Amortiguación en los cilindros neumáticos

 La amortiguación en los cilindros neumáticos, se da en los límites del recorrido del émbolo,  elimina golpes, ruido y averías.

Amortiguación en los cilindros neumáticos

Los vástagos de los  actuadores neumáticos utilizados de manera industrial se mueven a gran velocidad.

Por lo que se debe evitar que el embolo golpe contra las tapas en los límites de su carrera.

Topes de amortiguación

Los amortiguadores reciben el nombre técnico de “juntas de amortiguación”.

 Con forma de arandelas plásticas (de poliuretano) son utilizadas en los extremos de las tapas.

 El poliuretano es un tipo de plástico que puede ser trasparente o coloreado, puede ser muy suave o duro, se designa como TPU del inglés “Thermoplastic  Polyurethane”.

 Con fines de amortiguación casquillos plásticos, también  pueden ser utilizados en vástago del cilindro.  

Pistón completo

Un pistón completo realiza tres funciones, sellado, guiado y amortiguación.

 En él pistón completo,  el disco de metal se le vulcaniza con un compuesto de gran elasticidad (elastómero) basado en goma sintética.

La amortiguación ajustable

En la amortiguación ajustable, se utiliza una cámara de amortiguación en la que una parte del aire queda atrapado,  el aire de la cámara de amortiguación se ira desalojando lentamente, por medio de una válvula de estrangulación.

Se le a incluido una válvula reguladora en cada tapa, para obtener una amortiguación regulada, y así  alargar la vida de los cilindros.

 En los diagramas la amortiguación no suele verse siempre reflejada, no entramos en detalle de los materiales, sin embargo no debemos de pasar por alto la amortiguación de los cilindros en el diseño de una máquina.

Conceptos del área de trabajo de circuitos neumáticos

 Los conceptos del área de trabajo de circuitos neumáticos, dan sentido para la interpretación de los elementos  y su funcionalidad.

Conceptos del área de trabajo de circuitos neumáticos

Algunos de los términos suelen ser técnicos específicos de ciertas áreas laborales, deben aclararse para que el mensaje sea el correcto.

1.- El área de trabajo, es el lugar al interior de la máquina, donde obtenemos movimientos  fuerzas por distancia.

2.- Un fluido neumático, es el aire comprimido en movimiento, es una forma de energía utilizada para realizar un trabajo.

3.- Los actuadores proporcionan movimientos lineales o giratorios, a partir de un fluido, prácticamente sobre ellos suelen ir las herramientas, tales como dobladores, cortadores y prensas.

4.- Un cilindro neumático, es un término común  dado a un actuador.

Actuadores lineales neumáticos marca Parker

5.- Un vástago es una varilla, parte del embolo que sale y entra al cilindro.

6.- Un émbolo es una pieza mecánica, localizada al interior de un cilindro, que es impulsada por el fluido.

7.- Un pistón nombre dado también al émbolo.

8.- La presión, es la fuerza que ejerce el aire sobre una superficie.

9.- La cámara de un cilindro es un compartimiento cerrado, con un orificio tanto para la entrada y salida del aire a prisión.

10.- La carrera de un cilindro, es un trayecto recorrido del vástago.

11.- El avance y el retroceso son movimientos de salida y de regreso del vástago.

Cilindros neumáticos de simple y doble efecto

12.- Un cilindro de simple efecto,  solo tiene una cámara para la entrada del fluido,  el fluido solo es capaz de generar un sentido de movimiento, un resorte o el peso lo hará volver a su estado inicial.

13.- Un cilindro de doble efecto, cuenta con 2 cámaras, es capaz de realizar trabajo en ambos sentidos.

14.- Un circuito neumático, es un conjunto de elementos interconectados, diseñado y alimentado con aire a presión,  para que tenga movimientos fijados con anterioridad y que vuelve al punto de partida.

15.- Espacio, es un lugar físico en que se sitúan los cuerpos y movimientos, con límites y características comunes.

16.- Los diagramas de movimientos, son representaciones graficas   del espacio recorrido por los vástagos de los cilindros neumáticos, relacionado en base a otra variable.

Representación gráfica de funcionamiento de un circuito neumático

17.- Un diagrama espacio fase, representa la secuencia de un ciclo de  funcionamiento, en este diagrama el tiempo no se señala.

18.- Fase es un estado diferenciado de una cosa, por ejemplos avance, retroceso y reposo son las fases de un actuador.

19.- Un circuito neumático, es un conjunto de elementos interconectados, diseñado y alimentado con aire a presión,  para que tenga movimientos fijados con anterioridad y que vuelve al punto de partida.

Diagrama espacio tiempo

20.- Diagrama espacio tiempo, es utilizado para identificar el tiempo en que se efectúa un ciclo de trabajo.

Las definiciones expresadas no tienen el rigor de diccionario, la intención es compartirles mi interpretación, y contribuyan al entendimiento de los artículos presentados.

Válvula de estrangulación y antirretorno

La válvula de estrangulación y antirretorno, se utiliza  para regular la velocidad de avance o de retroceso del vástago de un actuador neumático. 

Válvula de estrangulación y antirretorno

Está compuesta por  dos válvulas que trabajan  en paralelo. Una válvula estranguladora que restringe la entrada de aire, y una válvula antirretorno que impide el paso del aire en un sentido.

Forman parte del área de trabajo, ya que van unidas al actuador neumático con rosca.

Válvula  y actuador

Para que el vástago de un cilindro neumático salga lentamente, se restringe la cantidad de aire a presión alimentado, en una de sus cámaras.

Se logra girando la cabeza de un tornillo.

 Suele ser mencionada también como una “válvula reguladora de caudal”, el termino caudal se refiere a un volumen que atraviesa una superficie en un determinado tiempo, y es expresado en la formula Q= V/t; donde Q(caudal), V(volumen) y t(tiempo).

 Estrangulación del aire de alimentación

La función de estrangulación del aire de alimentación, limita el caudal de aire que entra en la cámara de un actuador, esta acción hace mover lentamente el embolo del cilindro.

Válvula de caudal en función de estrangulación

La función de estrangulación hace que el vástago salga lentamente,  en sentido contrario la válvula antirretorno permite la salida del aire sin restricción, y anula el efecto de limitadora de caudal.

Función de la válvula antirretorno

En nuestro estudio con un cilindro de simple efecto,  en el diagrama de tiempo y movimiento, se representa que a la salida del vástago dura más, y el retorno del vástago es más rápido.

Receptáculo dúplex universal

 El receptáculo dúplex universal 5825-W de LEVITON, tiene 2 configuraciones, el enchufe americano NEMA 5-15R y el europeo CEE 7/16.

Receptáculo dúplex universal

Las conexiones de tomacorrientes y clavijas, tienen formas que dependen del país y las regiones geográficas.

Las magnitudes técnicas como  voltajes nominales  y frecuencia no son idénticas.

Ni las regulaciones, como la polarización, puesta a tierra, etcétera.

Nos encontramos frente a formas, magnitudes y normas diferentes.

Tipo de enchufes eléctricos domésticos

La Administración de comercio Internacional de EEUU, (International Trade Administration), designa letras para identificar  los tipos de enchufes  domésticos de uso mundial.

El tipo C es un tipo de enchufe muy utilizado a nivel internacional, tiene 2 clavijas redondas, y popularmente se conoce como “Europlug”.

Clavija CEE 7/16

En la comunidad europea  la forma CEE (conocida también como ceeform) Certificación de Equipos Electrotécnicos, establece las características de los productos para comercializarse en el mercado mundial.

El CEE7 describe enchufes de uso doméstico, una clavija CEE 7/16, cuenta con 2 pines redondos de 4 mm. de diámetro y 19 mm. de longitud.

Sus puntas  son relativamente flexibles, y le facilitan acoplarse en contactos redondos de 4.0 a 4.8 mm. Con centros entre 17.5 y 19 mm.

No tiene conexión a tierra, se diseñó para valores de 2.5 amperes y hasta 250 Volts. 

Enchufes NEMA domésticos

Todos los dispositivos NEMA 5 requieren de tres cables (vivo-neutro-tierra), son clasificados para 15 amperios y un máximo de 125 Volts.

Conexión eléctrica  Norteamericana de tomacorriente universal

El tomacorriente universal conectado en Norteamérica, permitirá conectar una clavija Europea CEE 7/16, donde  primero es importante verificar si el equipo es compatible, si está configurado para trabajar en diferentes tensiones y frecuencias (100-240 volts; 50-60 Hz) o si el equipo receptor tiene opción de un selector, y se cambie a valores de tensión similares a los nominales norteamericanos.

Las computadoras portátiles suelen tener la primera opción, pero existen equipos que no, estos últimos se dañaran, y serán un peligro si intentamos conectarlos indebidamente.

Tomacorriente dúplex de voltaje dual

 El tomacorriente dúplex de voltaje dual, es una toma de energía, que permite obtener dos tensiones distintas.

Tomacorriente dúplex de voltaje dual

Es un receptáculo que no es común, donde se combinan dos configuraciones, y  del que se fabrican pocos modelos.

Su aplicación es específica,  donde se conectan de manera cercana, equipos que requieren tensiones diferentes,  como en los laboratorios y los talleres técnicos.  

Tomacorriente dúplex marca LEVITON 5031-W para doble tensión

Las dos configuraciones  deben tener la misma capacidad de corriente 15 o 20 amperes.

Y las tensiones nominales a las salidas de las tomas, son alrededor de 110/220 voltios.

Diagrama eléctrico de tomacorriente de doble voltaje

El tomacorriente tiene configuraciones Estadunidenses  “NEMA” (National Electrical Manufacturers Association), encargada de los estándares utilizados en la industria eléctrica Norteamericana.

Los valores de tensión marcados en el contacto (15 A, 125/250V). Son valores de pruebas de fabricación, es por eso que la tensión señalada son superiores a los valores nominales (de trabajo).

Configuraciones combinadas de tomacorriente dúplex marca HUBBEL 

En años recientes se ha incluido al contacto  otros conectores, como tomas de comunicación, para redes telefónicas y de computación.

Tomacorriente de combinación con cargador USB

Sobresale el de con cargador USB,  que nos da  una o más fuentes secundaria a partir de la alimentación del contacto.

Y  este último diseño, ha impulsado a crear  nuevas tapas, adaptándoles  soportes para el teléfono celular.

Marcado en un tomacorriente controlado

 El marcado de un tomacorriente controlado en los EEUU, tiene de forma permanente en su cara un símbolo  y la palabra controlado en inglés  “CONTROLLED”.  

Marcado en un tomacorriente controlado

Su propósito es ayudar a evitando desperdicios, promueve el desconectar en horarios inactivos, nocturnos, festivos, no hábiles, los equipos  que no son utilizados y están en reposo, como cafeteras, impresoras, monitores de computadora, lámparas, etcétera.

Están en APAGADO, pero suelen seguir consumiendo energía, considerada como alimentación “fantasma”.

El Código Eléctrico Nacional (NEC 2017) estadunidense, señala que estos contactos, se deben identificar como un  “marcado de receptáculo controlado” 406.3, con un símbolo de encender/apagar y la palabra CONTROLLED.

Receptáculo EATON 5362CDRD marcado como controlado

El contacto tiene los mismos materiales (es decir que el mismo, pero con otra cara), el cambio real recae en la instalación directamente, agregándole  un dispositivo  de control.

El marcado tiene gran utilidad, una vez de que se hace conciencia del ahorro de energía.

Receptáculo medio controlado dúplex, marca LEVITON decora 16252-1PI

Las regulaciones exigen tener hasta un 50% de contactos de este tipo, en algunas áreas, oficinas, bibliotecas y almacenes.

En estos casos el control de las cargas es una extensión de los controles automáticos diseñados para iluminación.

Hoy en día el control automático de cargas ( en tomacorrientes) es atractivo, estudios reportan ahorros del 15 al 50%.

Receptáculo controlado dúplex, marca LEVITON decora 16252-2PB

A los ecosistemas de control automatizados, se le suma la preocupación de la privacidad, en dispositivos inteligentes domésticos conectados a tomacorrientes.

Receptáculos controlados dúplex, marca Hubbell

Más aun cuando el control es por conmutación inalámbrico Wi-Fi, donde se puede conectar a computadoras, tablets, smartphones y otros dispositivos, capaces de conectarse a internet.

Un campo donde por cierto los jóvenes se mueven como peses en el agua, capaces de hacer que los equipos  respondan a su voz.

Aplicaciones en el cuerpo del tomacorriente de hoja recta

Las aplicaciones  en cuerpo del tomacorriente de hoja recta, facilitan su instalación de forma raída y segura. 

Aplicaciones  en el cuerpo del tomacorriente de hoja recta

Su cuerpo de nailon es de alta resistencia al calor, a los impactos y a los productos químicos,  es ligero, no produce alergias, resistente al moho, a las bacterias y a los insectos. 

Protege en su interior a la parte conductora, que alimenta de energía  y que hacen contacto eléctrico con la clavija, formadas con  hojas de latón macizo niqueladas, con espesor de 0.031¨,  que le proporcionan  alta y constante retención.

Cuerpo de nailon  de alta resistencia al calor y a los productos químicos

La parte posterior tiene instrucciones por escrito, de la medida del aislante a retirar,  del material  y calibre AWG del conductor a utilizar, identifica las terminales de alimentación. 

Información en la parte posterior del receptáculo marca EATON

Presenta 2 opciones de conexión de conductores, lateral con tornillo, y posterior a presión, esta última  sujeta una vez de empujado el conductor.

La conexión lateral, para facilitar la instalación,  los tornillos se presentan retirados y tienen cabeza tricombo (ranura, Philips, Robertson).

Al lado de los tornillos presenta salientes que mantienen el conductor, facilitando el apriete de los tornillos, y aceptan conductores de hasta calibre # 10 AWG.

Método de cableado receptáculo EATON 

Las guardas protectoras,  aíslan las terminales y superficies conductoras.

Receptáculos dúplex marca EATON, con pelacables y guardas protectoras

 Las guardas protectoras,  aíslan las terminales y superficies conductoras.

Las aplicaciones en los tomacorrientes, brindan  calidad, rapidez en su montaje  y seguridad a las instalaciones eléctricas.

Aplicaciones en la cara del tomacorriente de hoja recta

Las aplicaciones  en la cara del tomacorriente de hoja recta, tienen principalmente de manera  implícita, especificaciones técnicas, condiciones de seguridad y regulaciones.

Aplicaciones  en la cara del tomacorriente de entrada recta

El contacto eléctrico actual, es producto de la creación  de nuevos materiales (aislantes y conductores) y  de  un mayor conocimiento de la electricidad.

Su cara de nailon (del inglés nylon), material plástico compuesto de poliamidas, tiene alta resistencia a impactos y productos químicos, es ligero, no produce alergias, resistente al moho, a las bacterias y a los insectos.  

Cara del tomacorriente de entrada recta, marca EATON

Implícito  “es algo que está incluido en otra cosa sin que esta lo exprese o lo manifieste de manera directa”.

Para identificarlas se requieren conocimientos técnicos, algunos adquiridos en publicaciones del fabricante.

Configuración de tomacorrientes dúplex de hoja recta 

Los contactos dúplex tienen 2 contactos en paralelo de 3 entradas, es una toma de energía  de  2 polos (Línea viva y neutro) y un tercer conductor de protección contra descargas eléctricas.

Se diseñó buscando  ser conexión a “cero errores”, cada una de las entradas son diferentes,  y no puede haber contacto más que en una sola posición.

Tomacorriente dúplex de entrada recta 

La entrada paralela de mayor tamaño corresponde al neutro, la entrada paralelo menor a la línea viva, y el conductor de protección a la entrada redonda.

El primer contacto entre clavija y tomacorriente, por razones de seguridad, se tiene  con la terminal a tierra “G”.

Receptáculos marca LEVITON

 Los receptáculos eléctricos pueden traer símbolos y siglas.

El triángulo color naranja señala un diseño, para una conexión técnica  de “tierra aislada”, donde una parte de la instalación tiene una conexión a tierra no compartida.

 Un círculo color verde “grado hospital”, informa de un diseño que soporta, una gran actividad de conexión y desconexión de equipos, como en actividad hospitalaria, no está limitado a esa área específica, y se  refiere más a uso continuo.

Las marcas con letras corresponden a siglas en inglés,  “WR” (Weather-Resistant) y “TR” (Tamper-Resistant), indican cualidades como; “WR” se diseñó para ser instalado en lugares húmedos y “TR” a prueba de manipulaciones usan las letras.

Tomacorrientes marca HUBBELL

Al tomacorriente se le han incorporado, fuentes de alimentación para equipos modernos, tomas de cargador USB.

 Sistemas de protección AFCI (Arc-fault circuit-interrupters), con  circuito de interrupción contra los arcos eléctricos, protección contra el fuego eléctrico.

Sistemas de protección GFCI  (ground fault circuit interrupter), con circuito de interrupción  contra fallas a tierra, evita descargas eléctricas.

En los en todos los ambientes la cara del contacto  debe presentar confianza y seguridad al ser utilizados, en entornos industriales se instalan tomacorrientes dúplex para estos ámbitos especiales.

Aplicaciones en tomacorrientes de entrada recta

 Las aplicaciones en tomacorriente de entrada recta, son implementaciones añadidas que  facilitan su instalación, o mejorar su funcionamiento.

Aplicaciones en tomacorrientes de entrada recta

El diccionario define que una aplicación es. la “Colocación de una cosa sobre otra, con la intención que ejerza alguna acción.

El término aplicación, es mayormente empleado para definir el ámbito de su uso, residencial, comercial, Industrial, grado hospital, tierra aislada, etcétera.

Hoy vamos a escudriñar  en esta primera parte, el soporte  del contacto. 

Straight blade receptacles

El chasis es la tira de montaje, una correa de acero galvanizado de alrededor de 1,27 mm (0.050”) de espesor, que soporta al contacto, y permite fijarlo a la caja de registro.

A esta base se le han añadido elementos de mejora, que facilitan su instalación.

Información en el chasis del tomacorriente

En él se encuentra información, de datos técnicos, regulaciones e instrucciones.

Las orejas desprendibles son utilizadas como arandelas espaciadoras, son utilizadas entre el tomacorriente y las cajas de registro, cuando esta última  no está alineada a la pared.

Leviton 253-05262-0GY Receptáculo Dúplex Grado Industrial

Se le han incorporado pelacables, para quitar el aislante eléctrico.

Y orificios que son utilizados como dobladores del núcleo del conductor, facilitan hacer un bucle para rodear un tornillo de terminación.

Tomacorriente dúplex1107W-10-L  marca Eaton

 La puesta tierra automática permite que el chasis conectado a tierra haga contacto con la tapa metálica y la caja registro, es una acción redundante de seguridad.

Tomacorriente Leviton 5262-SG grado industrial y placa de acero inoxidable

 Gracias de corazón a todos por sus visitas, y en especial por sus menciones  en tesis universitarias, a cientos de alumnos y profesionistas.

Gracias a ustedes, este blog tendrá más de 4000000 (cuatro millones) de visitas, y un compromiso renovado.

Gracias también a los colaboradores incondicionales, a los Ingenieros Sergio Elías Reyes Medina, Horacio Gutiérrez Sánchez y Jesús Rene Albores Medina.

 Y si el creador lo permite, próximamente continuaremos examinando, el interior del tomacorriente.

Código de color en tomacorrientes de grado industrial

 El código de color en tomacorrientes de grado industrial, se señala con un circulo colocado en su cara, facilita identificar de manera clara y rápida el voltaje de alimentación.

Código de color en tomacorrientes de grado industrial

El marcaje corresponde a una tensión ligeramente superior a los voltajes nominales.

Los tomacorrientes industriales se fabrican de capacidades de corriente de 15, 20, 30 y 50 amperes.

En los ámbitos industriales de la industria norteamericana, las conexiones de equipos se hacen con receptáculos y clavijas, que cumplan con condiciones de seguridad.

Los dispositivos “clavija” de entrada curva, llamados de aseguramiento de media vuelta “Twist Lock” , se introducen en el receptáculo y luego se gira, para asegurar  el contacto y evitar desconexiones peligrosas.

Tomacorrientes de grado industrial marca HUBBELL

El color del tomacorriente, responde a características del material, por ejemplo resistente a la corrosión, para uso intemperie etcétera.

Las diversas máquinas y equipos móviles, utilizan diferentes valores de voltaje de alimentación.

La tensión se da entre las terminales técnicamente llamados polos, la terminal a tierra aunque acompaña a la alimentación, y forma una entrada en el tomacorriente, es solo una ruta de descarga al suelo, una protección en caso de una falla de aislamiento. 

Dispositivos de 125 V. 3 hilos, 2polos y conexión a tierra

Utiliza 3 conductores, 2 polos (línea viva y conductor neutro) y conductor de conexión a tierra (grounding).

Dispositivos de contacto de 3 entradas 220V.

Emplean  3 conductores 2 polos (dos líneas vivas) y conductor de conexión a tierra (grounding).

Contacto de 4 entradas 

Los códigos eléctricos y regulaciones, exigen que deben ser instalados por un electricista calificado.