Material de Apoyo hidraulica.ppt
-
Upload
danyluligo -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
Transcript of Material de Apoyo hidraulica.ppt
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 1/42
Conceptos, elementos ,esquemas y aplicaciones
Carlos Javier Martín Lucas
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 2/42
INTRODUCCIÓN
La palabra Hidráulicaproviene del griego "hydor"que significa agua.
Es la ciencia que estudia latransferencia de energíaque ocurre cuando seempuja a un fluido líquido,el cual es su mediotransmisor.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 3/42
Suelen emplearse aceites
minerales pero tambiénlíquidos sintéticos, aguao una emulsión agua-aceite.
La ventaja que implica lautilización de lahidráulica es laposibilidad de transmitirgrandes presiones detrabajo (hasta 700 bar).
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 4/42
Fundamentos Físicos
•
LA PRESIÓN (P)
Es el resultado de una fuerza aplicada a la superficie de uncuerpo (N/m2).
Su unidad según el S.I. es el Pascal (Pa), aunque también sesuele expresa en:
• N/m2= 1 Pa
• bares→ 1 bar= 105Pa
• Psi(libra por pulgada cuadrada) = 0.06895 bar• Kg /cm² ~ Kp/cm² ~ bar
El manómetro es el instrumento que se usa para medir la
presión.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 5/42
•Principio de Pascal
“La presión existente en un líquido confinado (encerrado) actúaigualmente en todas direcciones, y lo hace formando ángulosrectos con la superficie del recipiente".
Esta es la ley más elemental de lafísica referida a la hidráulica.
P1
P2P3
P4
P5
P1
= P2= P
3= P
4=P
5
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 6/42
•Aplicación de la Ley de Pascal por Bramah
Joseph Bramah, utilizó el descubrimiento de Pascal parafabricar una prensa hidráulica.
o Si una pequeña fuerza, actúasobre un área pequeña, ésta
creará una fuerzaproporcionalmente mas grandesobre una superficie mayor.
Propagación de la presión
Multiplicación de la fuerzaMultiplicación de la presión
Multiplicación de la distancia
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 7/42
• CAUDAL VOLUMÉTRICOEs el volumen de un liquido que fluye a través de un tubo por un
tiempo conocido.
Q=V/t
Para un cilindro: V=AxS→Q=(AxS)/t
Q: caudal
V: volumen
t: tiempo A: área
S: carrera
o El caudal volumétrico de un líquidoque fluye por un tubo de varios
diámetros es igual en cualquier partedel tubo. Esto significa que el fluido atraviesa los segmentos más pequeñoscon mayor velocidad.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 8/42
El flujo de fluidos en tuberías
•Flujo laminar
Las capas de fluido se muevenen forma paralela una a la otra,
las próximas a las paredesinternas de la tubería lo hacenmás lentamente, mientras quelas cercanas al centro lo hacenrápidamente.
•Flujo turbulento
Las partículas de fluido semueven en forma desordenada
con respecto a la dirección delflujo.
Excesos de velocidadde circulación
Cambios bruscos deldiámetro de tubería
Rugosidad interna dela tubería
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 9/42
•Función del fluido oleohidráulico
Las finalidades esenciales de un fluido oleohidráulico son:
I. Ser el medio transmisor de energía.
II. Lubrificar los componentes que constituyen el sistema.
III. Minimizar las fugas.IV. Disipar el calor generado en el sistema
Además de estas funciones: Impedir la corrosión (oxidación).
Reducir la formación de espuma. Compatibilidad con los elementos de estanqueidad.
Mantener un índice de viscosidad relativamente estable en un amplio rango detemperatura.
Resistencia al fuego.
No ser tóxico
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 10/42
•Clasificación de los Fluidos
Desde 1977 la clasificación internacional adoptada para los aceites
industriales (por el I.S.O.), está basada en la viscosidad a 40 gC en
centiestokes.Las distintas normas (AFNOR, DIN, CETOP, ISO)definen 4 tipos de
fluidos:
HH : aceite mineral no inhibido.
HL : aceite mineral poseedor de propiedades antioxidantes y anticorrosión.
HM : fluido de categoria HL con características antidesgaste. HV : fluido de categoria HM con propiedades viscosidad-
temperatura mejoradas.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 11/42
•Propiedades de los fluidos
o
Densidad.En la práctica, se puede asimilar al peso específico y proporciona, en algunos
casos, una referencia en cuanto al origen del aceite.
La densidad se expresa en gramos por centímetro cúbico.
La densidad varia con la temperatura en 6x10-4 g/cm3 aproximadamente, por
grado centígrado.
Cuanto mayor es el grado API, menor es la densidad.
La escala API va de 0 (que corresponde a 1076g/cm3) y 100 (que corresponde a0,6112g/cm3).
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 12/42
o ViscosidadLa viscosidad es la resistencia del f luido a derramarse o fluir por el interior de
un conducto. Puede ser determinada midiendo el tiempo que tarda el fluido enfluir a través de un orificio normalizado a una determinada temperatura. Estatemperatura suele ser 100 gF y 210 gF (37.8 gC y 98.9 gC). En general, se definendos tipos de viscosidad:
-La viscosidad dinámica
Donde τ es la tensión tangencial (se opone al movimiento) y es la direcciónnormal al movimiento. La unidad fundamental es al poise (en la prácticacentipoise).
-La viscosidad cinemática
Donde ρ es la densidad del fluido. Su unidad fundamental es el stoke (en lapráctica centistoke, cst).
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 13/42
Variación de la viscosidad:
Temperatura, la viscosidad de un
fluido disminuye con la reducción de
densidad, que tiene lugar al aumentarla temperatura.
Presión, la viscosidad no se veafectada ante presiones moderadas
pero se han encontrado grandesincrementos a presiones sumamenteelevadas.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 14/42
•Efectos a los que son sometido los fluidos
Un aumento de temperaturaprovoca un efecto de expansión enliquido y gases. La expansión delaceite hidráulico en un circuitocerrado es un problema, ya que la
presión interna puede alcanzar valores de 1400 kg/cm2.
Todos los materiales soncompresibles en mayor o menorgrado (ya sean líquidos, gases o
sólidos). El diseñado hidráulicodebe tener en cuenta lacompresibilidad de los líquidospara prevenir los golpes de ariete.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 15/42
Elementos de una instalación hidráulica
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 16/42
Las bombas hidráulicas Son los elementos encargados de impulsar el aceite o líquido
hidráulico, transformando la energía mecánica rotatoria en energíahidráulica.
El proceso de transformación de energía se efectúa en dos etapas:aspiración y descarga.
Clasificación de las Bombas: Caudal constante (cilindrada constante)
Caudal variable (cilindrada variable)
Cilindrada : Se refiere al volumen de aceite que la bomba puedeentregar en cada revolución.
• D = Diámetro mayor del engranaje
• d = Diámetro menor del engranaje
• l = Ancho del engranaje
• Unidad: cm3/rev
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 17/42
Caudal Teórico :Es el caudal que de acuerdo al
diseño, debiera entregar la bomba (caudal Ideal)
C = Cilindrada (cm3/rev)
N = Rpm (1/rev)
Rendimiento Volumétrico
QR = Caudal Real
QT = Caudal Teórico
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 18/42
Tipos de bombas
Tipos debombas
Engranajes
Dientes externos
Dientes internos
Lóbulos
Paletas
Desequilibradas
Equilibradas
Pistones
Axiales
Radiales
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 19/42
Bombas de engranajes De dientes externos:
Están compuestas por un par deengranajes que trabajan dentro deun cuerpo de aluminio.
El aceite atrapado entre los dientesde los engranajes y las paredes de lacaja, es llevado hacia la boca desalida.
Gracias a los dientes opuestosimpiden que el aceite retroceda, porlo tanto el aceite es obligado a
circular por todo el sistema.
De dientes internos:
Estas también constan de dosengranajes, pero en ella el engranaje
recto gira dentro de otro más grandede dientes internos. El principio de funcionamiento es el
mismo que el de la bomba deengranajes externos, con ladiferencia que en ésta ambosengranajes giran en la misma
dirección.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 20/42
Engranaje de lóbulo:
Esta bomba funciona siguiendo elprincipio de la bomba de engranajesde dientes externos, amboselementos giran en sentidosopuestos.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 21/42
Bombas de paleta
Desequilibradas:
Tiene un solo ciclo de trabajo a cadarevolución del motor esta solo tieneuna boca de entrada y una boca de
salida y el rotor esta descentrado enrelación con el estator. Al tener la bomba una sola zona de
alta presión se originan fuerzas queno son compensadas, lo que indicaque la bomba se trata de una bombadesequilibrada.
Equilibradas:
El rotor y el anillo están ubicadosconcéntricamente.
Posee dos zonas de aspiración y dos
de descarga, por lo tanto laaspiración y descarga se realiza dos veces en cada revolución.
Su caudal es fijo. Las fuerzas resultantes se anulan,
por lo tanto la bomba es equilibrada
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 22/42
Bombas de pistones
Axiales:
El vaivén de los pistones se consiguepor el ángulo que forman el eje deaccionamiento de la placa con el ejelongitudinal del bloque de cilindrosbombeando el aceite.
Radiales:
Estas son las más ingeniosas detodas permite obtener altaspresiones, grandes caudales,grandes velocidades y caudal variable .
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 23/42
Válvulas distribuidoras
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 24/42
Válvulas distribuidoras
Válvula 2/2 Válvula 3/23/3
Válvula 4/24/3
Válvula 5/25/3
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 25/42
El f luido que circula por elsistema hidráulico debe serdirigido convenientemente a losdiversos cilindros, actuadores, omotores, de acuerdo a lasexigencias y secuencias del trabajoque se deba realizar.
Las válvulas direccionales máselementales son las de dos, tres y cuatro vías .
Los accionamientos suelen ser
iguales a los usados en sistemasneumáticos (pulsadores, rodillos,solenoides, etc.) pero enhidráulica se ejecutan por laderecha.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 26/42
Válvulas reguladoras de caudal
Las aplicaciones de losreguladores de caudal no estánlimitadas a la reducción de la
velocidad de los cilindros o
actuadores en general, puesademás tienen gran aplicación enaccionamientos retardados,temporizaciones, impulsos, etc.
Los reguladores de caudal puedense unidireccionales y bidireccionales.
Válvula de aguja
Válvula de compuerta
Válvula de esfera
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 27/42
Simbologíaa) Reguladora de caudal bidireccional
b) Reguladora de caudal unidireccional
c) Reguladora de caudal compensada
d) Válvula de estrangulación de diafragma
e) Válvula de estrangulación de diafragma
unidireccional
f) Válvula de estrangulación de diafragma
ajustable
g) Válvula de estrangulación de diafragma
ajustable unidireccional
h) Reguladora de caudal en alimentación
i) Controles de caudal
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 28/42
Válvulas reguladoras de presión
Una válvula reguladora depresión tiene por misiónmantener en línea sistemaun valor de presión
constante, aún si la red dealimentación tienepresiones de valor oscilante
y consumos variables.
Estas válvulas puedentener un ajuste fijo oregulable, por lo quepueden ser con muelle osin este.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 29/42
Simbología
a) Limitadora de presión
b) Limitadora de presión con piloto externo
c) Reductora de presión
d) Válvula de descarga
e) Reductora de presión con piloto externo
f) Válvula de secuencia
g) Válvula de secuencia con piloto externo
h) Limitadora de presión preaccionada
i) Válvula de descarga con antirretorno
j) Válvula de descarga con piloto externo
k) Válvula de secuencia con antirretorno
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 30/42
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 31/42
Válvulas de retención También llamadas de bloqueo,
antirretorno, check o clapet.
Es una válvula que permite lacirculación del f luido en un solo
sentido, en la dirección contrariase cierra impidiendo el paso.
La obturación del paso puedelograrse con una bola, disco,cono, etc., impulsada por lapropia presión de trabajo o biencon la ayuda complementaria deun muelle.
Sin precarga
Con resorte de precarga
Desbloqueable
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 32/42
Actuadores
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 33/42
Cilindros
a) Retorno por resorte
b) Extensión por resorte
c) Retorno por fuerza externa
d) Con vástago simple( general)
e) Con amortiguación ajustable
f) A vías múltiples
g) Diferencial
h) Compresión
i) Telescópico
j) A tracción
k) Telescópico doble efecto
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 34/42
Elementos de una unidad
hidráulica
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 35/42
Depósitos Los depósitos de fluidos
hidráulicos son fabricados conláminas de aceros, fundicionesespeciales y aluminio.
Se clasifican en dos grandesgrupos:
los abiertos al aire libre los cerrados bajo presión
Y pueden ir instalados:
Con tubería que desemboca porencima del nivel del fluido. Con tubería que desemboca por
debajo del nivel del fluido (casocorriente).
Con tubería en carga.
Propósito de los depósitos:
Almacenar el fluido detransmisión de potencia.
Compensar las fugas.
Permitir que el fluido sedesecante y se desemulsione.
Actuar como un regulador
térmico. Completar la función de filtrado.
Proteger al f luido contra lasuciedad y cuerpos extraños.
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 36/42
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 37/42
Acumuladores
Los acumuladores son dispositivoshidráulicos que pueden realizar lamisma función que una bomba, esdecir, actúan como “generadoresde energía”.
Propósitos de los acumuladores:
Acumulador de energía Antigolpe de ariete Antipulsaciones
Compensador de fugas Fuerza auxiliar de emergencias Amortiguador de vibraciones Transmisor de energía de un
fluido a otro
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 38/42
Tipos de acumuladores
Acumulador de contrapeso Acumulador cargado pormuelle
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 39/42
Acumulador de Pistón
Acumulador de Diafragma
Acumulador de gas no
separado
Acumulador de vejiga
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 40/42
Equipos de medición y otros
componentes
Filtros
a) manómetros.
b) Termómetro.
c) Medidor de caudal.
d) Enfriador
e) Enfriador – calentador
f) Enfriador por aire
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 41/42
Algunas aplicaciones de lossistemas hidráulicos
7/22/2019 Material de Apoyo hidraulica.ppt
http://slidepdf.com/reader/full/material-de-apoyo-hidraulicappt 42/42