Liebherr R 938 - Pneumatic Excavator

¡Descubre la fuerza del aire comprimido de forma lúdica!

Vive la fascinación de una excavadora hidráulica fiel al detalle con la excavadora neumática Liebherr R 938 de fischertechnik. Con 689 piezas de alta calidad, un compresor neumático, válvulas manuales y reguladores de aire precisos, podrás controlar movimientos impresionantemente realistas. Ya seas niño o «adulto», descubre la diversión de construir y experimenta la tecnología de primera mano. Perfecto para todos aquellos que comparten el amor por los detalles y la pasión por los proyectos de construcción.

El original: Liebherr R 938

Generación 8, peso operativo: 37 300 - 41 400 kg, motor: 220 kW / 299 CV - fase V, capacidad de la cuchara: 1,00-3,00 m²

El modelo Liebherr R 938 de fischertechnik

Los movimientos hidráulicos se imitan de forma realista en el modelo con neumática y válvulas de escape.

El aire comprimido es imprescindible en nuestra vida cotidiana. Probablemente lo encuentras a diario en diferentes formas. Puede ser desde el huevo que te comes en el desayuno, que quizá haya sido envasado con ayuda de ventosas neumáti

La palabra «neumática» proviene del griego «pneuma», que significa «aire». La neumática se ocupa principalmente de generar movimientos con aire y realizar trabajos mecánicos. Casi todo se puede accionar con aire comprimido. Se puede utilizar como alternativa a la fuerza muscular o a cualquier otra energía, como la electricidad, el agua, el aceite hidráulico o la energía eólica.

Hoy en día, la neumática sigue estando presente en nuestra vida cotidiana. Desde inflar un globo hasta utilizar un martillo neumático en la construcción de carreteras, pasando por el buceo con aire comprimido, la pintura, las técnicas de aerografía, las sirenas de aire comprimido, la medición de la velocidad con chorros de aire en aviones o las grandes instalaciones industriales: ¡la neumática se utiliza en todas partes!

¿Qué ventajas ofrece la neumática?

Las ventajas de la neumática son que...

Se puede almacenar aire comprimido.
El aire comprimido se puede transportar a grandes distancias a través de tubos y mangueras o en recipientes adecuados.
El aire comprimido es limpio y no contamina.
Con aire comprimido se pueden realizar movimientos rápidamente.
Con cilindros neumáticos se pueden realizar muchos movimientos sin necesidad de mecanismos complejos.
Es a prueba de explosiones.

Un poco de historia

Ya en el siglo III a. C., el matemático e inventor griego Ctesibio se interesó por el aire comprimido y las interesantes posibilidades que ofrecía. Así, desarrolló las primeras máquinas accionadas por aire comprimido, como una catapulta que lanzaba bolas y lanzas con aire comprimido.

Un sistema de aire comprimido muy conocido es el de Herón de Alejandría, que generaba aire comprimido con el fuego del altar y, de este modo, abría las grandes puertas del templo como por arte de magia. El calor del fuego del altar calentaba el aire en un depósito a presión, que estaba lleno hasta la mitad con agua. Cuando se calienta el aire, se expande y aumenta la presión atmosférica. El aire en expansión necesitaba más espacio y empujaba el agua del recipiente a presión hacia un recipiente de agua, que se hundía debido al aumento de peso y, por lo tanto, abría las puertas.

Desde principios del siglo XX, la neumática se utiliza como tecnología de accionamiento y control en la industria. En la industria de la maquinaria de construcción y agrícola, la neumática se utiliza, por ejemplo, para accionar martillos y taladros. La neumática de succión y presión también se utiliza en la tecnología de transporte, por ejemplo, en molinos de cereales para aspirar el grano y transportar la harina. Incluso en la industria musical encontramos la neumática, por ejemplo, en la construcción de órganos. En un pianola, un piano que toca solo, las teclas se controlan neumáticamente. En la industria automovilística, textil y alimentaria, en la electrotecnia, incluso en el espacio y en muchos otros ámbitos de la vida cotidiana se encuentran aplicaciones de la neumática.

Un sistema neumático consta de cinco subsistemas.

Generación de aire comprimido
Distribución de aire comprimido
Tratamiento del aire comprimido
Generación de movimiento mediante cilindros neumáticos
Control del movimiento mediante válvulas

El aire comprimido se puede generar con un compresor, un compresor de aire o una bomba de aire y almacenarse en botellas de aire comprimido y otros recipientes a presión.

La bomba de membrana como compresor

Tu compresor fischertechnik es una bomba de membrana. Te proporciona el aire comprimido necesario para controlar los distintos modelos. En la industria se habla de fuente de aire comprimido.

Funcionamiento:

Una bomba de membrana consta de dos cámaras separadas por una membrana, de ahí el nombre del componente. En una de ellas, la membrana elástica se mueve hacia arriba y hacia abajo mediante un pistón y un excéntrico. En la carrera descendente, la membrana se tira hacia atrás y se aspira aire en la segunda cámara a través de la válvula de admisión. En la carrera ascendente del pistón, la membrana empuja el aire fuera del cabezal de la bomba a través de la válvula de escape.

Nota:

La sobrepresión generada por el compresor es de aproximadamente 0,7 a 0,8 bar. La bomba de membrana no requiere mantenimiento. Es importante que utilices una pila alcalina de 9 V como fuente de alimentación para el compresor.

Distribución del aire comprimido

Las mangueras azules son los medios de transporte del aire comprimido. Transportan el aire comprimido hasta donde se necesita. Puedes colocar los conductos de aire desde el compresor hasta las válvulas y los cilindros.

Tratamiento del aire comprimido

Para que los componentes neumáticos funcionen correctamente en la industria, es importante que el aire comprimido se trate adecuadamente. Para ello, el aire debe filtrarse, enfriarse, deshumidificarse y, si es necesario, eliminarse el aceite. Sin embargo, esto no es necesario en los modelos del sistema modular Strong Pneumatics.

Cilindros neumáticos

Para generar movimientos con aire, utilizamos cilindros neumáticos. Se distingue básicamente entre cilindros de «simple efecto» y cilindros de «doble efecto». El kit Strong Pneumatics incluye dos cilindros neumáticos de diferentes tamaños con el mismo funcionamiento de «doble efecto».

El vástago azul es móvil y el cilindro está sellado. Si se sopla aire en el cilindro a través de una de las dos conexiones de manguera, el vástago se mueve. Si se sopla en el lado opuesto, el pistón retrocede. Por lo tanto, el pistón puede funcionar activamente en ambas direcciones de movimiento. La conexión a través de la cual se extiende el vástago se denomina conexión A, mientras que la conexión para la retracción se denomina conexión B. Dado que el vástago del cilindro puede extenderse y

retraerse con aire, el cilindro se denomina «cilindro de doble efecto». Para verlo en la práctica, realiza un experimento.

Prueba:

Conecta un trozo de manguera negra a la conexión A de un cilindro y únelo a la conexión de manguera del compresor, que ya está conectado al soporte de la batería. Cuando enciendas el compresor, el vástago del pistón se extenderá. Al tratarse de un cilindro de doble efecto, el pistón volverá a retraerse cuando conectes el tubo a la conexión B y vuelvas a suministrar aire comprimido con el compresor.

Sin embargo, como ya se ha mencionado, también existen «cilindros de simple efecto». En estos cilindros, el vástago solo puede moverse en una dirección. Para el movimiento en la otra dirección se suele utilizar un resorte.

Para demostrar que se puede comprimir el aire, realiza otro experimento.

Prueba:

Ahora vuelve a sacar el pistón del cilindro conectando de nuevo el tubo negro que está conectado al compresor a la conexión A y suministrando aire comprimido. Una vez que la varilla del pistón esté fuera, cambia la conexión del tubo a B y tapa la conexión A con el dedo.

Observación:

El vástago del pistón solo se puede introducir un poco. ¿Sabes por qué?

Explicación:

Como has tapado con el dedo la conexión de aire A, el aire no puede salir del cilindro. Pero el aire se puede comprimir. Por eso, el vástago del pistón se ha introducido un poco. Cuanto más aire se comprime, mayor es la presión en el cilindro. Esta presión se puede medir con un manómetro. La unidad de medida de la presión es el «bar» o el «pascal». La altura de la presión también se puede calcular. La fórmula para calcular la altura de la presión es:

Presión = fuerza/superficie o, en resumen, p = F/A

Con la fórmula puedes ver que la altura de la presión depende de la fuerza que se ejerce sobre la superficie redonda del cilindro.

Como has podido comprobar en tus experimentos, es bastante engorroso cambiar las mangueras una y otra vez. Este trabajo te lo ahorran las válvulas, que se explican con detalle en el siguiente capítulo.

Válvulas

En neumática, una válvula tiene la función de controlar el flujo de aire hacia el cilindro neumático de manera que este se extienda o se retraiga. Una válvula puede accionarse de forma mecánica, eléctrica, neumática o manual.

El kit incluye válvulas manuales. Estas válvulas tienen cuatro conexiones cada una:

El aire comprimido se suministra desde el acumulador de aire comprimido a través de la conexión central P. El tubo flexible izquierdo o derecho (A o B) controla el aire comprimido hacia la conexión A o la conexión B del cilindro. La conexión R en la parte inferior de la válvula sirve como purga. A través de ella se escapa el aire que regresa del cilindro. Para comprobar el funcionamiento de la válvula, realice la siguiente prueba.

Prueba:

Conecta el compresor, que ya está conectado al soporte de la batería, a una de tus válvulas. Para ello, toma un trozo de la manguera negra y fíjalo a la conexión de la manguera del compresor y a la conexión P de la válvula. Deja libres las demás conexiones. Coloca el interruptor azul de la válvula manual en el centro y enciende el compresor.

Observación:

No pasa nada.

Explicación:

Cuando colocas el interruptor de la válvula manual en el centro, las conexiones están cerradas y el aire no pasa por ningún sitio.

Siguiente intento:

Gira ahora el interruptor de la válvula hacia la derecha y vuelve a encender el compresor. Mientras tanto, pulsa con un dedo sobre los conectores A y B que has dejado libres. Haz lo mismo cuando hayas girado el interruptor de la válvula hacia la izquierda.

Observación:

El aire siempre fluye a través de la conexión A cuando giras el interruptor azul de la válvula hacia la derecha y a través de la conexión B cuando giras el interruptor hacia la izquierda.

Explicación:

La ilustración te ayuda a comprender cómo fluye el aire a través de la válvula cuando giras los interruptores en las diferentes direcciones. La línea azul representa el aire comprimido que fluye a través de la válvula. Las líneas negras muestran cómo fluye el aire que regresa del cilindro.

Por lo tanto, la válvula tiene cuatro conexiones y tres posiciones de conmutación (centro, izquierda, derecha). Por este motivo, en neumática, la válvula se denomina válvula de 4/3 vías.

Avería

Posible causa

Solución

El movimiento no funciona

Restricción excesiva del aire de salida

Abrir el tornillo del regulador de aire de salida, es decir, desenroscarlo

El compresor funciona con normalidad, pero el cilindro neumático accionado se mueve muy lentamente o no se mueve en absoluto

Restricción excesiva del aire de salida

Abrir el tornillo del regulador de aire de escape, es decir, desenroscarlo

El compresor y todos los cilindros están en orden, pero un cilindro no se desplaza

Restricción excesiva del aire de escape

Abrir el tornillo del estrangulador de aire de escape, es decir, girarlo hacia fuera.

El cilindro se activa y desactiva muy rápidamente a pesar de tener instalada una válvula de escape

Restricción insuficiente del aire de escape
El estrangulador de aire de escape está conectado a la válvula manual incorrecta

Cierre el tornillo del regulador de aire de escape, es decir, gírelo hacia dentro
Compruebe la conexión del regulador de escape según el plano de mangueras.

El compresor no funciona

Falta la batería
El soporte de la batería no está encendido
Los cables no están bien enchufados

Utilizar una pila de 9 V o un juego de baterías recargables
Compruebe los cables