CILINDRO  HIDRÁULICO DE DOBLE EFECTO

Enlace  a  video de apoyo    https://youtu.be/Noo5asc-zS4

Objeto 

El cilindro de doble efecto debe convertir el caudal de líquido sometido a presión en una fuerza y un movimiento rectilíneos, cuya direc¬ción pueda ser elegida. 

Construcción 

El cilindro de doble efecto consta de los siguientes componentes importantes para su funcionamiento: Tubo de tapas, émbolo, vástago y juntas.

En este tipo de cilindro tienen dos orificios que hacen de entrada y salida de fluido, de manera indistinta. Incluso pueden llevar de fabricación válvulas para regular la velocidad de desplazamiento del vástago. Suelen ir acompañados de válvulas distribuidoras, reguladoras y de presión en su montaje en la instalación hidráulica. Tiene dos cámaras, una a cada lado del émbolo. En el émbolo es donde va sujeto el vástago o pistón; y es el que hace que se desplace el vástago de un lado a otro según le llegue el fluido por una cámara u otra.  El volumen de fluido es mayor en el lado contrario al vástago, esto repercute directamente en la velocidad del mismo, haciendo que la velocidad del retorno del vástago sea algo mayor que en su desplazamiento de salida.

Funcionamiento 

En la carrera de trabajo, el líquido a presión  entra por (1) en el cilindro y actúa en el lado del émbolo. Se forma una presión, que desplaza el émbolo y hace salir el vástago. El líquido a presión que se encuentra en el lado del vástago  es desplazado y fluye por una tubería  al depósito.

En el movimiento de retroceso, el líquido  a presión entra por [2] en el cilindro. El émbolo se desplaza y el vástago entra. El líquido que se encuentra en el lado del émbolo es desplazado y fluye al depósito.

Si se aplica la misma presión para los movimientos de trabajo y de retorno, la fuerza disponible en el movimiento de avance es mayor que en el de retorno, porque la superficie circular es mayor que la anular del émbolo. 

F = P * A

Como consecuencia, también es mayor la velocidad de retorno, porque el mismo caudal actúa sobre una superficie menor (conforme a la siguiente ecuación: Q=V*A

Aplicación 

Se utiliza para producir movimiento rectilíneo de vaivén. Especialmente en el carro de avance de máquinas herramientas, empleándolo en lugar del cilindro de simple efecto, se puede efectuar también el movimiento de retorno con carga. 

Símbolo según ISO 1219 Cilindro de doble efecto 

  

Actividad: Desarrollar la simulación del circuito descrito en el  siguiente Video      http://www.youtube.com/watch?v=LBFcVv0La_Q

CILINDROS TELESCÓPICOS 

Este tipo de cilindro se utiliza cuando no tenemos espacio suficiente para colocar un cilindro de dimensiones normales o estandarizadas. Por regla general, el cilindro telescópico es un cilindro de simple efecto. Disponen de dos émbolos, en la salida sale primero el que mayor sección tiene y después el otro; en la entrada sucede exactamente al revés. Existen cilindros telescópicos de acción doble, lo cual amplia la carrera del vástago. 

         

Cilindro   telescópico de doble efecto

Cilindro   telescópico simple efecto

CILINDRO TANDEM

Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad.

Gracias a esta disposición, al aplicar simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene en el vástago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal del mismo diámetro.

Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y se dispone de un espacio determinado, no siendo posible utilizar cilindros de un diámetro mayor.

Poseen un solo vástago con dos pistones Al duplicarse el área, se duplica la fuerza ejercida En realidad debido al vástago intermedio, el área del pistón delantero es algo menor que el área del pistón trasero.

Se puede transmitir mayores fuerzas sin aumentar la presión del sistema con diámetros reducidos

Símbolo según ISO 1219 Cilindro de Tandem

 Cilindro Tándem                                                                                            Fuente: http://www.mescorza.com/neumatica/neumateoria/tema5/mot5.htm

 

Maquina Inyectora de Plástico 

Fuente: http://www.inyectorasdeplastico.com/inyectoras-de-plastico-hibridas.html

CILINDRO DE DOBLE VASTAGO

Son los cilindros en que el émbolo se sitúa en el punto medio del vástago, o también, el émbolo esta en medio de dos vástagos, dependerá del fabricante, pero normalmente se utilizan dos vástagos. Tenemos dos salidas y dos entradas de vástago, si hacemos la comparación con otro cilindro. La velocidad y la carrera útil es la misma para cada vástago, ya que tenemos el émbolo justo en la parte media.

APLICACIONES  DE LOS CILINDROS HIDRÁULICOS  DE DOBLE  EFECTO  

• Maquinaria industrial

• Maquinaria  para la  construcción

• Prensas e inyectores

• Montacargas

CILINDRO  HIDRÁULICO DE SIMPLE EFECTO

Vínculo del video   de apoyo   https://youtu.be/g0KZwf3e2zg

Objeto 

Elemento que transforma la energía Hidráulica en energía mecánica para realizar movimientos axiales y simultáneamente transmitir una fuerza de gran Potencia. Ejerciendo la fuerza  en  un  solo  sentido

Construcción 

El cilindro de simple efecto consta de los siguientes componentes importantes para su funcionamiento: (1) tapa atornillada, (2) tornillo de purga, (3) pistón (4) cuerpo del cilindro, (5) cojinete de pistón, (6) empaque y ( 7) protector de suciedad.

Funcionamiento 

El fluido entra en el tubo del cilindro por el lado del  émbolo (alimentación por un solo lado).

Por la resistencia del émbolo se establece en el líquido una presión. 

Al vencer la resistencia, el émbolo se desplaza y su vástago sale (avance). 

El émbolo regresa (retorno) al conmutar la válvula distribuidora con ayuda de una fuerza exterior.  

El movimiento de retorno puede ser producido también por medio de un muelle de compresión (muelle recuperador) montado en el cilindro.   

          

El movimiento de retorno puede ser producido también por medio de un muelle de compresión (muelle recuperador) montado en el cilindro. 

Actividad: Buscar en la Web y analizar   el   siguiente Video   FESTO   “CILINDROS Y MOTORES HIDRÁULICOS”         http://www.youtube.com/watch?v=bNj5VqdgcqM

Actividad:   Consulta la página WEB   “Selección de Cilindros” http://www.pegamo.es/descargas/power-team/circuitos/SelCilindros.pdf

Actividad :   en esta  página  podrá  encontrar   todo  tipo  de  componente  hidráulico  y  de diferentes  fabricantes     http://www.olagorta.com

Actividad: 

Cilindro de simple efecto

Establecer un sistema hidráulico según el es¬quema siguiente. Al accionar una válvula distribuidora 3/2, el vástago del émbolo del cilindro de simple efecto debe salir. Al dejar de aplicar la presión, la pesa m debe hacer regresar el émbolo a su lugar. 

El grupo de accionamiento proporciona el caudal de líquido. Hay montada una válvula limitadora de presión, a fin de que la presión en el sistema hidráulico no sobrepase el valor admisible, la presión puede leerse en un manómetro. Para mandar el cilindro de simple efecto hay intercalada una válvula distribui¬dora 3/2 (cerrada en posición de reposo). Al accionar ésta, se abre el paso de P a A (posición b) y el émbolo de trabajo se desplaza a su posición final. 

Después de conmutar la válvula distribuidora (a la posición a), la pesa m empuja el émbolo hasta su posición inicial; el líquido a presión sale del cilindro y regresa por A a T al depósito. El ejercicio puede realizarse también con un cilindro dotado de un muelle de recuperación. Después de conmutar la válvula distribuidora (a la posición a), el muelle de compresión empuja el émbolo de trabajo hasta su posición inicial y, como consecuencia, el líquido sale del cilindro y llega por A a T al depósito. 

Simbología 

Aplicaciones 

• Elevación de cargas

• Compresión de 

• materiales

• Bloqueo de cargas

• Desplazamiento de

• Cargas

      

ELECCIÓN  DE  UN  CILINDRO 

http://w.cecuamaq.com/pdf/Powerteam/Cilindros/Seleccion%20del%20Cilindro%20adecuado.pdf

https://www.miesa.com/single-post/2016/09/13/power-team-cilindros-hidr%C3%A1ulicos

 

 

VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN  HIDRÁULICA 

Observa   el   video  en el enlace  https://youtu.be/tYXy9m05fLk

La válvula limitadora de presión 

sirve: 

• Para limitar la presión de trabajo a un determinado valor ajustable 

• Para ajustar la presión máxima en el sistema hidráulico 

• Para proteger la instalación de una carga excesiva por demasiada presión 

Construcción 

La válvula limitadora de presión consta de los siguientes componentes importantes para su funcionamiento 

(1) Cuerpo,  (2)  Cono, (3)  Muelle de compresión,  (4) Tornillo de ajuste,  (5) tuerca 

Las válvulas limitadoras de presión son válvulas de asiento cónicas con resorte para instalaciones hidráulicas. La válvula se compone esencialmente de un  cuerpo de válvula  (1) con asiento de válvula integrado, un cono de cierre (2) rectificado con pistón de amortiguación y el dispositivo de ajuste para ajustar la fuerza de presión previa del resorte(4) . El resorte de presión actúa con esta fuerza sobre el cono de cierre y presiona éste sobre el asiento de válvula. En el lado contrario del cono de cierre, la presión de instalación actúa sobre la conexión 1 de la válvula. Si la fuerza de presión hidráulica está por debajo de la fuerza de resorte ajustada, se cierra la válvula. 

Funcionamiento 

En la posición inicial, el cono es empujado por el muelle de compresión contra la abertura

del taladro. El líquido que entra con la presión   actúa sobre el cono.

La fuerza del muelle que actúa sobre el cono puede ajustarse por medio del tornillo de

ajuste y del muelle de compresión.

Al sobrepasar  lentamente la fuerza del muelle ajustada  el cono se levanta de su asiento. 

el líquido sale sin presión en dirección hacia el depósito.

Sobre dicha superficie actúa una fuerza 

Siendo   Pe  =  presión delante del cono en Kpa   y   A = superficie circular del cono en cm2 

Aplicación 

En todos los sistemas hidráulicos hay que montar una válvula limitadora de presión de la bomba con el objeto de evitar accidentes y daños por una presión excesiva. 

Las válvulas limitadoras de presión cerradas por muelles se utilizan para ajustar la presión de trabajo y limitar la presión de servicio o como válvulas de seguridad para finalidades secundarias. Esta ejecución sencilla es económica y dentro de grandes límites insensible a líquidos sucios sometidos a presión. Para caudales grandes se emplean válvulas limita¬doras de presión con mando indirecto (servopilotadas).

    

Cuando el fluido encuentra con mucha resistencia hidráulica se tiene que  ir  por  la  válvula  limitadora  de presión , protegiendo  el  sistema  de  una  sobrepresión.

 

Fig .    Válvula limitadora de presión tipo  cartucho

Representación mediante símbolos 

Para representar las válvulas en esquemas de circuitos se emplean símbolos. Estos símbolos muestran solamente las funciones de las válvulas, pero no los distintos tipos de construcción. 

Los símbolos están normalizados según ISO 1219. Las válvulas durante su funciona¬miento pueden ocupar dos a mas posiciones finales fijas o  pueden  ocupar posiciones intermedias conforme al valor de ajuste de una variable (aquí  presión), clasificándose estas como válvulas sin posiciones de conmutación fija. La válvula  limitadora de presión es una válvula de este tipo. 

Las válvulas se representan por medio de cuadrados.

                                             

Dentro de los cuadrados los conductos se representan mediante líneas y las direcciones de flujo mediante puntas de flechas. 

                                            

Si al conmutar la posición se une la entrada (1) o la salida (2) con un empalme, la línea de la flecha recibe en este extremo una línea transversal que se entiende unida a la flecha al desplazar el cuadrado. 

Las válvulas se deben representar en la posición de reposo. Por posición de reposo se en¬tiende la posición en que las piezas móviles ocupan una posición determinada si no se acciona la válvula. En válvulas con dispositivo de reposición (p, ej  mediante muelle) la posición de reposo corresponde al cuadrado que tiene a su lado el muelle.

El cambio de posición hay que imaginarlo esquemáticamente con un desplazamiento del cuadrado con todas sus líneas y flechas hasta los empalmes. Para facilitar la comprensión se representa aquí la posición final. 

La válvula es accionada por presión hidráulica. Simbólicamente se representa con una línea de pilotaje 2  que actúa en sentido opuesto al de la presión del muelle de reposición 1.  

Símbolo según ISO 1219     

Válvula limitadora de presión  

Válvula para limitar la presión en la entrada; se abre venciendo la fuerza del muelle recuperador. 

La flecha diagonal significa que la fuerza del muelle puede regularse. 

Actividad:   Observa   el   video “VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN” en el enlace  https://youtu.be/tYXy9m05fLk

Actividad: Observar el video de FESTO Hydraulics “Válvula Limitadora de Presión  y  Válvula Reguladora  de Presión ”  http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=bH1DS_BElng&feature=fvwp

Actividad: Buscar en la Web  y analizar   el  siguiente Video.            http://www.youtube.com/watch?v=vO2CSbpE90A 

Actividad :  Establezca  la diferencia  entre una Válvula de alivio de acción directa  y una  pilotada  en el enlace   http://www.cohimar.com/util/neumatica/neumatica_hidraulica12.html#V%C3%81LVULAS%20DE%20ALIVIO%20DE%20OPERACI%C3%93N%20%20PILOTO

BOMBAS HIDRÁULICAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Gracias al movimiento cíclico constante de su parte móvil, una bomba de desplazamiento positivo es capaz de entregar un caudal constante de líquido y soportar (dentro de sus límites) cualquier presión que se requiera.

En otras palabras, una bomba de desplazamiento positivo genera caudal, pero a alta presión.

Una bomba de desplazamiento positivo consiste básicamente de una parte móvil alojada dentro de una carcasa. La bomba mostrada en la figura tiene un émbolo como parte móvil. El eje del émbolo está conectado a una máquina de potencia motriz capaz de producir un movimiento alternativo constante del émbolo. El puerto de entrada está conectado al depósito, en los puertos de entrada y salida, una bola permite que el líquido fluya en un solo sentido a través de la carcasa. Estas bombas las constituyen las del tipo oleohidráulico, es decir, bombas que además de generar el caudal, lo desplazan al sistema obligándolo a trabajar, este fenómeno se mantiene aún a elevadas presiones de funcionamiento.  

                            

Enlace a video      https://youtu.be/4ubyK9IY3DM

Enlace a video  https://youtu.be/pO1t0TAbu5s

Las bombas pueden clasificarse además dependiendo de la forma en que se desplaza la parte móvil de éstas; si el desplazamiento es rectilíneo y alternado, entonces se llamarán oscilantes, y si el elemento móvil gira se llamarán rotativas.

Se dice que una bomba es de desplazamiento no positivo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola.

A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética  imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza motriz.

Por las características señaladas, en los sistemas hidráulicos de transmisión hidrostática de potencia hidráulica, NUNCA se emplean bombas de desplazamiento NO positivo.

Se dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su órgano propulsor contiene elementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresión a la salida. En este tipo de bombas la energía mecánica recibida se transforma directamente en energía de presión que se transmite hidrostáticamente en el sistema hidráulico.

En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, pues a medida que la misma se obstruya, aumenta la presión en el circuito  hasta alcanzar valores que pueden ocasionar la rotura de la bomba; por tal causal siempre  se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad  con una descarga a tanque y con registro de presión. 

Tipos de Bombas de Desplazamiento Positivo

Fig.     

Tipos  de  bombas  de  desplazamiento positivo

GRUPO MOTRIZ HIDRÁULICO

GRUPO DE ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO

Sirve  para  suministrar  la  potencia  hidráulica al  sistema,  garantizándole   un  caudal  casi  constante  a  la  presión  requerida.

Actividad:   Observa   el   video “ GRUPO DE ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO”    en  el  enlace  https://youtu.be/E8eL3Txe6nQ

El grupo de accionamiento comprende: 

La bomba hidráulica (de engranajes u otro tipo),el motor eléctrico , el  depósito, La válvula limitadora de presión (válvula de seguridad) y  las tuberías rígidas y los racores.

La bomba de engranajes (1) está unida al motor eléctrico (3) por medio de un embrague (2).  La bomba de engranajes, el deposito y a válvula de seguridad están unidos entre sí mediante tuberías rígidas. El extremo de las tuberías que penetra en el depósito se encuen¬tra por debajo del nivel del líquido, para que en ellas no pueda entrar aire. 

Símbolo

                   

                            Grupo de accionamiento

Actividad:   Observa   el   video “ GRUPO DE ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO”    en  el  enlace  https://www.youtube.com/watch?v=E8eL3Txe6nQ

Actividad :   en esta  página  podrá  encontrar   todo  tipo  de  componente  hidráulico  y  de diferentes  fabricantes     http://www.olagorta.com

Para simplificar la representación gráfica de los elementos y tuberías en los sistemas hidráulicos se emplean símbolos. Cada símbolo muestra un elemento y su función, pero no el tipo de construcción. Para estandarizar su empleo, estos símbolos están normalizados

La norma ISO 1219 estandariza los elementos  y símbolos para  los sistemas fluido – técnico (como son los hidráulicos y neumáticos).  

Bomba hidráulica (bomba de engranajes) 

Elemento para transformar la energía mecánica en energía hidráulica 

Bomba hidráulica con un sentido de flujo de impulsión.

Motor eléctrico   (Con velocidad casi constante) 

 

Depósito  Ventilado; aquí, con dos tuberías debajo del nivel del líquido 

Tuberías 

Los elementos hidráulicos se unen mediante tuberías: Tubería de trabajo (1) (para transmitir energía) o tubería de retorno, Tubería de pilotaje (2) (para accionar elementos hidráulicos) y tubería de fuga (3) (para la salida de las fugas de líquido que se producen) 

 Uniones de tuberías   desmontables (p. ej, por rosca),  fijas (p. ej, soldadas) 

 

Cruce de tuberías 

Tuberías cruzadas que no están unidas  

Válvula limitadora de presión 

Válvula para limitar fa presión de trabajo (será tratada en el siguiente ejercicio)  

Válvula de cierre 

Bloquea el paso del líquido en el sistema hidráulico 

 

Grupo de accionamiento 

Bomba hidráulica (1) y motor eléctrico (2) sobre un eje (3); Válvula limitadora de presión (4) (válvula de seguridad);

Depósito (5); tuberías; (6) debajo del nivel del líquido. Se distingue como unidad por el marco de puntos y trazos (7), el manómetro y la tubería de succión. 

Actividad: Observar detenidamente  de FESTO Hydraulics “BOMBA, VLP, DEPOSITO Y FILTRO”     https://youtu.be/LQiA5Wpyhb4

ACEITE HIDRÁULICO

 LÍQUIDO A PRESIÓN 

 ACEITE  HIDRÁULICO

El líquido a presión tiene que satisfacer diversas tareas en una instalación hidráulica: 

• Debe transmitir la energía hidráulica 

• Se genera en la bomba hidráulica; Se transforma en el cilindro o motor 

• Debe lubricar todas las piezas de una instalación hidráulica (cojinetes, superficies de deslizamiento, etc.).

• Debe evitar que las piezas interiores móviles  sean atacadas por la corrosión

• Debe evacuar suciedades, abrasión, etc. 

• Debe evacuar el calor 

 El líquido a presión debe satisfacer diversas exigencias mínimas. Estas ya están fijadas en la mayoría de los casos.

Actividad :   Observa   el   video   “   FLUIDO ACEITE HIDRÁULICO    ”    en  el  enlace    https://www.youtube.com/watch?v=_1YpNBW15MY

Aceite  hidráulico

Una selección adecuada del aceite asegura una vida y funcionamiento satisfactorios de los componentes del sistema, principalmente de las bombas y motores hidráulicos y en general de los actuadores.

Algunos de los factores especialmente importantes en la selección del aceite para el uso en un sistema hidráulico industrial, son los siguientes:

1. El aceite debe contener aditivos que permitan asegurar una buena característica antidesgaste. No todos los aceites presentan estas características de manera notoria.

2. El aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las características de lubricante y limitante de fugas a la temperatura esperada de trabajo del sistema hidráulico.

3. El aceite debe ser inhibidor de oxidación y corrosión.

4. El aceite debe presentar características antiespumantes.

Para obtener una óptima vida de funcionamiento, tanto del aceite como del sistema hidráulico; se recomienda una temperatura máxima de trabajo de 65ºC. 

Actividad: realizar la lectura del capitulo 3 del manual de estudio TP501 sobre fluidos hidráulicos  y estudiar su clasificación, inflamabilidad y limites de viscosidad.

Actividad:   Complemente lo  estudiado  con  el  video  “Funciones y Propiedades del Fluido  ”  en  el  enlace https://www.youtube.com/watch?v=IfchQQdHPdI

Actividad: Observar video de FESTO Hydraulics “LIQUÍDO HIDRÁULICO”  EN EL ENLACE http://www.youtube.com/watch?v=IfchQQdHPdI

Actividad: HOJA DE DATOS TÉCNICOS DIVISIÓN INDUSTRIAL Aceite para Sistemas Hidráulicos  http://roshfrans.com/wordpress/wp-content/uploads/2012/02/01-HDT-HIDRAULICO-AW-ISO-VG-68-R3.pdf

Fig.  HOJA DE DATOS TÉCNICOS DIVISIÓN INDUSTRIAL

CLASIFICACIÓN  DE ACEITES HIDRÁULICOS MINERALES

HH : Aceites minerales sin aditivo, estos son productos de costo relativamente bajo que pueden ser usados en sistemas no críticos.

HL: Aceites minerales que contienen antioxidantes, estos aceites tienen una vida útil mas larga y dan mayor protección antioxidante que el aceite HH. Estos pueden ser usados en sistemas que no requieren desempeño anti desgaste.  

HV: Aceites con altos índice de viscosidad. Estos aceites se utilizan en casos de temperatura extremas o en casos en que es esencial que la viscosidad del aceite cambie lo menos posible

PARÁMETROS MÁS IMPORTANTES.

Temperatura de funcionamiento. 

Influyen sobre las propiedades físicas y químicas del fluido. Las altas temperaturas condicionan la vida útil del fluido, su resistencia de película, su viscosidad, etc. La temperatura baja puede presentar problemas debidos a dificultades en el bombeo. En transmisiones que trabajen al exterior pueden presentarse variaciones de -15ºC  a   +45ºC. 

Viscosidad 

Afecta a las propiedades de fricción del fluido, el funcionamiento de la bomba, la cavitación, el consumo de energía y la capacidad de control del sistema. 

COMPONENTES DE UN  SISTEMA HIDRÁULICO

En esta lista de videos se describen los fundamentos de la oleo hidráulica, los componentes más importantes, circuitos hidráulicos simulados en Fluid Sim H

https://youtube.com/playlist?list=PLHTERkK4EZJrRX0CoeyKJ3x9879aBwOga

Video  de  apoyo  SIMULACIÓN DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS 

https://youtu.be/1uAYRoQfU48

Representación esquemática de la cadena de mando. Grupo de accionamiento. Líquido a presión, Deposito. Filtro Tipos y criterios para selección de bombas. Bombas de engranajes, bombas de paletas. Construcción, funcionamiento y simbología de los elementos de mando. Válvulas de vías. Construcción, funcionamiento y simbología de los elementos de control: Objeto, descripción de funcionamiento, aplicación y simbología. Válvula antirretorno  y antirretorno  desbloqueable hidráulicamente. Válvula reguladora de caudal en una vía y de dos vías. Válvula de estrangulación y antirretorno. Válvula reguladora de presión. Válvula de secuencia. Construcción, funcionamiento y selección de cilindros y motores hidráulicos. Cilindros lineales. Motores hidráulicos. Símbolos de elementos hidráulicos según ISO 1219. Criterios para localizar fallas en los sistemas hidráulicos. (8 Horas).

Al finalizar esta unidad  el estudiante estará en capacidad de: 

 Identificar cada uno de los componentes de los sistemas hidráulicos, conociendo su principio de funcionamiento, simbología y aplicación.

 Comprender los fundamentos de diseño, criterios de selección y operación de los sistemas hidráulicos con aplicación en la industria.

 Montar y  diseñar sistemas de control hidráulico, seleccionando técnicamente los componentes y siguiendo las normas de seguridad en el campo eléctrico.

 Actuar de acuerdo con los principios éticos, morales y de seguridad necesarios para el correcto desempeño  profesional en la empresa.

2.1  REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LA CADENA DE MANDO

En los sistemas hidráulicos se genera un caudal constante de aceite en el grupo de accionamiento el cual es controlado por válvulas de vías, reguladoras de presión o de caudal para por fin ser llevado al actuador que es quien realiza el trabajo requerido.

                     Fig.  Estructura  de un  sistema  hidráulico  sencillo 

Actividad: Observar detenidamente de FESTO Hydraulics “ESTRUCTURA SISTEMA HIDRÁULICO”    https://youtu.be/J12hDV9FF88

                      Fig.  Sistema hidráulico simbólico       Vs esquemático

Actividad: Observar el video de FESTO Hydraulics  “ESQUEMA Y APLICACIÓN DE SISTEMAS HIDRÁULICOS”     en  el  enlace    https://youtu.be/EU5DsMaj5Lo

Actividad: Observar detenidamente de FESTO Hydraulics “REGULACIÓN Y ACCIONAMIENTOS”     https://youtu.be/2KBG1XTvt1s

DISEÑO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO

DISEÑO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO SENCILLO   

Calcula  las  dimensiones  de los  principales  componentes  de  un  sistema  hidráulico. 

A partir de la información dada es posible diseñar un circuito hidráulico sencillo. Se indica a continuación la forma en que se debe proceder para hacerlo.

Para diseñar un circuito, la primera consideración es sobre el trabajo que se debe realizar. Este trabajo puede ser levantar un peso, girar una herramienta o bloquear algún elemento. El trabajo determina el tipo de actuador que hay que utilizar.

Probablemente el primer paso será la selección del actuador.   Si los requerimientos fuesen simplemente el levantar una carga, un cilindro hidráulico colocado bajo ella haría el trabajo, la longitud de carrera del cilindro seria, por lo menos, igual a la distancia de desplazamiento de la carga. Su superficie se determinaría mediante la fuerza requerida para elevar la carga y la presión de funcionamiento deseada. Supongamos que un peso de 5000 Kgf ha de elevarse a una altura de 1 m y que la presión máxima de funcionamiento debe limitarse a 50 Kgf/cm2. un cilindro de 100 cm2 que permitiría levantar la carga a 50 Kgf/cm2 proporcionando  la capacidad de elevación.

El desplazamiento hacia arriba y hacia abajo del cilindro seria controlado mediante una válvula direccional. Si la carga debe detenerse en puntos intermedios de su trayecto, la válvula direccional deber tener una posición neutral en la cual el caudal de aceite del lado inferior del pistón quede bloqueado, para soportar el peso sobre el cilindro. La velocidad a la cual debe desplazarse la carga determina el tamaño de la bomba. El pistón de 100 cm2 desplaza 100 cm3 por cada cm que se levanta. El mover el cilindro 10 cm requerirá 1000 cm3 de aceite. Si hay que moverlo a razón de 10 cm por segundo, requerirá 1000 cm3 de aceite por segundo o 60 Lt/min. Como las bombas generalmente se dimensionan en galones por minuto, será necesario dividir 60/3,785  para obtener el valor en galones por minuto;  60/3,785 =  16 GPM.     

Para impedir la sobrecarga del motor eléctrico y para proteger la bomba y otros componentes contra una presión excesiva, debida a sobrecargas o bloqueo, se monta una válvula de seguridad para limitar la presión máxima del sistema, en la línea, entre la salida de la bomba y la entrada de la válvula direccional, calibrada a 1.1 veces la presión máxima de trabajo.  Un depósito dimensionado para contener aproximadamente de  3 veces la capacidad de la bomba en galones por minuto y tuberías de interconexión adecuadas completarán el sistema.

Actividad  de apoyo en Video  “FUNDAMENTOS DE HIDRÁULICA 4”    https://youtu.be/1iSljVjxWe0  

En este  video  se  explican   cálculos  básicos  del  sistema  hidráulico.

 

1. ¿Cuál sería el diámetro del cilindro?  Se determina el área del cilindro     

Con el fin de poder tener una capacidad  de carga  de   (5000Kgf)   con  se debe   usar un cilindro con  área de       Ac=  100 cm2

2. ¿Calcular el diámetro del cilindro?

 

 despejamos dc

 

 

3. ¿Cuál es el caudal que debe llegar al cilindro?

Qavance = Qbomba=  Ac * v = 100cm2 *  10cm/s  =1000 cm3/s  

1Lt/s = 60Lt/min   = 1X10-3 m3/s=  16 gal/min

  

4. ¿Cuál es el diámetro de la línea de succión? 

Vts =  1m/s        velocidad de tubería de succión dentro del rango de velocidades sugeridas

Área de la tubería de succión            

Diámetro de la tubería de succión             

5. Diámetro de la tubería de trabajo (a presión).                                                                                                                              VTT= 3 m/s velocidad de tubería de trabajo dentro del rango de 

velocidades sugeridas

 
      

Lo que corresponde a un diámetro de 0.81”, aproximadamente de  1” de diámetro interior

6. ¿Cuál es la presión que debe tener la válvula limitadora de presión?  

El ajuste en la válvula limitadora de presión debe estar a un 10% por encima de la 

presión máxima de trabajo.

 P vlp = 1.1 Ptrabajo = 1.1 * 50Kgf/cm2  =  55Kgf/cm2 

7. ¿Cuál debe ser el volumen del tanque (Vdep)

Como regla empírica el volumen del depósito debe ser entre 

2 a 3 veces el caudal de la bomba medido en galones/minuto   

Vdepósito = 2-3 veces el Qbomba en GPM

Vdepósito =  3 * 16GPM = 48 Galones

8. ¿Cuál es la potencia hidráulica a la salida de la bomba?

Para ello se acude al concepto de eficiencia, que relaciona 

la Potencia de salida con la Potencia de entrada al sistema  

 que en este caso es el grupo de accionamiento. 

  

PHidráulica (Watts) =Presión de trabajo máx. ( N/m2 )* Qbomba(m3/s)   

  

9. Cuál sería la potencia eléctrica de entrada = PEE

   

Se requiere un motor trifásico de por lo menos 8 ½  HP