MECATRONICA INDUSTRIAL: INFORME: MES DE MAYO

COMPRESORES NEUMÁTICOS

OBJETIVO:
El objetivo de este informe es dar a conocer la importancia, tipos y características de los compresores neumáticos ,así como el mantenimiento de estos, siendo vital para el optimo funcionamiento y una larga vida útil de los mismos.

INDICE:
1.0........................................................................INTRODUCCIÓN
2.0........................................................................USOS Y APLICACIONES
3.0........................................................................ACCIONAMIENTO
4.0........................................................................PARTES DE UN COMPRESOR NEUMÁTICO
5.0........................................................................TIPOS DE COMPRESORES
5.1........................................................................DE EMBOLO OSCILANTE
5.2........................................................................DE EMBOLO ROTATIVO
5.3........................................................................TURBO-COMPRESOR
6.0........................................................................MANTENIMIENTO
6.1........................................................................MANTENIMIENTO EN COMPONENTES
7.0........................................................................CONCLUSIÓN
8.0........................................................................FORMULARIO
9.0........................................................................MAPA MENTAL
10.0......................................................................BIBLIOGRAFIA

1.0 INTRODUCCIÓN:

En cualquier circuito neumático, la parte mas importante es donde se produce el aire comprimido.Esta parte se le conoce como Compresor.
Un compresor es una maquina que toma aire con unas determinadas condiciones y eleva la presión superior a la de entrada.La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen especifico del mismo durante su paso a través del compresor.
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.
Los compresores se diferencian por su caudal o por su relación de compresión.
La relación de compresión es un numero adimensional que relaciona las presiones de entrada y salida del aire del compresor,es decir, informa del aumento de presión que provoca el compresor.
El caudal es la cantidad de aire comprimido que nos proporciona el compresor en una unidad de tiempo, es decir, la cantidad de aire del que se puede disponer.
Tanto el caudal, como la relación de compresión que proporciona un compresor, deben ser adecuado al consumo de aire que requiere el circuito.

2.0 USOS Y APLICACIONES:

Alimentar la red de aire para instrumentos
Proveer de aire para combustion
Recircular gas a un proceso o sistema
Sistemas de refrigeracion
Alimentar aire a presion para mantener algun elemento en circulacion
Sistemas de aire acondicionado

3.0 ACCIONAMIENTO:

Los compresores se accionan,según las exigencias, por medio de un motor eléctrico o de explosión interna,En la industria, en la mayoría de los casos los compresores se arrastran por medio de un motor eléctrico. Generalmente el motor gira a un numero de r.p.m fijo por lo cual se hace necesario regular el movimiento a través de un sistema de transmision compuesto en la mayoría de los casos de un sistema de poleas y correas.
Aunque la aplicación anterior es la mas difundida y utilizada industrialmente, el elemento de accionamiento también puede ser un motor de combustión interna.Este tipo de energía también es especialmente útil para trabajos en terreno en que no se cuenta con electricidad.

4.0 PARTES DE UN COMPRESOR NEUMÁTICO:

1.-Aceite Lubricante:

Bomba de lubricacion de aceite directa con cilindro de hierro fundido para durabilidad.

2.-Visor de aceite:

Ubicado en la cara del cárter, el visor de nivel de aceite provee una forma conveniente para revisar el nivel de aceite dentro del motor.El nivel de aceite debe revisarse antes de cada uso para asegurar que el nivel de aceite sea el apropiado.

3.-Interruptor de presión automático de encendido/apagado "ON/OFF"

El compresor únicamente trabajara cuando el interruptor esta en la posición encendido/automático "ON/AUTO".Una vez que el tanque ha alcanzado la presión deseada preestablecida, la bomba del motor se pagara automáticamente. Mientras que el interruptor se encuentra en la posición encendido/automático, la bomba del motor automáticamente se apaga una vez que la presión del tanque caiga por debajo de la presión mínima preestablecida.

4.-Indicador de presión del tanque de aire:

El indicador de presión del tanque provee lecturas de la presión del aire dentro del tanque compresor.

5.Regulador de presión:

Permite seleccionar la cantidad de presión que sale por la manguera de aire hacia las herramientas y accesorios.

6.-Indicador de presión de salida:

Provee lecturas de la presión de aire en el lado del regulador de salida.Esta presión esta controlada por el regulador de presión y siempre es menor que o igual a la presión interior del tanque.

7.-Válvula de liberación de seguridad:

Esta diseñada para prevenir fallas en el sistema,al liberar la presion del sistema cuando la presión de aire alcanza un nivel predeterminado.

8.-Válvula para purgar el tanque de aire:
El tanque debe drenarse antes y después de cada uso,para evitar contaminantes como el agua en el compresor.

9.-Filtro de toma de aire:

Este filtro limpia el aire que entra a la bomba.

10.-Protector térmico de sobrecarga:

Sirve para proteger de una sobrecarga manual del motor

5.0 TIPOS DE COMPRESORES:

Existen diferentes modelos de compresores.Estos se agrupan bajo 2 principios de funcionamiento:

COMPRESORES ALTERNATIVOS:

También conocidos como oscilantes.Este tipo de compresor tiene uno o mas cilindros en los cuales hay un pistón o embolo en movimiento alternativo que desplaza un volumen positivo en cada carrera.

Abarcan desde una capacidad muy pequeña hasta unos 3000 PCMS.

La compresión se realiza al aspirar aire de un recinto hermético y reducir su volumen hasta alcanzar la presión deseada.

COMPRESORES ROTATIVOS

En este tipo de compresores un elemento desplaza un volumen fijo con cada revolución.

Trabaja bajo el principio de la dinámica de los fluidos.El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa.Tranforman la energia cinetica de un fluido en energía de presión.

Con estos modelos tenemos una subdivisión:

5.1 DE EMBOLO OSCILANTE.

COMPRESOR DE PISTÓN/EMBOLO:

Es el compresor mas habitual en las industrias ya que es barato y robusto.Es en esencia una maquina con un mecanismo pistón-biela-manivela

Funciona en base a un mecanismo de excéntrica que controla el movimiento alternativo de los pistones en el cilindro. Cuando el pistón hace la carrera de retroceso aumenta el volumen de la cámara,disminuyendo la presión interna, esto a su vez provoca la apertura de la válvula de admisión permitiendo la entrada de aire al cilindro.Una vez que el pis ha llegado al punto muerto inferior inicia su carrera ascendente, cerrándose la válvula de aspiracion y disminuyendo el volumen disponible para el aire.Esta situación origina un amento de presión que finalmente abre la válvula de descarga permitiendo la salida de aire comprimido ya sea a una segunda etapa o bien al acumulador.

Los mas grandes pueden llegar a entregar caudales superiores a los 500 m3 /min.Las presiones pueden alcanza 6-7 bares.

Para alcanzar mayores presiones y aumentar el rendimiento,algunos compresores disponen de varios pistones (compresores multietapas) dispuestos en serie.El aire que sale de una etapa se vuelve a comprimir en la siguiente hasta alcanzar presiones presiones cercanas a los 200 bares.

COMPRESOR DE MEMBRANA:

También conocido como compresor de diafragma.Su funcionamiento es similar a los compresores de embolo. Una membrana se interpone entre el aire y el pistón, de forma que aumenta su superficie útil y evita que el aceite de lubricacion entre en contacto con el aire.El movimiento obtenido del motor acciona una excéntrica y por su intermedio el conjunto biela pistón. Esta acción somete a la membrana a un vaivén de desplazamientos cortos e intermitentes que desarrolla el principio de aspiración y compresión

Estos compresores proporcionan aire limpio, por lo que son adecuados para trabajar en industrias químicas o alimentarias.

No superan los 30 m3/hora de caudal.Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.

5.2 DE EMBOLO ROTATIVO:

COMPRESOR ROTATIVO CELULAR:

También conocido como compresor de aletas. Tiene aletas dispuestas en ranuras axiales sobre un rotor montado excentricamente dentro de una carcaza cilíndrica.Las ventajas de este compresor residen en sus dimensiones reducidas, su funcionamiento silencioso y su caudal prácticamente uniforme y sin sacudidas.

Su principio de funcionamiento es el siguiente:

Cuando el rotor gira las aletas se pegan contra la carcaza por acción de la fuerza centrifuga, sellándose así el espacio entre 2 aletas consecutivas.

El aire entra al compresor cuando el volumen entre 2 aletas es máximo, luego a medida que el rotor gira, el volumen decrece por efecto de la excentricidad.El aire se comprime a medida que es desplazado hasta la descarga.

Tiene la ventaja de generar grandes cantidades de aire pero con vestigios de aceite, por lo que en aquellas empresas en las que no es indispensable la esterilidad presta un gran servicio.Al mismo tiempo el aceite pulverizado en el aire lubrica las válvulas y elementos de control y potencia.

COMPRESOR HELICOIDAL BICELULAR:

También conocidos como compresores de tornillo.Son relativamente nuevos y. ademas, caros, aunque debido a su bajo desgaste, a largo plazo son muy ventajosos.

Su principio de funcionamiento es el siguiente:

Dos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. Los tornillos del tipo helicoidal engranan con sus perfiles y de ese modo se logra reducir el espacio de que dispone el aire.Esta situación genera un aumento de la presión interna del aire y ademas por la rotación y el sentido de las hélices es impulsado hacia el extremo opuesto.

Los ciclos se traslapan con lo cual se logra un flujo continuo.A fin de evitar el desgaste de los tornillos, estos no se tocan entre si, ni tampoco con la carcaza, lo cual obliga a utilizar un mecanismo de transmisión externo que permita sincronizar el movimiento de ambos elementos.

Son muy silenciosos y proporcionan unos caudales de hasta 8m3/min, junto con una presión que oscila entre los 7 y los 14 bar.

COMPRESOR ROOTS

Esta compuesto por 2 rotores, cada uno de 2 lóbulos, cuya sección es comparable a la de un"ocho" y los rotores están acoplados por 2 engranajes que giran a la misma velocidad en sentidos opuestos.

El aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado.En el lado de impulsion, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los émbolos rotativos.

Para conseguir una mayor uniformidad de erogacion de aire, a veces se les da a los rotores una forma de helicoidal.Por la misma razón se construyen también compresores con 3 lóbulos.

Los compresores roots tienen la ventaja de que proporcionan gran caudal,lo que los haces especiales para empresas que requieren soplar o mover gran cantidad de aire.

5.3 TURBO-COMPRESOR

COMPRESOR RADIAL:

También conocidos como compresores centrífugos. Están constituidos por uno o mas rodetes y un numero de pasajes divergentes fijos a la carcaza denominados difusores en donde el fluido es desacelerado.

Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrifuga, constando de un motor centrifugo que gira de una cámara en espiral,tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial.La fuerza centrifuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión. Por efecto de la rotación, los alabes comunican energía cinética y lo dirigen radialmente hacia fuera,hasta encontrarse con la pared o carcasa que lo retorna al centro, cambiando su dirección. En esta parte del proceso el aire dispone de un mayor espacio, disminuyendo por tanto la velocidad y la energía cinética, lo que se traduce en la transformación de presión. Este proceso se realiza 3 veces, por lo cual el compresor es de 3 etapas.Se logran grandes caudales pero a presiones también bajas.El flujo obtenido también es uniforme.

Se alcanzan presiones de 8 a 12 bares,caudales de 10.000 y 20.000 m3/h y una velocidad de rotación de 15.000 a 20.000 r.p.m.

COMPRESOR AXIAL:

Estos compresores se caracterizan porque el flujo sigue la dirección de su eje.El compresor esta formado por filas alternadas de alabes móviles y alabes fijos.Los alabes móviles se encuentran dispuestos radialmente en su rotor, mientras que los fijos son solidarios al estator,Tanto los alabes fijos como los alabes móviles tienen en forma aerodinámica el conjunto de una fila de alabes móviles y otra de alabes fijos, a esto se le conoce como "etapa".

Su principio de funcionamiento es el siguiente:

Los alabes móviles imparten velocidad y presión al fluido al girar el rotor,luego en los alabes fijos la velocidad es convertida a presión por expansión, de manera similar a como ocurre en los compresores radiales.El incremento de presión por etapa es por lo general relativamente pequeño,por ello para obtener relaciones de compresión altas,se requiere de un considerable numero de etapas.

Mientras que los compresores radiales suministran prácticamente flujo a presión constante dentro de un amplio rango de caudales,los compresores axiales presentan una característica de caudal constante para presiones variables.

6.0 MANTENIMIENTO:

Mantenimiento es la circunstancia de mantener un equipo en estado particular o condición de operación.

Los compresores de aire, sin importar su tamaño o modelo,requieren de algún tipo de mantenimiento periódico.La realización de mantenimiento debe de llevarse a cabo de acuerdo a la cantidad de horas de funcionamiento y no por una fecha del calendario.Las horas de funcionamiento siempre deben contarse de forma de poder saber cuando dar servicio a tu unidad.

Un compresor es en general:

Un respirador de aire: Necesita aire fresco y limpio
Un consumidor de energía: Necesita energía eléctrica adecuada
Un generador de calor: Necesita un adecuado suministro de enfriador
Un generador de agua condensada: Necesita drenajes
Un usuario de aceite: Necesita un lubricante de calidad y en cantidad apropiada
Un vibrador: Necesita fundaciones y tuberías apropiadas.

Programación de Mantenimiento:

Hacer un inventario de los compresores instalados:

Cantidad,localización en planta,tipo de compresor.
Determinar el ciclo de trabajo, tiempo cargando vs tiempo descargando de cada compresor.

Determinar la disponibilidad de capacidad de aire en reserva en cada área de servicio:

Evaluar los efectos de una interrupción de la operación en cada área para predecir el aspecto de crisis de un compresor que este temporalmente fuera de servicio.
A partir de estos efectos,se podrá establecer áreas criticas y asignar prioridades en los programas de mantenimiento.

Determinar requerimientos diarios normales de cada unidad:

Aceite.
Chequeos visuales y audibles.
Establecer hoja de registro de rutina para ser llevada por las personas responsables de la maquina.
Revisar las hojas conjuntamente con el personal.
Planear con anticipación como resultado de estas de registro: piezas en exigencia,reemplazamiento de piezas,chequeos periódicos.

6.1 MANTENIMIENTO EN COMPONENTES.

Correas y pernos:

Los compresores de aire impulsados por correas deben de ser revisados para verificar la tensión de la correa de transmisión.

Si la correa esta demasiado suelta de se deslizara y se perderá la eficiencia.Una correa que esta demasiado apretada disminuirá prematuramente la vida útil de la correa de transmisión y la de todos los cojinetes que están asociados al compresor de aire.

Aceite y agua:

Comprueba siempre el nivel de aceite en forma regular sin importar el uso diario o semanal

El aceite se necesita para sellar internamente y lubricar los mecanismos de los compresores.

Asegúrate de cambiar el aceite y los filtros correspondientes,de acuerdo a las especificaciones del fabricante.

Una regla general es cambiar todo el aceite y filtros cada 1000 horas de funcionamiento.

Drena siempre el compresor de cualquier acumulación de agua durante su funcionamiento.El agua esta siempre presente en el aire.El compresor recogerá esta humedad y la mantendrá en cualquier sistema de almacenamiento o deposito de recepción.

Limpieza:

Limpiar el compresor sobre una base semanal. La suciedad y los desechos se acumulan rápidamente en el sistema.El aire esta lleno de polen y polvo, la acumulación de estos materiales puede interferir con la eficiencia del compresor. También puede cubrir las fugas de aceite menores que con el tiempo se forman en todos los compresores.

Eléctrico:

Al realizar el mantenimiento en el compresor debes tomarte el tiempo para revisar todas las conexiones eléctricas. Desconecta toda la energía eléctrica que llega al compresor.Utiliza las herramientas adecuadas,tales como destornilladores o enchufes de corriente y comprueba que cada conexión eléctrica este ajustada con firmeza.Una conexión eléctrica floja puede causar estragos en un compresor y causar daño permanente al motor eléctrico.

7.0 CONCLUSIÓN:
La generación de aire comprimido es fundamental es cualquier sistema neumático por lo que un compresor es esencial, para la realización de este proceso.
Por esto en este informe se dio a conocer las partes,funcionamiento, importancia y mantenimiento de un compresor neumático en una industria dentro de sus procesos y distintas aplicaciones.

8.0 FORMULARIO:

1.-¿Permite seleccionar la cantidad de presión que sale por la manguera de aire hacia las herramientas y accesorios.?

R=Regulador de presión.

2.-Esta compuesto por 2 rotores, cada uno de 2 lóbulos, cuya sección es comparable a la de un"ocho" :

R=Compresor roots

3.-¿Como se pueden accionar según las exigencias los compresores?

R=Por medio de un motor eléctrico o de explosión interna.

4-¿Por que se diferencian los compresores?

R=Por su caudal o su relación de compresión.

5.-Son también conocidos como compresores de tornillo:

R=Compresor helicoidal bicelular.

6.-Función de un compresor: