Ejercicio 5 · Tecnología e Ingeniería II PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2024

Tema: Neumática: cilindros y consumo de aire · Del examen Extraordinaria Titular (2024)

Enunciado

Un cilindro neumático de simple efecto de retorno por muelle está conectado a una red de aire con 1 MPa1\text{ MPa} de presión. El diámetro del émbolo es 10 cm10\text{ cm}, la carrera 3 cm3\text{ cm} y la constante del muelle 100 N/cm100\text{ N/cm} (Dato: 1 atm=105 Pa1\text{ atm} = 10^5\text{ Pa}).

a)

Calcular la fuerza ejercida por el vástago al comienzo del ciclo de trabajo y al final de la carrera, sabiendo que el muelle se encuentra en su longitud natural "L0L_0" al comienzo del ciclo de trabajo.

b)

Calcular el consumo de aire en condiciones normales tras 20 ciclos de trabajo.

c)

Explicar brevemente cómo funciona una válvula antirretorno y una válvula reguladora de caudal. Dibujar los símbolos correspondientes.

Enunciado: Ejercicio 5 · Tecnología e Ingeniería II PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Fuerza ejercida por el vástago al comienzo del ciclo de trabajo

Solución: 7854 N7854\text{ N} / 7,854 kN7{,}854\text{ kN} / 2500π N2500\pi\text{ N}

Fuerza ejercida por el vástago al final de la carrera

Solución: 7554 N7554\text{ N} / 7,554 kN7{,}554\text{ kN}

Consumo de aire en condiciones normales tras 20 ciclos de trabajo

Solución: 47,12 L47{,}12\text{ L} / 47,12 dm347{,}12\text{ dm}^3 / 0,04712 m30{,}04712\text{ m}^3

Explicación del funcionamiento de una válvula antirretorno y una válvula reguladora de caudal

Solución: Válvula antirretorno: permite el paso del fluido en un solo sentido, bloqueándolo en sentido contrario mediante un obturador accionado por muelle o bola. Válvula reguladora de caudal: reduce o estrangula la sección de paso del fluido para controlar y limitar el caudal que circula por el conducto.

Símbolos de la válvula antirretorno y de la válvula reguladora de caudal

Solución: El símbolo de la válvula antirretorno consiste en una bola apoyada sobre un asiento cónico retenida por un muelle dentro de un recuadro. El símbolo de la válvula reguladora de caudal consiste en dos arcos enfrentados estrangulando la línea de paso (o estrangulación regulable con flecha).

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