión Generador de vacío Cilindro de doble efecto con lectura de carrera y freno Cinlindro de doble efecto, con freno Generador de vacío multietapas, con filtro, silenciador y vacuostato SMC Corporation (México) S.A. de C.V. www.smc.com.mx Tel.: 472 722 55 00 Ext. 4010 informacion.tecnica@smcmx.com.mx Regulador de presión con accionamiento neumático Bomba nemática Multiplicador de presión neumático, accionamiento manual Presostato neumático con regulación Generador de vacío multietapas con silenciador y manómetro para vacío integrado Pinzas neumáticas doble efecto apertura angular Regulador de presión ajustable Ventosa Presostato neumático Escape Silenciador Postenfriador aire - aire Vacuostato Relé electroneumático Depósito