EJERCICIO II.2 · Tecnología e Ingeniería II PAU Murcia Ordinaria 2025

a) Identificar y describir los componentes: 1A1, 1B1, 1V1, 1V2, 1S2 y 0Z1. [0,5 puntos]

Solución: - 1A1: Cilindro de doble efecto con amortiguación interna regulable. - 1B1: Válvula 3/2 normalmente cerrada, con accionamiento mecánico por rodillo (final de carrera) y retorno por muelle. - 1V1: Válvula selectora de circuito (función lógica O / OR). - 1V2: Válvula direccional 5/2 biestable con accionamiento y retorno neumático (pilotada por presión). - 1S2: Válvula 3/2 normalmente cerrada, con accionamiento manual (palanca / pedal / enclavamiento) y retorno por muelle. - 0Z1: Unidad de mantenimiento (filtro con purga, regulador de presión con manómetro y lubricador).

b) Explicar el funcionamiento del circuito, y que condiciones deben cumplirse para que el cilindro realice las carreras de extensión y retracción. [1 punto]

Solución: 1. Carrera de extensión: Para que el cilindro salga, se debe accionar indistintamente el pulsador 1S1 o el pulsador 1S2. El aire pasa a través de la válvula selectora 1V1 (función O) y pilota la válvula distribuidora 1V2 por la conexión 14, conmutándola hacia la posición izquierda. Esto comunica la vía 1 con la vía 4, llenando la cámara posterior de 1A1 y comunicando la cámara anterior (vía 2 a 3) a escape, produciendo el avance del vástago. 2. Carrera de retracción: Al alcanzar el vástago el final de su carrera de avance, acciona mecánicamente el rodillo del final de carrera 1B1. La válvula 1B1 conmuta y envía una señal de presión al pilotaje 12 de 1V2, devolviéndola a su posición de reposo (vía 1 comunicada con 2 y vía 4 con 5). La cámara anterior se llena y la posterior descarga a escape, retrocediendo el vástago a su posición inicial.

c) Calcular la fuerza neta (o efectiva) que podría ejercer el vástago del cilindro durante la carrera de extensión, en función del diámetro del émbolo D, sabiendo que la presión de entrada al cilindro (en el lado del émbolo) es 7 bar(rel), la contrapresión en la cámara del vástago es nula, y la fuerza de rozamiento representa un 10% de la fuerza neta de extensión. [0,5 puntos]

Solución: $F_{\text{ef}} = 494{,}8\cdot 10^3\, D^2\text{ N}$ (tomando $F_{\text{roz}} = 0{,}1 F_{\text{teórica}} \Rightarrow F_n = 494{,}8\cdot 10^3\, D^2\text{ N}$) o $F_{\text{ef}} = 500\cdot 10^3\, D^2\text{ N}$ (tomando $F_t = F_n + 0{,}1 F_n = 1{,}1 F_n \Rightarrow F_n = \frac{p S}{1{,}1} = 499{,}8\cdot 10^3\, D^2\text{ N}$). Con $D$ en metros.

d) Calcular el consumo de aire del cilindro (en m³/h referido a condiciones normales), sabiendo que el sistema realiza 9 ciclos (extensión/retracción) por minuto, y que la carrera es 100 mm. Particularizar el resultado considerando que el diámetro del émbolo es 50 mm y que el diámetro del vástago es 10 mm. [0,5 puntos]

Solución: $1{,}67\text{ m}^3/\text{h}$