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Ficha de práctica: neumática

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Material: el simulador gratuito de neumática de examrobotic.com (examrobotic.com/herramientas/simulador-neumatica). Tiempo: unos 40 minutos.

Objetivo: calcular la fuerza de un cilindro, distinguir válvulas monoestables y biestables, entender qué frena cada regulador de caudal y seguir una secuencia con su GRAFCET.

1. Fuerza de un cilindro

  1. El cilindro es de Ø32 mm (804 mm²) con vástago de Ø12 mm (691 mm² de área anular). Calcula a 6 bar (0,6 N/mm²):
    Fuerza de avance: ________ N    Fuerza de retroceso: ________ N
  2. ¿Por qué la fuerza de retroceso es menor?
  3. Pon 30 kg de carga y baja la presión hasta que no suba. Anota la presión: ______ bar. Comprueba el cálculo con F = P × A, sumando unos 20 N de rozamiento.
  4. Con 40 kg, anota el tiempo de subida (______ s) y el de bajada (______ s). ¿Por qué baja más rápido?

2. Válvulas y reguladores

  1. Con la válvula monoestable, mantén Y1 y suelta. ¿Qué devuelve la válvula a reposo? ¿Qué pasa si se va la luz?
  2. Con la biestable, da un toque a Y1. ¿Por qué no vuelve el cilindro? ¿Cómo lo haces volver?
  3. Pon una aplicación donde convenga cada tipo de válvula:
    Monoestable: ____________________
    Biestable: ____________________
  4. Cierra el regulador de la línea delantera al 10 %. ¿Qué movimiento se frena? ¿Por qué ese y no el otro?

3. La secuencia A+ B+ A− B−

  1. Completa la tabla: qué sensor da paso a cada movimiento.
    MovimientoBobinaEmpieza cuando…
    A+  
    B+  
    A−  
    B−  
  2. Con ciclo continuo, pulsa Paro a mitad de ciclo. ¿Dónde se para la máquina y por qué es lo correcto?
  3. Pulsa «Avería sorpresa» tres veces. Para cada una, anota en qué etapa se para y qué has visto.

Soluciones (para el profesor)

  1. Avance: 0,6 × 804 ≈ 482 N. Retroceso: 0,6 × 691 ≈ 415 N.
  2. Porque el vástago ocupa parte del área del émbolo en la cámara delantera.
  3. 30 kg pesan unos 294 N; con 20 N de rozamiento hacen falta unos 314 N: P = 314 / 804 ≈ 0,39 N/mm², unos 4 bar. Por debajo, no sube.
  4. Al bajar, el peso ayuda al aire; al subir, se opone. Sobra más fuerza bajando y el cilindro va más rápido.
  5. El muelle. Si se va la luz, la bobina se queda sin tensión y el cilindro vuelve a reposo.
  6. La biestable tiene memoria: se queda en la última posición. Vuelve con la otra bobina, Y2.
  7. Monoestable: un cilindro que debe volver a una posición segura si se va la luz (un empujador, una puerta). Biestable: una pinza que no debe soltar la pieza al irse la luz.
  8. Se frena la salida. Al salir el vástago, el aire escapa por la línea delantera, y el regulador estrangula el aire de escape (regulación del aire de salida).
  9. A+: Y1 de A, con Marcha y a0·b0. B+: Y1 de B, cuando a1. A−: Y2 de A, cuando b1. B−: Y2 de B, cuando a0. El ciclo termina con b0.
  10. Termina el ciclo y se para con los dos cilindros atrás. No deja nada a medias y queda lista para volver a arrancar.

Averías posibles: a1 desplazado (A sale, se para en la etapa 1), b1 desplazado (se para en la etapa 2 con B fuera), cable de a0 cortado (no arranca), bobina Y2 de B cortada (se para en la etapa 4, con la bobina en verde y B fuera) y regulador delantero de A cerrado (en la etapa 1 la válvula cambia, pero A no se mueve).