Consideraciones sobre el funcionamiento de motores neumáticos

Características:

• Reversibilidad: Los motores neumáticos con un solo sentido de giro, tienen ligeramente mayor potencia, par y velocidad que los motores reversibles.

• Presión de trabajo: Los motores neumáticos pueden trabajar entre 3 y 7 bar, aunque la presión normal de trabajo es cercana a 6 bar. Los motores, están diseñados para dar sus mejores características a esta presión. Aunque pueden trabajar por debajo de 3 bar, a esta presión tan baja, el rendimiento de los motores puede ser insuficiente para el trabajo solicitado. Por otra parte, también pueden trabajar por encima de 7 bar, pero con riesgo de favorecer el desgaste y aumentar el mantenimiento del motor.

Tabla orientativa de presión de trabajo

Potencia:

La velocidad se sitúa sobre el eje horizontal, mientras que la potencia y el par lo hacen en el eje vertical. En la figura se ve que la potencia es cero para velocidad cero y que va incrementándose cuando se incrementa la velocidad hasta un máximo que corresponde con la mitad de las revoluciones libres del motor. A partir de ese punto si se incrementa la velocidad, la potencia disminuye hasta cero cuando el motor gira a las máximas revoluciones (revoluciones libres).

Los motores neumáticos obtienen la mayor parte de su potencia por la fuerza con que el aire actúa sobre las paletas o los pistones. Otra parte de la potencia se obtiene por la expansión del gas comprimido. La expansión del aire no es de ningún modo la principal fuente de creación de potencia ya que no es práctica. Cuando el aire se expande, se enfría. Una expansión excesiva ocasiona la formación de hielo en los orificios de salida del aire ahogando al motor. La mayor cantidad de expansión que puede usarse con seguridad sin que se forme hielo es del 20%.

Curva de potencia y par

Regulación de velocidad:

Un motor sin regulador de velocidad y girando a velocidad libre, puede dañarse si se le sobrecarga bruscamente. Para evitar que esto ocurra, se pueden montar reguladores de velocidad en los motores. Un motor con regulador de velocidad gira a velocidad libre a unas revoluciones cercanas a las de potencia máxima por lo que el motor reacciona mejor cuando se le somete a una carga inesperada. Los motores con regulador se emplean para accionar máquinas en las que hay que garantizar que el motor no pase de ciertas revoluciones.

Curva de potencia y par con limitador de velocidad

Par motor:

Atendiendo a la misma curva que aparece en el apartado de potencia, si se va aumentando la carga al motor, la velocidad del motor baja y el par se incrementa hasta que al llegar a velocidad cero, se bloquea el motor. Si por el contrario, la carga disminuye, el motor aumenta su velocidad y el par disminuye hasta ajustarse a la carga aplicada. El par al cual el motor se atasca, es, aproximadamente, el doble del par que tiene el motor girando a máxima potencia.

El par de arranque de un motor es el que el motor puede desarrollar cuando arranca bajo carga. Dependiendo de la posición de las paletas en el cilindro con respecto a la entrada y la salida de aire, en el momento del arranque, el valor del par de arranque está entre dos valores: máximo y mínimo.

El par de arranque mínimo es el que figura en los catálogos como par de arranque y suele ser el 75% del par de atascamiento o bloqueo del motor. Este último también puede considerarse cercano al valor del par máximo de arranque. Hay que considerar que la fricción estática de las paletas es mayor que la dinámica. (Cuesta más arrancar el motor que mantenerlo en marcha.)


Velocidad:

La velocidad libre de los motores neumáticos, varía desde cero hasta 30000 R.P.M. La velocidad en carga, debe ser la mitad de la velocidad libre de un motor sin regulador. La velocidad en carga para un motor con regulador es aproximadamente el 80% de la velocidad libre del motor. Para poder obtener velocidades mas bajas de trabajo, los motores neumáticos se equipan con diferentes reducciones. Con la misma potencia se obtienen menos revoluciones y mayor par.

Curvas para diferentes cajas de desarrollo

Selección del motor:

Lo primero que debe saberse es la velocidad a la que debe trabajar el motor y el par para esa velocidad. La combinación de ambas variables nos indicará la potencia del motor. Entre todos los motores posibles que den las características que buscamos hay que elegir el que da máxima potencia para los valores buscados. Asegurarse de que se ha elegido el valor de par adecuado. (No el par de arranque o bloqueo, sino el del motor girando a la velocidad seleccionada.)


Tratamiento del aire comprimido de alimentación:

El aire que llega al motor debe de estar limpio y engrasado. Hay que colocar cerca la entrada de aire a los motores un filtro de aire, seguido de un regulador de presión y de un lubricador, y asegurarse de que estos componentes tienen la capacidad necesaria para los motores que se van a usar.