Circuitos neumáticos e hidráulicos

Explica la función de cada bloque básico de un circuito neumático: compresor, unidad de mantenimiento (filtro, regulador y lubricador), válvula distribuidora y cilindro. ¿Cuál aporta la energía y cuál la transforma en movimiento?

La unidad de mantenimiento agrupa filtro, regulador de presión y lubricador. Explica la función de cada uno y por qué deben instalarse en ese orden. ¿Qué ocurre con un cilindro si el filtro está saturado de agua?

Los escapes de las válvulas neumáticas llevan silenciadores. Explica qué problema resuelven (ruido del aire al expandirse, entrada de suciedad por el escape) y qué ocurre con la velocidad del cilindro si el silenciador se obstruye.

Describe la diferencia entre un cilindro de simple efecto y uno de doble efecto: cuántas conexiones tiene cada uno, cómo retorna el vástago y una aplicación típica de cada tipo.

Dibuja o describe el símbolo normalizado de un cilindro neumático de simple efecto con retorno por muelle: cuántas conexiones de aire tiene, qué hace el muelle y una aplicación donde el retorno por muelle es suficiente.

Explica qué es una válvula $3/2$ (tres vías, dos posiciones): qué tres conexiones tiene (alimentación, salida al actuador, escape) y por qué es la válvula típica para cilindros de simple efecto.

El esquema de la figura muestra un circuito neumático que acciona un cilindro de doble efecto, pero uno de sus componentes está tapado. Indica qué componente falta, qué función cumple en el circuito y qué le ocurriría al cilindro si ese componente no estuviera.

Un regulador de caudal instalado en la salida de un cilindro controla su velocidad. Explica cómo lo consigue (restricción variable del flujo) y por qué se suele regular el caudal de escape y no el de entrada (movimiento más estable contra variaciones de carga).

Una válvula distribuidora $5/2$ accionada por pulsador controla el cilindro de doble efecto de una puerta automática. Explica qué significan los números «5» y «2» (vías y posiciones) y describe el recorrido del aire cuando se pulsa y cuando se suelta el pulsador.

En un circuito hidráulico, la bomba impulsa aceite a $6\ \text{MPa}$ hacia un cilindro cuyo émbolo tiene $80\ \text{cm}^2$ de superficie. a) Calcula la fuerza máxima teórica que puede ejercer el cilindro ($F = p \cdot S$; cuidado con las unidades: $1\ \text{MPa} = 100\ \text{N/cm}^2$). b) Explica qué elemento del circuito limita la presión si la carga se atasca (válvula de seguridad o limitadora) y qué ocurre entonces con el aceite.

Un cilindro de doble efecto con émbolo de $40\ \text{cm}^2$ recibe un caudal de $24\ \text{L/min}$. a) Calcula la velocidad de avance del vástago ($v = \frac{Q}{S}$) en $\text{m/s}$. b) Razona por qué la velocidad de retroceso es mayor con el mismo caudal (el vástago resta sección en la cámara trasera). c) ¿Qué presión mínima necesita para vencer una carga de $1\,000\ \text{N}$?

Una excavadora hidráulica mueve tres cilindros (pluma, brazo y cuchara) con una sola bomba. Explica cómo permite el distribuidor de varias secciones moverlos de forma independiente, qué ocurre con el caudal disponible cuando se mueven dos a la vez y por qué el sistema hidráulico (y no neumático) es el adecuado para esta máquina.

Diseña el circuito neumático de una prensa de marcado que solo debe bajar cuando el operario pulse DOS pulsadores a la vez (uno con cada mano, por seguridad). Indica qué válvulas usarías (función lógica «Y» o válvula de simultaneidad), cómo se conectan y por qué este montaje protege al operario.

Diseña el circuito neumático de una prensa que baja al pulsar un botón y sube automáticamente al llegar abajo (final de carrera con rodillo). Indica los componentes (válvula $5/2$ con dos pilotajes, final de carrera $3/2$, reguladores de caudal) y describe la secuencia completa de señales.

Una estación debe ejecutar la secuencia A+ B+ A− B− (el cilindro A sujeta la pieza, el B la taladra, se retiran en orden inverso). Explica cómo se encadenan los finales de carrera para que cada paso habilite el siguiente y por qué este control «cascada» evita que el taladro trabaje antes de sujetar la pieza.