La pneumàtica és el conjunt de tècniques basades en la utilització de l’aire comprimit com a fluid transmissor d’energia, per a l’accionament de màquines i mecanismes.

L’automatització dels processos de producció s’ha convertit en una necessitat de primer ordre. Mitjançant l’autmomatització s’aconsegueix substituir els processos manuals per uns altres, on les màquines i els mecanismes substitueixen les persones amb la finalitat d’aconseguir una major rapidesa, augmetar la productivitat, reduir costos i millorar la qualitat i la seguretat en els sistemes productius. La pneumàtica juga aquí un papar important, principalment perquè resulta molt flexible i pot ser utilitzada pràcticament en qualsevol tipus d’indústria.

Els avantatges de la utilització d’aire comprimit són molts. En podem destacar els seguents:

• No és perillós, ja que no emet espurnes.
• Es troba fàcilment disponible.
• És un fluid net.
• S’emmagatzema amb facilitat.
• Es desplaça amb rapidesa per l’interior de conduccions.

Un circuit pneumàtic és un conjunt d’elements disposats de tal manera que, per mitjà d’aire comprimit, realitzin un treball o executin una serie d’accions destinades a l’accionament de màquines o mecanismes.

Els circuits pneumàtics consten, bàsicament, dels blocs seguents:

Els elements que integren una instalació pneumàtica es poden classificar en quatre grups principals:

• Producció i comandament de l’aire comprimit
• Distribució de l’aire comprimit
• Elements de treball: actuadors pneumàtics.
• Elements de comandament, regulació i control.

Producció, condicionament i distribució de l’aire comprimit

El subministrament d’aire comprimit és el primer pas per tal d’aconseguir el funcionament dels circuits i les instalacions pneumàtiques.

La producció de l’aire comprimit la duen a terme els compressors. Normalment en una mateixa màquina s’integren el compressor, el refrigerador i l’acumulador.

Els compressors són mecanismes rotatius moguts per motors elèctrics o tèrmics de combustióinterna, la funció dels quals és aspirar aire a pressió atmosfèrica i comprimir-lo a una pressió més elevada.

Les característiques tècniques fonamentals d’un compressor són el cabal subministrat i la pressió.

Els compressors es poden classifcar en dues grans famílies: compressors volumètrics i compressors dinàmics.

L’aire en ser comprimit, s’escalfa i cal refredar-lo fins a una temperatura pròxima a la temperatura ambient (25º). Aquesta operació la realitzen els refrigerdors, senzills aparells que intercanvien el calor de l’aire amb un altre fluid.

Una instalació pneumàtica necessita emmagatzemar aire comprimit per afrontar els moments de màxima demanda del consum i poder mantenir estable la pressió del circuit, així com per eliminar les possibles pulsacions originades pel compressor. Aquesta funció la realitzen els dipòsits acumuladors, els quals s’instalen a la sortida dels refrigeradors.

L’aire comprimit procedent del compressor no és convenient utilitzar-lo directament, ja que poden causar efectes negatius a la instal·lació.

Cal reduir el contingut de vapor d’aire i aixó ho aconsegueix el assecador pneumàtic.

La missió del filtre pneumàtic és detenir les impureses de l’aire.

Aquest comandament regula la pressió del circuit i la manté constant.

Cal greixar les peces pel seu bon funcionament, aquesta es la funció del lubrificant.

L’aire comprimit es canalitza fins als punts d’utliltzació mitjançant la xarxa de distribució. En una xarxa d’aire es poden diferenciar:

• La línia principal.
• La línia o les línies secundàries.
• Les preses d’alimentació dels aparells.

Les xarxes d’aire poden dividir-se en obertes (ramificades) i obertes (reticulars).

En uns instalació pneumàtica els receptors són els anomenats actuadors pneumàtics o elements de treball, la funció dels quals és transformar l’energia pneumàtica de l’aire comprimit en treball mecànic per a l’accionament de màquines i mecanismes.

Són actuadors de moviment rectilini alternatiu que transformen l’energia continguda en l’aire comprimit en treball mecànic.

Aquest actuador només té una entrada de pressió i desenbolupa l’esforç en un únic sentit.

En els cilindres de doble efecte l’aire comprimit exerceix la seva acció en les dues cambres del cilindre, d’aquesta manera pot realitzar el treball en els dos sentits del moviment.

S’utilitzen quan es necessita un accionament angular. Són dispositius pneumàtics que proporcionen un moviment rotatiu, en general no superior a 360º.

Transformen l’energia pneumàtica en energia mecànica de rotació, en un procés similar i invers al de la compressió.

Determina el diàmetre d’un cilindre capaç de realitzar un esforç teòric en el moviment d’avanç de 120,09 kp a una pressió de 6 bar. Quina força realitzarà en el moment de retrocés si la tija té un diàmetre de 18 mm?

P = 6 bar = 600.000 Pa

F = 120,09 kp = 1.176,9 N

P = F / A = 1176,9 / 600.000 = 0,00196 N

A = п·dІ / 4 0,00196 = 3,14 · d² / 4

D = √0,00196 · 4 / 3,14 = 0,05 m

Fretro = Fcilindre – Ftija = P · Acil – P · Atija = P (Acil – Atija)= 600.000(3,14 · 0,05² / 4 – 3,14 · 0,018² / 4)= 600.000(3,14 / 4 (0,05² - 0.018²))= 1023,31 N