PDF Hidraulika III B01 06

B atala

Oinarrizko ezagumenduak

BFesto Didactic

133

B Festo Didactic

134

1. kapitulua

Hidraulikaren oinarri fisikoak

B1

Hidraulikaren oinarri fisikoak Festo Didactic

135

Hidraulika, likidoen bidez transmititutako indar eta higiduren zientzia da. Hi-draulika hidromekanikaren zatia da, eta hidromekanikak batetik hidrostatika(presioa bider azalera eginda lortutako indarraren eragina) eta bestetik hidrodi-namika (masa bider azelerazioa eginda lortutako indarraren eragina) ditu.

1.1 Presioa

Presio hidrostatikoa, likido batean masa likidoaren eta altueraren eraginez sort-zen den presioa da:

Likido bateko presioa(presio hidrostatikoa)

ps = Presio hidrostatikoa (grabitazio-presioa) [Pa]

h = Likido-zutabearen altuera [m]

ρ = Likidoaren dentsitatea [kg/m3]

g = Grabitazioaren azelerazioa [m/s2]

Unitate Sistema Internazionalaren (SIren) arabera presio hidrostatikoa pascale-tan edo bar-etan ematen da. Likido-zutabearen altuera metrotan neurtzen da,likidoaren dentsitatea metro kubikoko kilogramotan eta grabitazioaren azelera-zioa metro zati segundo ber bitan.

Hidromekanika

Hidrostatika Hidrodinamika

Indarra berdin presioabider azalera

Indarra berdin masabider azelerazioa

Hidromekanika

ps = h ⋅ ρ ⋅ g

B1.1


136

Presio hidrostatikoa (presioa soilik ere esaten da) ontziaren formarekiko inde-pendentea da eta eragina altuerak zein likido-zutabearen dentsitateak besterikez dute.

hh

h

Urtegia

h = 15 m

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,81 m/s2 ≈ 10 m/s2

ps = h ⋅ ρ ⋅ g

= 15 m ⋅ 1000 kg/m3⋅ 10 m/s2

m ⋅ kg ⋅ m= 150.000 __________

m3 ⋅ s2

N= 150.000 ___

m2

ps = 150.000 Pa (1,5 bar)

B1.1

Dorrea

h = 300 m

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,81 m/s2 ≈ 10 m/s2

ps = h ⋅ ρ ⋅ g

= 300 m ⋅ 1000 kg/m3⋅ 10 m/s2

m ⋅ kg ⋅ m= 3.000.000 __________

m3 ⋅ s2

N= 3.000.000 ___

m2

ps = 3.000.000 Pa (30 bar)

Goiko depositoa

h = 5 m

ρ = 1000 kg/m3

g = 9,81 m/s2 ≈ 10 m/s2

ps = h ⋅ ρ ⋅ g

= 5 m ⋅ 1000 kg/m3⋅ 10 m/s2

m ⋅ kg ⋅ m= 50.000 __________

m3 ⋅ s2

N= 50.000 ___

m2

ps = 50.000 Pa (0,5 bar)


137

Edozein gorputzek p presio jakin bat eragiten du asentatua dagoeneko gaina-zalean. Presio horren neurria, F pisuaren eta indar horrek eragiten dueneko Aazaleraren araberakoa da.

Irudian oinarri desberdineko (A1 eta A2 oinarriko) bi gorputz erakusten dira. Bigorputzek masa berdina baldin badute, oinarrian pisuak eragiten duen F inda-rra ere berdina izango da, baina presioa desberdina izango da oinarrietakoazalerak desberdinak direlako. Pisuaren indarra berdina izanik, presioa handia-goa izango da oinarriko azalera txikiagoa bada (lapitz-efektua). Ondoko formu-lak erakusten du hori:

NUnitatea: 1Pa = _____

m2

p = presioa [Pa]

F = indarra [N]

A = azalera [m2]

Ikus unitateak eranskineko taulan.

A1 A2

Fp = ___

A

N1 bar = 100 000 ____ = 105 Pa

m2

Pa = Pascal (beste unitate bat: bar-a)

1 kg ⋅ mN = Newton (1 N = _________ )

s2

m2 = metro karratuak

B1.1


138

Formula aldatuz, F indarraren eta A azaleraren formulak lortzen dira:

100 bar-eko presioak eragiten dio zilindro bati. Pistoiaren A azalera erabilgarria7,85 cm2-koa da.Zenbatekoa da indar handiena?

Adibidea

Ezagutzen diren magnitudeak:

p = 100 bar = 1000 N/cm2

A = 7,85 cm2

1000 N ⋅ 7,85 cm2

F = ________________________

cm2

F = 7850 N

Plataforma batek 15 000 N-eko karga altxatu behar du eta dagokion sistemahidraulikoak 75 bar-eko presioa du.Pistoiaren A azalerak zenbatekoa izan behar du?

Adibidea


F = 15 000 N,

p = 75 bar = 75 ⋅ 105 Pa

15 000 N= _____________

75 ⋅ 105 Pa

N ⋅ m2

= 0,002 _______

N

A = 0,002 m2 = 20 cm2

F = p ⋅ A

FA = ___

p

B1.1


139

Zenbakiz kalkulatu ordez, diagrama ere erabil daiteke. Ariketa honetan itsaspe-nagatiko marruskadura ez da kontuan hartu.

Adibidea

Ezagutzen diren magnitudeak:F indarra = 100 kNp lan-presioa = 350 barZenbatekoa da pistoiaren diametroa?

Irakurritako emaitza:d = 60 mm

2,5

3

4

5

6

7

89

10

15

2 0

30

40

50

60

708090

100

150

200

300

400

500

600

700800900

1000

1500

2000

3000

10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 9010

0

150

200

250

300

400

350 bar

300 bar

200 bar

160 bar

125 bar

100 bar

80 bar

50 bar

(5000 kPa)

Pistoiaren diametroa (mm)

Inda

rra

(kN

)

B1.1


140

F indarrak ontzi itxi bateko likidoaren A gainazalari eragiten badio, p presioasortu eta likido guztira hedatzen da (Pascalen legea). Sistema itxiko puntu guz-tietan presioa berdina da (ikus irudia).

1.2 Presioaren hedapena

h = 1 mρ = 1 000 kg/m3

g = 9,81 m/s2 ℜ 10 m/s2

ps = h ⋅ ρ ⋅ g= 1m ⋅ 1000 kg/m3 ⋅ m/s2

m ⋅ kg ⋅ m= 10000 —————m3 ⋅ s2

N= 10000 ——m2

ps = 0,1 ⋅ 105 Pa

ps = 0,1 bar

A1

F1

A5 F5F2 A2

100 bar

A3 A4

F3 F4

Presioaren hedapena

B1.2


141

Presio hidrostatikoa alde batera utz daiteke (ikus adibidea). Horregatik, likidoe-tako presioa kalkulatzeko kanpoko indarrek eragindako presioa besterik ez dahartzen. Ondorioz, A2, A3,... gainazaletan A1 gainazaleko presio berdina egon-go da. Presio hori gorputz solidoekin erabilitako formula berberaz kalkulatzenda:

Ezagutzen diren magnitudeak:Adibidea

A1 = 10 cm2 = 0,001 m2

F = 10 000 N

Fp = ___

A

10 000 N N= ____________= 10 000 000 ____

0,001 m2 m2

= 100 ⋅ 105 Pa (100 bar)

Ezagutzen diren magnitudeak:Adibidea

p = 100 ⋅ 105 Pa

A2 = 1 cm2 = 0,0001 m2

F = p ⋅ A

= 100 ⋅ 105 Pa ⋅ 0,0001 m2

N ⋅ m2

= 1000 _________

m2

F = 1000 N

Fp = ___

A

B1.2


142

Sistema itxiko edozein puntutan presioa berdina da, ontziak edozein formaizanda ere.

1.3 Indarren biderketa

Sistema itxia irudikoa bezalakoa baldin bada, indarrak biderka daitezke. Pre-sioa kalkulatzeko, ondoko ekuazioak erabiltzen dira:

Sistema orekan dagoelako ondoko ekuazioa erabil daiteke:

Bi ekuazioak aplikatuz, ondokoa lortzen da:

Ekuazio honen bidez, F1 eta F2 edo A1 eta A2 kalkula daitezke

A1

F

P

P

F 2

2

1

1

A2

Indarraren biderketa

F1 F2p1 = ___ eta p2 = ___

A1 A2

p1 = p2

F1 F2___ = ___A1 A2

B1.3


143

F1 eta A2-rentzako ekuazioak, adibidez, hauek lirateke:

Presio-pistoiko indar txikia indar handi bihur daiteke lanerako pistoiaren azalerahandiagotuz. Funtsezko oinarri hau edozein sistema hidraulikotan aplikatzenda: bai katu hidraulikoan eta bai kargak jasotzeko plataforman. F1 indarrak,fluidoaren presioak kargak eskainitako erresistentzia gainditzeko adinekoa izanbehar du (ikus adibidea).

Plataforma hidrauliko batez ibilgailu bat altxatu behar da. Masa 1500 kg-koa da.Zenbatekoa da pistoiari eragiten dion F1 indarra?

Adibidea


m masa = 1 500 kg

Pisuaren indarra F2 = m ⋅ g

mF2 = 1 500 kg ⋅ 10 ___

s2

F2 = 15 000 N

A2

F2

A1

F1

Indarraren biderketa

A1 ⋅ F2F1 = _______

A2

A1 ⋅ F2A2 = _______

F1

B1.3


144


A1 = 40 cm2 = 0,004 m2

A2 = 1 200 cm2 = 0,12 m2

A1 ⋅ F2F1 = _________

A2

0,004 m2 ⋅ 15 000 N= ______________________

0,12 m2

F1 = 500 N

F1 indarra 500 N-ekoa da eta eskuzko palankaz eragiteko handiegia dela ikus-ten dugu. F1 = 100 N baldin bada, zenbatekoa izan behar du pistoiaren A2azalerak?

Adibidea

A1 ⋅ F2F1 = _________

A2

A1 ⋅ F2A2 = _________

F1

0,004 m2 ⋅ 15 000 NA2 = ______________________

100 N

A2 = 0,6 m2

B1.3


145

Aurreko paragrafoan deskribatutako printzipioaren arabera F2 karga s2 dis-tantzia igo nahi bada, K1 pistoiak likido-kantitate bat desplazatu behar du K2pistoiak s2 distantzia gora egin dezan.

1.4 Distantzien biderketa

Desplazatu beharreko bolumena kasu honetan honela kalkulatzen da:

Desplazatzen den bolumena bera izanik (V1 = V2), ondoko ekuazioa lortzen da:

Beraz, s1 tarteak s2 baino handiagoa izan behar du, A1 azalera A2 azalerabaino txikiagoa delako.

F1

A1

F2

A2

s1

s2

K1 pistoia

K2 pistoia

V1 = s1 ⋅ A1 V2 = s2 ⋅ A2eta

s1 ⋅ A1 = s2 ⋅ A2

B1.4


146

Pistoiaren ibiltartea bere azalerarekiko alderantziz proportzionala da. Lege fisi-ko hau aplikatuz, batetik s1 eta s2 magnitudeak kalkula daitezke, eta bestetikA1 eta A2 ere bai. s2 eta A1-entzat, adibidez, ondoko ekuazioek balio dute:

B1.4

s1 ⋅ A1s2 = _______

A2

s2 ⋅ A2A1= _______

s1

F1

A1

s1

A2

s2F2

Distantzien biderketa Adibidea

Ezagutzen ditugun magnitudeak:

A2= 1200 cm2

s1 = 30 cm

s2 = 0,3 cm

s2 ⋅ A2A1= ______

s1

0,3 ⋅ 1200 cm ⋅ cm2

= _________ ________

30 cm

A1 = 12 cm2


A1= 40 cm2

A2= 1200 cm2

s1 = 15 cm

s1 ⋅ A1s2 = ______

A2

15 ⋅ 40 cm ⋅ cm2

= _________ ________

1200 cm2

s2 = 0,5 cm


147

Fluidoaren p1 presioak A1 azaleran F1 indarra eragiten du. Indar hori pistoitxikiaren zurtoinaren bidez transmititzen da. Ondorioz, F1 indarrak A2 gainaza-lari eragiten dio eta fluidoan p2 presioa sortzen du. Pistoiaren A2 azalera A1azalera baino txikiagoa denez gero, p2 presioa p1 presioa baino handiagoaizango da. Kasu honetan ere, ondoko ekuazioa aplikatzen da:

Hortik F1 eta F2 indarrentzat ondoko ekuazioak ateratzen dira:

Indarrak berdinak direlako (F1 = F2), ondoko ekuazioa lortzen da:

Formula honetan oinarrituz, batetik p1 eta p2 eta bestetik A1 eta A2 kalkula

daitezke. p2 eta A2-rentzat, adibidez, ekuazioak hauek lirateke:

B1.5

A1

p1

A2

p2

F1 F2

1.5 Presioen biderketa

Fp = ___

A

F1 = p1 ⋅ A1 eta F2 = p2 ⋅ A2

p1 ⋅ A1 = p2 ⋅ A2

p1 ⋅ A1p2 = _______

A2

p1 ⋅ A1A2 = _______

p2


148

Efektu bikoitzeko zilindroa badago, eta zurtoin aldeko irteera blokeatuta bada-go, baliteke biderkaduragatik presio handiegiak eragitea:

B1.5

Adibidea

A

F

A2

p1

A2A11

p2

F

Presioaren biderkadura efektu bikoitzeko zilindroan


p1 = 20 ⋅ 105 Pa

p2 = 100 ⋅ 105 Pa

A1= 8 cm2 = 0,0008 m2

p1 ⋅ A1A2= ______

p2

20 ⋅ 10 5 ⋅ 0,0008 Pa ⋅ m2

= _________________ ________

100 ⋅ 105 Pa

A2= 0,0002 m2 = 2 cm2

:Ezagutzen ditugun magnitudeak

p1 = 10 ⋅ 105 Pa

A1= 8 cm2 = 0,0008 m2

A2= 4,2 cm2 = 0,00042 m2

p1 ⋅ A1p2 = ______

A2

10 ⋅ 10 5 ⋅ 0,0008 N ⋅ m2

= _________________ _________

0,00042 m2 ⋅ m2

p2 = 19 ⋅ 105 Pa (19 bar)


149

Bolumen-emaria, denboraldi jakin batean tutu batean zehar jariatzen den liki-doaren bolumena da. Adibidez: iturriko uraz 10 litroko baldea betetzeko gutxigora-behera minutua behar izaten da. Kasu horretan, iturriaren bolumen-emaria10 l/min-koa da.

1.6 Bolumen-emaria

Hidraulikan Q ikurra erabiltzen da bolumen-emaria adierazteko, eta formulahau du:

Bolumen-emarirako formulatik V bolumenarentzat eta t denborarentzat ondokoekuazioak ateratzen dira:

Ezagutzen ditugun magnitudeak:Adibidea

4,2Q = 4,2 l/min = _______ l/s

60

t = 10 s

4,2 ⋅ 10 l ⋅ sV = ___________ _______

60 s

V = 0,7 I

Emaitza:4,2 litro minutuko bolumen-emariak 10 segundotan 0,7 litro lortzen direla esannahi du.

B1.6

Denbora (t)

Bolumena (V)

VQ = ___

t

Q = Bolumen-emaria [m3/s]

V = Bolumena [m3]

t = Denbora [ s ]

V = Q ⋅ t


150

Ezagutzen ditugun magnitudeak: Adibidea

V = 105 l

Q = 4,2 l/min

105 l ⋅ mint = ______ _______

4,2 l

t = 25 min

Emaitza:105 litroko bolumena 4,2 litroko bolumen-emariaz jariatzeko 25 minutu behardira.

Bolumen-emariaren formulan s/t zatiketaren ordez v ipintzen bada (v = s/t),ondokoa lortzen da:

1.7 Jarraitasun-ekuazioa

Bolumen-emariaren formulatik, tutuaren sekzioari eta fluxuaren abiadurari da-gozkion ekuazioak lor daitezke. A eta v-rentzako ekuazioa:

B1.6/1.7

Vt = ___Q

Q = A ⋅ v Q = Bolumen-emaria [m3/s]

v = Fluxuaren abiadura [m/s]

A = Tutuaren sekzioa [m2]

QA = ___

v


151


4,2 dm3 m3

Q = 4,2 l/min = ________ = 0,07 ⋅ 10-3 ______

60 s s

v = 4 m/s

0,07 ⋅ 10-3 m3 ⋅ sA = ___________ _________

4 s ⋅ m

A = 0,00002 m2 = 0,2 cm2

Emaitza:4,2 l/min-ko bolumen-emariaz 4 m/s-ko fluxu-abiadura lortzeko, tutuak 0,2 cm2--ko sekzioa eduki behar du.


Q = 4,2 l/min = 0,07 ⋅ 10-3 m3/s

A = 0,28 cm2 = 0,28 ⋅ 10-4 m2

0,07 ⋅ 10-3 m3

v = _____________ _______

0,28 ⋅ 10-4 s ⋅ m2

0,07 m= ________ ⋅ 101 _____

0,28 s

v = 2,5 m/s

Emaitza:Tutuaren sekzioa 0,28 cm2-koa bada eta bolumen-emaria 4,2 l/min-koa bada,fluxuaren abiadura 2,5 m/s-koa izango da.

B1.7

Qv = ___

A


152

Bolumen-emariaren formulan

bolumenaren ordez desplazatutako V bolumena ipintzen bada

ondoko ekuazioa lortzen da:


A = 8 cm2 s = 10 cm t = 1 min

A ⋅ sQ = _____

t

8 ⋅ 10 cm2 ⋅ cm= ______ __________

1 min

Q = 80 cm3/min = 0,08 dm3/min

Emaitza:8 cm2-ko azalerako pistoia eta 10 cm-ko ibiltartea duen zilindroak minutu ba-tean aurreratu behar badu, energia-iturriak 0,08 l/min-ko bolumen-emaria hornitubeharko du.

VQ = ___

t

V = A ⋅ s

A ⋅ sQ = ______

t

S

A

Zilindroa

B1.7


153

Diametro desberdinak dituen tututik jariatzen den likidoaren bolumen-emariaberdina da tutuko edozein zatitan (ikus irudia). Beraz, likidoak estuguneetanabiadura handiagoa duela esan nahi du horrek. Ondoko ekuazioak aplikatzendira:

Tutuko puntu guztietan Q berdina delako, ondoko jarraitasun-ekuazioa lortzenda:


v1 = 4 m/s

v2 = 100 m/s

A1 = 0,2 cm2 = 0,2 ⋅ 10-4 m2

A2 = 0,008 cm2 = 0,008 ⋅ 10-4 m2

Q = 0,2 ⋅ 10-4 m2 ⋅ 4 m/s

= 0,008 ⋅ 10-4 m2 ⋅ 100 m/s

Q = 0,8 ⋅ 10-4 m3/s

Q1 = A1 ⋅ v1 Q2 = A2 ⋅ v2 Q3 = A3 ⋅ v3 etab..

A1 ⋅ v1 = A2 ⋅ v2 = A3 ⋅ v3 = . . .

Denbora (t)

Adibidea

B1.7


154


Ponparen Q garraio-emaria

l dm3

Q = 10 ____ = 10 ____

min min

cm3

= 10 ⋅ 103 ____

min

10 ⋅ 103 cm3

= ________ ____

60 s

Elikatzeko tutuaren barne-diametroa d1 = 6 mm

Pistoiaren diametroa d2 = 32 mm

Ezezagunak:

• Fluxuaren v1 abiadura elikatzeko tutuan• Zilindroaren v2 aitzinapen-abiadura

A1

V1

V2

A2

Zilindroa

Q = v1 ⋅ A1 = v2 ⋅ A2

B1.7


155

B1.7

π ⋅ d12

A1 = ________ = 0,28 cm2

4

π ⋅ d22

A2 = ________ = 8,0 cm2

4

Qv1 = ____

A1

10 ⋅ 103cm3_____________

60 s 10 ⋅ 103 cm3

= _____________ = __________ ________

0,28 cm2 60 ⋅ 0,28 cm2 ⋅ s

cm mv1 = 595 ____ = 5,95 ____

s s

Qv2 = ____

A2

10 ⋅ 103cm3_____________

60 s 10 ⋅ 103 cm3

= _____________ = _________ ________

8 cm2 60 ⋅ 8 cm2 ⋅ s

cm mv2 = 20,8 ____ = 0,21 ____

s s


156

Tutuetan edo elementuen sarreretan zein irteeretan presioa neurtzeko, zirkui-tuan dagokion lekuan neurgailua ipini beharko da.

1.8 Presio-neurketa

Bi neurketa-mota daude: neurketa absolutua eta neurketa erlatiboa. Lehenen-goan eskalako zero puntua erabateko hutsari dagokio, eta bigarrengoan eska-lako zero puntuak presio atmosferikoa adierazten du. Depresioa 1 baino baliotxikiagoez adierazten da neurketa absolutuan eta 0 baino balio txikiagoezneurketa erlatiboan.

pabs bar-etan

Neurketa-eskala

Presioa

Presio atmosferikoa

Depresioa

Presio absolutuarenneurketa

Presio erlatiboarenneurketa

Neurketa-eskala

pe bar-etan

p = Presioa oro harpabs = Presio absolutuape = Presio erlatiboa

Pe = 4 bar

Pabs = 5 bar

presio atmosferikoaren ±% 5

pe = -0,3 barPabs = 0,7 bar

Adibidea

B 12.5

B1.8


157

Sistema hidrauliko bateko fluidoen tenperatura neurgailu sinpleen bidez (ter-mometroen bidez) edo aginte-elementuetara seinaleak bidaltzen dituztenneurketa-ekipamenduez neur daiteke.Tenperatura neurtzea garrantzitsua da. Izan ere, tenperatura altuegietan (>60o)presioa duen fluidoa garaiz lehen hondatzen da. Gainera, biskositatea tenpera-turaren arabera aldatu egiten da.

1.9 Tenperaturaren neurketa

Neurgailuak fluido hidraulikoaren depositoan egon daitezke. Tenperatura kons-tante mantentzeko, termostatoak erabiltzen dira, eta hauek hozteko edo be-rotzeko sistema (komeni dena) martxan jartzen dute.

Bolumen-emaria neurtzeko era sinpleena, kalibratutako ontzia eta kronome-troa erabiltzea da.Hala ere, neurketak etengabe egiteko neurketa-turbinak erabiltzea komeni da.Turbinaren bira-kopuruak bolumen-emariaren magnitudea adierazten du. Bira-kopurua bolumen-emariarekiko proportzionala da.

1.10 Bolumen-emariarenneurketa

Neurketak diafragmaren bidez ere egin daitezke. Diafragman neurtutako pre-sio-galera bolumen-emarirako parametroa da (presio-galera bolumen-emaria-rekiko proportzionala da). Fluidoaren biskositateak ia eraginik ez du diafragmazegiten den neurketan.

B 12 kapituluan bolumen-emaria neurtzeko tresnak azaltzen dira.

B1.9/10

B 12

B 2


158

Emaria laminarra edo zurrunbilotsua izan daiteke. 1.11 Emari-motak

Emaria laminarra baldin bada, likidoa tutuan geruza zilindriko ordenatuetan ja-riatzen da. Barneko geruzak kanpokoak baino azkarrago joaten dira. Fluidoa-ren abiadura jakin (abiadura kritiko) batetik aurrera, fluidoaren partikulak ez dirageruza ordenatuetan aurreratzen, erditik jariatzen diren partikulak alboetarajoaten direlako. Horrela partikulek elkarri oztopo egiten diote eta zurrunbiloaksortzen dira. Ondorioz, emaria zurrunbilotsua da eta energia galdu egiten du.

Re edo Reynolds-en zenbakiak tutu leun batetik jariatzen ari den emaria nola-koa den kalkulatzeko balio du. Zenbaki hori parametro batzuen araberakoa da.Hona hemen parametro horiek:

• Likidoaren fluxu-abiadura: v (m/s)• Tutuaren diametroa: d (m)• Biskositate zinematikoa: ν (m2/s)

laminarra zurrunbilotsua

Emari-motak

v ⋅ dRe = _____

ν

B1.11


159

Formula honekin kalkulatutako Re balioa interpretatzeko era:

• Emari laminarra: Re < 2300• Emari zurrunbilotsua: Re > 2300

2 300 balioari tutu biribil eta leunetan Reynolds-en zenbaki kritiko (Rekrit)deitzen zaio.

Emari zurrunbilotsua (Rekrit) balioa baino txikiagora jaisten bada ez da bereha-la laminar bihurtzen. Emaria laminar bihurtzeko balioak 1/2 (Rekrit)-raino jaitsibehar du.

B1.11

Diametroa Biskositatea Reynolds-enzenbakia

min

Reynolds-en zenbakia kalkulatzeko era (Charchut irak.)


160

Q = 50 dm3/min Adibidea

d = 25 mm

ν = 36 cSt______________

Re= 1165

Ondorioz, abiadura kritikoa emaria laminarretik zurrunbilotsura igarotzen de-neko abiadura da.

Rekrit ez gainditzea komeni da, sistema hidraulikoetan marruskaduragatiko ga-lerak saihestearren.

Abiadura kritikoa ez da balio finkoa, fluidoaren biskositatearen eta tutuak duendiametroaren araberakoa delako. Horregatik praktikan balio enpirikoak era-biltzen dira. Hona hemen Vkrit-aren zein balio aplikatzen diren:

• Presiodun tutuerietan:

Lan-presioa 50 bar-eraino: 4,0 m/sLan-presioa 100 bar-eraino: 4,5 m/sLan-presioa 150 bar-eraino: 5,0 m/sLan-presioa 200 bar-eraino: 5,5 m/sLan-presioa 300 bar-eraino: 6,0 m/s

• Xurgapen-tutuerietan: 1,5 m/s

• Itzulera-tutuerietan: 2,0 m/s

Rekrit ⋅ ν 2300 νvkrit = _______ = _______

d d

B1.11


161


v1 = 1m/s

v3 = 5 m/s

v4 = 100 m/s

ν = 40 mm2/s

d1 = 10 mm

d3 = 5 mm

d4 = 1 mm

A1, A3 eta A4 zatietan zein emari-mota dago?

Emaitza:Emaria A4 zatian baino ez da zurrunbilotsua, 2500 > 2300 delako.Emaria A3 zatian berriz ere laminarra da estugunearen ondoren, 625 < 1150delako. Erregularizazio-tarte baten ondoren da emari laminarra.

B1.11

F1

Denbora (t)

F2

A2

A3A4A3

V1

V3V4

A1

Emari-motak

v ⋅ d1Re = ______

ν

1000 mm ⋅ 10 mm ⋅ sRe1= ________________________ = 250

s ⋅ 40 mm2

5000 mm ⋅ 5 mm ⋅ sRe3 = ________________________ = 625

s ⋅ 40 mm2

10000 mm ⋅ 1 mm ⋅ sRe4 = ________________________ = 2500

s ⋅ 40 mm2


162

Marruskadura , sistema hidraulikoan likidoa jariatzen deneko elementu eta bideguztietan dago.

1.12 Marruskadura, beroa,presio-galerak

Bideetako paretetan sortzen den marruskadura izaten da batez ere (kanpo--marruskadura). Horrez gain likidoko geruzen artean ere bada marruskadura(barne-marruskadura).

Marruskadurak fluidoa berotu egiten du, eta ondorioz sistema hidraulikoko ele-mentuak ere bai. Beroketa horregatik presioa jaitsi egiten da, eta horregatikunitate eragileko presio eraginkorra ere jaitsi egiten da (ikus energia man-tentzeko legea B 1.13-an).

Presio-galeraren neurria, sistema hidraulikoak dituen barne-erresistentzienaraberakoa da. Barne-erresistentzian zenbait faktorek dute eragina. Hona he-men faktore horiek:

• Fluxuaren abiadura (sekzioa, bolumen-emaria)• Emari-mota (laminarra, zurrunbilotsua)• Tutueriako diametro-murrizketen mota eta kopurua (estutzeko elementuak,

diafragmak)• Olioaren biskositatea (tenperatura, presioa)• Tutuen luzera eta emariaren norabide-aldaketak• Gainazalen ezaugarriak• Tutueria

Oro har, fluxuaren abiadura da barne-erresistentzian eragin handiena duen fak-torea. Izan ere, erresistentzia abiaduraren karratuaren arabera handiagotzen da.

B1.12

B 1.13


163

Presio-galera emari-abiaduraren arabera

B1.12


164

Jariatzen ari den likidoko geruzen arteko marruskadurak eta fluidoak tutuenparetetan duen itsaspenak osatzen dute erresistentzia, eta hau neurtu edo kal-kulatu egin daiteke. Emaitzak presio-galera adierazten du.

Tutuerietako fluxuarekikoerresistentzia

Erresistentzian fluxuaren abiaduraren karratuak eragiten duenez gero, baliobatzuk gainditzea ez da komeni.

v (m/s)

6

0,5 1 2 4 6

d(mm) K W

λ

∆ pbar/m

ρ = 850 kg/m3-ko fluido hidraulikoa(K) 15 °C-ra gutxi gora-beh. (ν = 100 mm2/s); (W) 60 °C-ra gutxi gora-beh. (ν = 20 mm2/s)

Re 1800

0,75

1,77

10

20

Re

λ

∆ pbar/m

Re

λ

∆ pbar/m

λ

K W WK

60

0,5

0,88

300

0,25

0,177

150

0,125

0,09

30

K W

2,5

0,44

K W

0,35

0,04

120

1,02

0,625

240 1200

0,0625

0,70

360

0,21

5,3

600

0,312

3,54

50

1,5

0,16

250

0,3

0,03

100

0,32

500

0,064

0,15

200 1000 400 2000 600 300

0,375

0,64

0,075

0,13

0,187

1,27

0,037

0,25

0,125

1,9

0,043

0,65

100

0,5

0,04

750

0,15

0,008

200

2,25

0,08

1000

0,016

0,05

400 2000 800 4000 1200 6000

0,187

0,16

0,043

0,03

0,093

0,32

0,04

0,136

0,042

0,47

0,036

0,275

0,375

30

Re

λ

∆ pbar/m

150

0,75

0,017

500

0,1

0,003 0,035

0,25

300 1500

0,075

0,007 0,07

0,125

600 3000

0,037

0,024 0,14

0,062

1200 6000

0,036

0,082 0,214

0,062

1800 9000

0,163

0,032

Fluxuarekiko erresistentzia 1 m luzeko tutuetan

B1.12

B 1.11


165

6 mm-ko diametro izendatua (NG6) duen tututik emaria jariatzen da v = 0,5m/s-ko abiaduraz.Biskositate zinematikoa ν = 100 mm2/s-koa da 15 oC-tan.Dentsitatea ρ = 850 kg/m3-koa da.1 m luzeko tutuan dagoen ∆p presio-galera kalkulatu.

Balio-taularako kalkulu-adibidea

75Tutuaren marruskadura-koefizientea λ = ____

Re

(Erresistentzia-koefizientea)

v m/s 0,5 1 2 4 6

d(mm) K W

λ 0,18740

50

Re

∆ pbar/m

Re

λ

∆ pbar/m

K W WK K W K W

200

0,375

0,01

1000

0,075

0,002

400

0,02

2000

0,004

0,037

800 4000 1600 2400 12000

0,093

0,04

0,04

0,017

0,047

0,08

8000

0,056

0,045

0,172

0,03

0,114

250

0,3

0,006

1250

0,06

0,001

500

0,013

2500

0,004

0,045 0,075

5000 2000 10000 3000 150001000

0,025

0,037

0,012

0,037

0,05

0,031

0,042

0,043

0,13

0,028

0,085

60

Re

∆ pbar/m

300 1500

0,05

0,0008 0,009

0,125

600 3000

0,043

0,003 0,017

0,062

1200 6000

0,01

0,036

0,05

0,045

2400 12000

0,03

0,034 0,1

0,04

3600 1800

0,027

0,007

0,15

0,004

0,25λ

0,033

Fluxuarekiko erresistentzia 2 m luzeko tutuetan (2)

l ρ∆p = λ ⋅ ___ ⋅ ___ ⋅ v2

d 2

B1.12


166

λ marruskadura-koefizientea kalkulatu ahal izateko, lehenbizi Reynolds-en zen-bakia (Re) kalkulatu behar da:

B1.12

v ⋅ dRe = ______ν

kg ⋅ m______ = 1 Ns2

kg ⋅ m______ = 1 N/m2

m2 ⋅ s2

1 bar = 10 N/cm2


ν = 100 mm2/s

= 1 ⋅ 10-4 m2/s

d = 6 mm

v = 0,5 m/s

0,5 ⋅ 0,006Re= ____________

1 ⋅ 10-4

Re= 30 (ikus taula)

75tutuko marruskadura-koefizientea λ = ___

Re

75λ = ___

30

λ = 2,5 (ikus taula)

l ρ∆p= λ ⋅ ____ ⋅ ____ ⋅ v2

d 2

1000 mm 850 kg∆p= 2,5 ⋅ ____________ ⋅ __________ ⋅ (0,5 m/s)2

6 mm 2 m3

kg ⋅ m∆p= 44270 ________

m2 ⋅ s2

∆p= 44270 N/m2

∆p= 0,4427 bar (ikus taula)


167

Ukondoek, T erako piezek, bidegurutzeek eta ukondo-errakoreek emaria nora-bidez aldatu eta presioa jaitsiarazi egiten dute. Erresistentzia batez ere ele-mentuen geometriari eta bolumen-emariaren neurriari zor zaizkio.

Norabide-aldaketagatikopresio-galera

Presio-galera hauek ξ koefiziente geometrikoaren bidez neurtu egin daitezke.Koefiziente hori saiakuntzen bidez norabide-aldaketan normalean erabiltzen di-ren elementuentzat kalkulatu da.

Koefiziente geometrikoa batez ere Reynolds-en zenbakiaren araberakoa da.Horregatik formulan Re zenbakiarekin zerikusia duen b faktorea sartzen da.Horrela, emari laminarreko tarteetarako balio duen formula ondoko hau da:

B1.12

ρ ⋅ v2

∆p = ζ ⋅ _____2

ρ ⋅ v2

∆p = ζ ⋅ b ⋅ ______2

Re

b

25

30

50

7,5

250 500 1000 1500 2300

15 3

100

1,5 1,25 1,15 1,0

b zuzenketa-faktorearen taula

ζ 0,5 1,3 0,5-1 2 1,2 5 . . . 15

Koefiziente geometrikoaren taula


168

10 mm-ko diametro izendatua duen ukondoan eragindako ∆p presio-galera kal-kulatu.

Adibidea


Olioaren dentsitatea ρ = 850 kg/m3

Biskositatea ν = 100 mm2/s a 15° C

Lehenbizi, Re kalkulatu:

v ⋅ dRe= _____

ν

5 m ⋅ 0,01 m ⋅ sRe= __________________

s ⋅ 0,0001 m2

Re= 500

Faktorea taularen arabera: b = 1,5

Koefiziente geometrikoa taularen arabera: ζ = 1,2

ρ ⋅ v2

∆p= ζ ⋅ b ⋅ ______

2

850 kg ⋅ 25 m2

∆p= 1,2 ⋅ 1,5 _________________

m3 ⋅ s2 ⋅ 2

∆p= 19125 N/m2

∆p= 0,19 bar

Balbuletako presio-galera fabrikatzaileek eskainitako ∆p-Q kurben bidez kalkuladaiteke.

Balbuletako presio-galera

B1.12

B 5.1


169

Sistema hidraulikoaren energia-kantitatea energia-zati desberdinez osatuta dago.Energiaren kontserbazio-legearen arabera, jariatzen ari den likidoaren energiaosoa beti konstante mantentzen da, lanaren bidez energia gehitu edo kontsu-mitu egiten ez bada. Guztizko energia, ondoko zati hauen batura da:

1.13 Energia eta potentzia

• Energia potentziala• Presio-energia estatikoak

• Energia zinetikoa• Energia termikoa dinamikoak

Energia potentziala, gorputz batek (edo likido batek) h altuerara igotakoan due-na da. Igotzeko prozesuan grabitazioaren kontrako lana egiten da. Energia po-tentzial hori dimentsio handiko zilindroak dituzten prentsetan erabiltzen da, zi-lindroaren ganbara azkar betetzeko eta ponparentzako hasierako presioa sorra-razteko. Ondoko adibidean metatutako energia kalkulatzen da.

Energia potentziala

m = Likidoaren masa (kg)

g = Grabitazioa (m/s2)

h = Likidoaren altuera (m)

B1.13

Depositoa goian duen prentsaren eskema

W = m ⋅ g ⋅ h


170

W = f ⋅ s eta F = m ⋅ g ekuazioetatik ondokoa ateratzen da:

W = m ⋅ g ⋅ h eta s = h

Unitatea: 1 kg ⋅ m/s2 ⋅ m = 1 Nm = 1 joule (J) = 1 watt/s (W/s)


m = 100 kg

g = 9,81 m/s2 ℜ 10 m/s2

h = 2m = 200 cm

W = m ⋅ g ⋅ h

= 100 kg ⋅ 10 m/s2 ⋅ 2 m

kg ⋅ m ⋅ m= 2000 ___________

s2

W = 2000 J

Presioa duen fluidoari bolumena txikiagotu egiten zaio bertan disolbatuta dituengasak direla eta. Konpresioa hasierako bolumenaren % 1 - %3 izaten da. Be-raz, ∆V edo bolumen-murrizketa txiki samarra izaten da eta presio-energia eretxikia da. Presioa 100 bar-ekoa bada, ∆V gutxi gora-behera hasierako bolume-naren % 1 izaten da. Ondoren, balio hauetan oinarritutako kalkulua erakustenda.

Presio-energia

B1.13

P

Presio-energia


171

p = Fluidoaren presioa [Pa]

∆V = Fluidoaren bolumena [m3]

W = F ⋅ s eta F = p ⋅ A ekuazioetatik ondokoa ateratzen da:

W = p ⋅ A ⋅ s

A ⋅ s-ren ordez ∆V ipinita:

W = p ⋅ ∆V

Unitatea: 1 N/m2 ⋅ m3 = 1 Nm = 1 joule (J)


p = 100 ⋅ 105 Pa

∆V = 1% de V

∆V = 0,001 m3

W = p ⋅ ∆V

= 1% ⋅ 105 Pa ⋅ 0,001 m3

N ⋅ m3

= 0,1 ⋅ 105 _______

m2

W = 10 000 J

Presio-energia, fluidoak konpresioari aurka eskaintzen dion presioarenondorio da.

W = p ⋅ ∆V

B1.13


172

Materia guztiak konprimi daitezke, eta ondorioz, hasierako p0 presioa ∆p han-diagotzen bada hasierako V0 bolumena ∆V txikiagotzen da. Olioan gasak di-solbatuta daudenean konpresioa handiagotu egiten da (% 9raino) eta tenpera-tura igotzen denean ere bai.

Doitasun handiko makinak egiten direnean, olioaren konpresioa ez da alde ba-tera utzi behar. Dagokion magnitudea K konpresio-modulua da eta askotanolioaren elastikotasun-modulu (Eolioa) ere esaten zaio. Ohizko presioetan mo-dulu hori ondoko formularen bidez gutxi gora-behera kalkula daiteke:

V0 = Hasierako bolumena, ∆V = Bolumen-murrizketa. Airerik gabeko olioa-rekin eta 50 oC tenperaturan, K balioa gutxi gora behera 1,56⋅105 N/cm2-koada. Hala ere kasu gehienetan, olioak airea izaten du eta horregatik praktikan K

1,0-tik 1,2⋅106 N/cm2-raino balioa-rekin kalkulatzen da.

100 mm-ko diametroa eta 400 mm-koluzera (l0) duen zilindroko olioaren bo-lumenean 200 bar-eko aurkako pre-sioak eragiten du. Zenbat milimetro at-zeratuko da zilindroa?

Adibidea

Zilindroko azaleren arteko erlazioa 2:1 da eta K-ren balioa 1,2 ⋅ 105 N/cm2

(materialaren elastikotasuna eta zilindroaren atorraren hedapena ez kontuan har).

[ N/m2 edo N/cm2]∆p

K ≈ V0 ⋅ _____∆V

200 bar

2 : 1

B1.13


173

Ebazpidea:Azaleren arteko 2:1 erlazioa dela eta, olioak 100 bar-eko presioa du.

∆pK = V0 ⋅ ____ izanik,

∆V

ondokoa lortzen da:

∆p ∆V = I0 ⋅ A∆V = V0 ⋅ ____

K V0 = ∆I ⋅ A

∆pA ⋅ ∆I = A ⋅ I0 ⋅ ____

K

∆p∆I = I0 ⋅ _____

K

1000 N/cm2∆I = 400 mm ⋅ ___________________

1,2 ⋅ 105 N/cm2

∆I = 3,33 mm

Horrek zilindroa 3,33 mm atzeratzen dela esan nahi du. Adibide honetantenperatura-aldaketagatiko bolumenaren handiagotzea ez da kontuan hartu,presio-aldaketak azkarrak direlako egoera-aldaketa adiabatikoa (bero-trukerikgabea) dela kontsidera daitekeelako.

Adibide honekin askotan konpresio-faktorea alde batera utz daitekeela ikusi da(prentsetan, adibidez). Hala ere, tutuak eta zilindroak ahalik eta motzenak iza-tea komeni da.

Horregatik ez dira makina-erremintetan zilindro luzeak erabiltzen. Nahiago iza-ten dira boladun errodamenduzko ardatzak edo antzeko sistemak motor hi-draulikoz eraginda.

B1.13


174

Energia zinetikoa, gorputzak (edo likidoak) abiadura jakin batez higitzen ari de-nean duena da. Energia handiagotu egiten da azelerazio-lanaz F indarrak gor-putzari (edo likidoaren partikulei) eragiten dienean.

Energia zinetikoa

W = F ⋅ s

= m ⋅ a ⋅ s

1= m ⋅ a ⋅ ___ a ⋅ t2

2

1= ___ m ⋅ a2 ⋅ t2

2

1W = ___ m ⋅ v2

2

Unitatea: 1 kg ⋅ (m ⋅ s)2 = 1 kg ⋅ m2/s2 = 1 Nm = 1 Joule (J)

Energia zinetikoa fluxu-abiaduraren eta masaren araberakoa da.

F

V1 V2

V1 < V2

P

Energia zinetikoa

1W = ___ m ⋅ v2

2

v Abiadura [m/s]

a Azelerazioa [m/s2]

F = m ⋅ a

1s = __ a ⋅ t2

2

v = a ⋅ t

B1.13


175


m = 100 kg

v1 = 4 m/s

1W = ___ m ⋅ v2

2

1= ___ ⋅ 100 kg ⋅ (4m/s)2

2

kg ⋅ m2

= 800 __________

s2

W = 800 J

v2 = 100 m/s

1W = ___ m ⋅ v2

2

1= ___ ⋅ 100 kg ⋅ (100 m/s)2

2

kg ⋅ m2

= 500 000 ________

s2

W = 500 000 J

Fluxuaren abiadurako edozein aldaketak (bolumen-emaria konstante manten-duz), automatikoki energia zinetikoan aldaketa eragiten du. Energia zinetikoa-ren guztizkoarekiko portzentaia handiagotu egiten da likidoa abiadura handia-goaz jariatzen bada eta txikiagotu likidoaren abiadura txikiagoa bada.

Irudian ikus daitekeenez, likidoa abiadura desberdinez jariatzen da bidean dia-metro desberdinak dituelako eta bolumen-emaria (hau da, fluxu-abiadurareneta diametroaren arteko biderkadura) konstantea delako.

B1.13


176

Energia termikoa, gorputz (edo likido) batek tenperatura jakin bat izan dezaneman behar zaion energia da.

Energia termikoa

Sistema hidraulikoetan, marruskadura medio energia-zati bat energia termikobihurtzen da. Horrela fluidoa eta sistemako elementuak berotu egiten dira. Be-roaren zati bat kanpora transmititzen da, sistemako energia (presio-energiabarne) txikiagotu egiten delarik.Energia termikoa presioaren eta bolumenaren murrizketaren bidez kalkula dai-teke.

m3

Unitatea: 1 Pa ⋅ m3 = 1 N ____ = 1 Nm = 1 Joule (J)m2


∆P= 5 ⋅ 105 Pa

V = 0,1 m3

W = p ⋅ V

= 5 ⋅ 105 Pa ⋅ 0,1 m3

N= 0,5 ⋅ 105 ____ m3

m2

W = 50 000 J

B 4.6

p1 p2

∆p = p1 - p2

T1 < T2

T1T2

Energia termikoa

∆p = marruskaduragatiko presio galera [Pa]W = ∆p ⋅ V

B1.13


177

Oro har, potentzia denbora-unitateko egindako lan edo izandako energia-alda-keta dela esanda definitzen da. Sistema hidraulikoetan, bereizi egiten dira po-tentzia mekanikoa eta potentzia hidraulikoa. Potentzia mekanikoa, potentzia hi-drauliko bihurtzen da, eta hau, garraiatu eta kontrolatu ondoren, berriz ere po-tentzia mekaniko bihurtzen da.

Potentzia

Presioaren formulan oinarrituz, presioa eta bolumen-emaria kalkulatzeko ekua-zioak atera daitezke.

Potentzia hidraulikoa zenbatekoa den presioak eta bolumen-emariakerabakitzen dute.

P = Potentzia [ W] = [Nm/S]

p = Presioa [Pa]

Q = Bolumen-emaria [m3/s]

P = p ⋅ Q

B1.13

Karga Potentziamekanikoa

Potentziahidraulikoa

Potentziamekanikoa

Potentziaelektrikoa

M = Indarrarenmomentua (Nm)

wattetan

Potentzia


178


Presioaren formulan oinarrituz, presioa eta bolumen-emaria kalkulatzeko behardiren ekuazioak atera daitezke.


Pp = ___

Q

B1.13

p = 60 ⋅ 105 Pa

Q = 4,2 l/min = 4,2 ⋅ 10-3 m3/min

4,2= ______ ⋅ 10-3 m3/s = 0,07 ⋅ 10-3 m3/s

60

P = p ⋅ Q

= 60 ⋅ 105 Pa ⋅ 0,07 ⋅ 10-3m3/s

N m3

= 4,2 ⋅ 102 ______

m2 s

P = 420 W

P = 315 W

4,2Q = 4,2 l/min = ____ dm3/s = 0,07 ⋅ 10-3 m3/s

60

315 Nm ⋅ sp = ____________ ____________

0,07 ⋅ 10-3 s ⋅ m3

= 4500 ⋅ 103 N/m2

p = 45 ⋅ 105 Pa (45 bar)


179


Sistemara sartzen den potentzia eta ateratzen dena ez dira berdinak, potentzia--galera dagoelako. Sartutako potentziaren eta irtendakoaren arteko erlazioari (η)errendimendua esaten zaio.

Errendimendua

Lan praktikoetan, ihesengatiko bolumen-potentziaren galera eta marruskadura-gatiko potentzia hidraulikoa eta mekanikoaren galera bereizi egiten dira.

Ondorioz, errendimenduaren ondoko sailkapena egiten da:

Bolumen-errendimendua (ηv)Ponpa, motor eta balbuletan barne- eta kanpo-ihesengatik sortutako galerak.

Errendimendu hidrauliko eta mekanikoa (ηhm)Ponpa, motor eta zilindrotako ihesengatik sortutako galerak.

PQ = ___

p

Irteerako potentziaErrendimendua = _________________

Sarrerako potentzia

B1.13

P = 150 W

p = 45 ⋅ 105 Pa

150 WQ = _____________

45 ⋅ 105 Pa

Nm ⋅ m2

= 3,3 ⋅ 10-5 ____________

s ⋅ N

= 3,3 ⋅ 10-5 m3/s

Q = 0,033 ⋅ 10-3 m3/s = 0,033 dm3/s


180

Ponpa, motor eta zilindroetan potentzia transformatzen den bitartean sortzendiren guztizko galerak, guztizko errendimenduaren (ηguzt) bidez adieraztenda eta ondoko formulaz kalkula daiteke:

Ondoren erakusten den adibidean, sistema hidraulikoan sarrerako potentzia etairteerako potentzia kalkulatzeko errendimendua nola kontuan hartu azaltzenda. Adibidean emandako balioak enpirikoak dira eta dagokion fabrikatzaileakemandako balioez ordezkatu beharko dira.

ηgutz = ηv ⋅ ηhm

B1.13

A B

P

TP

TM

Motorraren irteera-potentzia(≈330 W, PE = 467 W denean)

Zilindroko irteera-potentzia(≈350 W, PE = 467 W denean)

MA

nA

PE = 2πnE x ME

PA = F x v

P = p x Q

PA = 2πnA x MA

(Motorretik ponparakosarrera-potentzia)

Potentzia hidraulikoa

F

v

% 25 / % 30% 70 / % 75

Potentzia hidraulikoaren galera

% 5 zilindroan edo% 10 motorrean

% 10 balbuletantutuetan

% 10 ponpan

% 5 motor elek.

Sarrera-potentzia PE

Potentzia elektrikoa

Irteera--potentziaPA

Sarrerako eta irteerako potentzien kalkulua


181

Urradurazko higadura, materialetako gainazaletatik oso partikula txikiakkentzea da. Elementu hidraulikoetan (ponpa eta balbuletan) urradurazko higa-dura aginte-elementuen profil zorrotzetan izaten da. Materiala suntsitze horileku jakin batzuetan presio handiak direnean eta bat-batean tenperatura askoigotzen denean gertatzen da.

1.14 Urradurazko higadurak

Zergatik izaten dira presioaren eta tenperaturaren igoera horiek?Tutuaren estugune batean olioaren emari-abiadura igotzen bada, energia zine-tikoa behar da. Energia zinetiko horrek, presio-energia txikiagotu egingo delaesan nahi du. Horrela estugunean presio-jaitsiera edo depresioa sor daitezke.Depresioa -0,3 bar denean, oliotik ihes egindako aire-burbuilak eratzen dira.Ondoren abiadura jaitsita presioak gora egiten badu, olioak aire-burbuilen lekuabat-batean hartzen du.

B1.14

Presioa (bar)

Depresio erlatiboa

Presio-murriztapena

Presio-erorketa

Estuguneko presio-jaitsiera


182

Estugunearen ondoren presioak berriz ere gora egiten du, burbuilak hautsi egi-ten dira eta ondoko arrazoiengatik urradurazko higadura gertatzen da:

• Presio-igoerengatikDiametroa handiagotzen deneko lekuan pareteko partikula txikiak askatuegiten dira, materialean nekea sortuz (eta agian materiala bera suntsituz).Urradurazko higadura hauetan zarata handiak izaten dira.

• Aire eta oliozko nahastea berez erretzeagatikBurbuilak hausten direnean, olioa berehala sartzen da barrura. Prozesuhorretako presio handia eta aire-konpresioa medio, tenperatura handiaksortzen dira. Ondorioz, burbuiletan airearen eta olioaren arteko nahasteakberez su har dezake, gasolio-motorreetan bezalaxe (diesel efektua deitzenzaio).

Sistema hidraulikoan airea egoteko arrazoi bat baino gehiago dago:Fluidoek beti dute beren baitan aire-kantitateren bat. Egoera atmosferiko nor-malean, olio hidraulikoek airea gutxi gora-behera % 9 bolum. dute disolbaturik.Hala ere portzentaia hau desberdina izaten da presioaren, tenperaturaren etaolio-motaren arabera. Baliteke airea sistema hidraulikora kanpotik sartzea ere(estuguneak estankoak ez badira batez ere).

B1.14

Urradurazko higadura


183

Era berean, baliteke ponpak xurgatutako olio hidraulikoak aire-burbuilak izatea,depositorako deskarga-tutuak behar bezala kokatuta ez daudelako, olio hidrau-likoak depositoan behar adinako egonaldirik izan ez duelako edo olioak aireaegozteko behar adinako gaitasunik ez duelako.

Kapitulu honetan tratatutako gaiak (emari-motak, marruskadura, beroa eta pre-sio-galera, energia, potentzia eta urradurazko higadura) estugunea aztertuz la-bur eman daitezke.

1.15 Estuguneak

Estuguneetan, Reynolds-en zenbakiak 2300 baino askoz ere balio handiagoadu diametroa txikiagotu eta emariaren abiadura handiagotu egiten delako (bolu-men-emaria konstantea baita). Horrela laster heltzen da abiadura kritikora, etahortik aurrera emari laminarra zurrunbilotsu bihurtzen da.

B1.14/15

B 4.4

B 1.11

F1

A1 A2

F2

v1 < v2 > v3

Estugunea


184

Energia-legearen arabera, sistemako guztizko energia beti konstantea da. Be-raz, emariaren abiadura handiagotzen delako energia zinetikoak gora egitenbadu, beste energia-motaren batek derrigorrez behera egin behar du. Presio--energia energia zinetiko eta bero-energia bihurtzen da. Emari-abiadura bizkortuegiten delako, marruskadura handiagoa da eta horregatik fluidoaren tenperatu-ra zein energia termikoa igo egiten dira. Beroaren zati bat kanpora transmi-titzen da. Estugunearen amaieran, bolumen-emariak estugunea baino lehena-goko fluxu-abiadura lortzen du. Hala ere, presio-energia jaitsi egin da eta gale-raren balioa energia termikoa da. Horren ondorioz, estugunearen ondoren pre-sioa txikiagoa da.

Estuguneetako energia-murriztapenak potentzia-galera dagoela esan nahi du. Po-tentzia-galera horiek presio-murriztapenak eta tenperatura-igoerak neurtuta kal-kula daitezke. Presio-galeran parte hartzen duten faktoreak ondoko hauek dira:

• Biskositatea• Emariaren abiadura• Estugunearen forma eta luzera• Emari-mota (laminarra edo zurrunbilotsua)

Hagen-Poiseuill-en formularen arabera

eta konstanteak alde batera utzita, ondoko baliokidetza sinplifikatua lortzen da:

B1.15

2 ⋅ ∆pQ = α ⋅ Ad ⋅ ______

ρ

α = Fluxu-koefizientea

Ad= Estugunearen diametroa m-tan

∆p = Presio-murriztapena Pa-etan

ρ = Olioaren dentsitatea kg/m3-tan

Q ≈ √∆p

Estugunean zeharko fluxua presio-diferentziaren araberakoa da.


185

Estuguneetan presioaren balioak depresioa izateraino jaisten badira, olioak ai-rea jariatzen du eta burbuilak sortzen dira. Burbuilek olio eta airezko gasakizaten dituzte (urradurazko higadura fenomenoa).

Estugunearen ondoren diametroa handiagotzen denean presioak gora egitenbadu, burbuilak hautsi egiten dira. Horrela urradurazko higadura sortzen da,hau da, estugunea zabaltzen den gunean materiala suntsitu egiten da, etaagian olio hidraulikoa berez erre ere egiten da.

Pabs bar-etan

Depresio erlatiboa

Presio-erorketa

Presio-murriztapena

Estuguneko presio-murriztapena

B1.15


186

2. kapitulua

Presiodun fluidoak

B2

Presiodun fluidoak Festo Didactic

187

Berez edozein likido da presio-energia transmititzeko egokia. Hala ere, sistemahidraulikoan erabiltzen den olioak baldintza jakin batzuk bete behar dituelakoaukera handirik ez da izaten.

Urak normalean korrosio, irakidura, izozte eta biskositatearen aldetik arazoakizaten ditu.

Olio mineralekin prestatutako likidoek ere (olio hidrauliko ere deitzen zaie) iaeskakizun guztiei erantzuten diete (makina-erremintetan normalean izatendirenei, adibidez). Ondorioz, olio hauek dira sistema hidraulikoetan erabilienak.

Sute-arriskua dagoen lekuetan erabiltzeko sistema hidraulikoetan, adibidez,

• Meagintzan• Presiozko galdaketazko makinetan• Forjarako prentsetan• Zentral elektrikoetako turbinak erregulatzeko sistemetan• Burdingintzako zentruetan eta ijezketa-trenetan

Beharrezkoa da nekez su hartzen duten likidoak erabiltzea. Aplikaziohauetan olio mineralezko fluidoak pitzagune edo haustuneren batetik ihesegiten badu eta oso pieza metaliko beroak ukitzen baditu su hartzeko arriskuaegoten da.

Sistema hidraulikoetan erabilitako fluidoek oso eginkizun desberdinak dituzte:2.1 Presiodun fluidoenzereginak

• Presioa transmititzea• Ekipamenduen alderdi higikorrak labaintzea• Hoztea, hau da, energia-transformazioan (presio-galeran) sortutako beroa

kanporatzea• Presio-puntek sortutako dardarak moteltzea• Korrosioaren aurka babestea• Urradurazko partikulak deuseztea• Seinaleak transmititzea

B2.1


188

Bi likido-taldeak (olio hidraulikoak eta nekez su hartzen dutenak) ezaugarridesberdinetako motetan sailkatzen dira. Ezaugarri horiek zeintzuk direnoinarrizko likidoak eta gehigarri-kopuru txiki batzuek erabakitzen dituzte.

2.2 Presiodun fluido-motak

Olio hidraulikoakDIN 51524 eta 51525en arabera, ezaugarrien eta konposizioaren arabera oliohidraulikoak hiru taldetan sailkatzen dira:

• HL olio hidraulikoa• HLP olio hidraulikoa• HV olio hidraulikoa

Sigla horietan H letrak olio hidraulikoa dela esan nahi du, eta gainerako letrekgehigarriak adierazten dituzte. Letrei biskositate-koefizientea gehitzen zaieDIN 515117ren arabera (biskositatearen sailkapena ISOren arabera).

Izendapena Ezaugarri bereziak Aplikazio-eremuak

HL

Korrosioaren aurkako babesa etazaharkitzearen kontrakoerresistentzia handiagotzea

Esfortzu termiko handiak sortzendireneko edo ura sartuta korrosioaegon daitekeeneko ekipamenduak

HLP

Higadura-erresistentzia handiagoa HL olioen eremuak eta gaineraberen egitura edo eragiketengatikmarruskadura handiagoakdaudenetan

HV

Tenperaturak biskositatearigutxiago eragitea

HLP olioen eremuak;tenperatura-aldaketa handiak edogiro-tenperatura baxuetan lanegiteko ekipamenduak

Sistema hidraulikoetarako olio hidraulikoak

H: Olio hidraulikoa

L: Korrosioaren aurkako edota zaharkitzearen aurkakoerresistentzia hobea lortzeko gehigarriekin

P: Erresistentzia jaisteko edota handiagotzeko gehigarriekin

68: Biskositate-koefizientea DIN 51517ren arabera

HLP 68

HLP 68 olio hidraulikoa

B2.2


189

Likido sintetiko hauek urtsu eta anhidrikotan sailkatzen dira. Likidoen egiturakimikoak gasek su hartzea eragozten du.

Nekez su hartzen dutenlikidoak

Ondoren erakusten den taulan sistema hidraulikoetan erabiltzen diren eta sunekez hartzen duten likido batzuk erakusten dira (HF likidoak). Likido hauek24317 eta 24320 VDMA orrietan deskribatzen dira.

Olio hidraulikoek orain arte adierazitako baldintzak bete ditzaten, aplikazioarenarabera ezaugarri jakin batzuk izan behar dituzte. Ondorioz, substantziarenezaugarriak hauek dira:

2.3 Ezaugarriak etabaldintzak

• Dentsitatea ahalik eta txikiena• Konprimigarritasun txikia• Biskositate txikiegia ez izatea (mintz labaingarriak)• Biskositate-ezaugarri onak tenperaturaren arabera• Biskositate-ezaugarri onak presioaren arabera• Zaharkitzearen kontrako erresistentzia ona• Beste material batzuekin bateragarri izatea

Izendap.siglak)

VDMA orri-zk. Konposizioa Ur-edukia%tan

HFA 24 320 Olio eta urezko emultsioak 80 ... 98

HFB 24 317 Olio eta urezko emultsioa 40

HFC 24 317 Ur-disoluzioak, adibidez, glikolurtsua

35...55

24 317HFD Likido anhidrikoak, adibidez,fosfato esterra

0...0,1

Nekez su hartzen duten likidoak

B2.3


190

Gainera olio hidraulikoek ondoko baldintzak bete behar dituzte:

• Airea egotzi• Aparrik ez sortu• Hotzarekiko erresistentzia izan• Higadura eta korrosioaren aurkako erresistentzia izan• Ura bereizteko gaitasuna izan

Biskositatea olio hidraulikoak bereizteko irizpide garrantzitsua da.

Biskositate hitzak “fluxu-gaitasuna” esan nahi du. Biskositate-mailak fluidoarenbarne-marruskadurak adierazten ditu, hau da, aurrera egin dezan fluidoarenondoz ondoko bi geruzen artean gainditu behar den erresistentzia. Ondorioz,biskositateak likidoa jariatzeko dagoen erraztasuna adierazten du.

2.4 Biskositatea

Unitate Sistema Internazionalaren arabera, intentsitateaz “biskositate zinemati--koa” adierazten da (unitatea: mm2/s).

Biskositatea araututako metodoaz neurtzen da.

Adibidez:DIN 51562: Ubbelohde-ren biskosimetroa

DIN 51561: Vogel-Ossag-en biskosimetroa

Biskositate zinematikoa neurtzeko biskosimetro esferikoa ere erabil daiteke.Aparatu honekin biskositatea nahikoa zehatz neur daiteke eskala handisamarrean. Horren bidez grabitazioz fluido baten erresistentziaren kontragorputz bat jaisten deneko abiadura neurtzen da. Biskositatearen baliozinematikoa lortzeko, biskosimetro esferikoan ateratako balioa fluidoarendentsitateaz zatitu behar da.

B2.4


191

Olio hidraulikoetan parametro garrantzitsu bat biskositatea da. ISO arauak etaDIN 51524 arauak ondokoa ezartzen dute: biskositatearen sailkapenak 40 oC--ko tenperaturan dauden olioen biskositate maximoa eta minimoa adieraztendute.

Tenperatura erregulatzekogorputza

Likidoa

Erorketa-altuera

Esfera

Tutua

Biskosimetro esferikoa

110,090,0

74,861,2

50,641,4

35,228,8

24,219,8

11,09,0

ISO VG 100

ISO VG 68

ISO VG 46

ISO VG 32

ISO VG 22

ISO VG 10

max.min.

Biskositate zinematikoa (mm2/s) 40°C-tanBiskositate-motakISOren arabera

Biskositate-motak (DIN 51502)

B2.4


192

Horrek HL, HLP eta HV olio hidrauliko bakoitzarentzat sei biskositate-motadaudela esan nahi du. Ondoko taulan biskositate-mota desberdinak eta berenaplikazio-eremuak erakusten dira. Biskositate-mota giro-tenperaturara egokitubeharko da.

Motor edo abiadura-kaxetako sistema hidraulikoetan kalitate handiko olioakere erabiltzen dira, olioak biltzen direnean dauden baldintzak direla eta.Horregatik hemen SAEren araberako olio-sailkapena ere ipini da. Hala ere,sailkapen honek askoz perdoi-tarte handiagoak onartzen ditu, eta hori errazegiazta daiteke bi sailkapenak konparatuta.

30

20,20 W

10 W

5 W

100

68

46

32

22

(15)

10

SAE-motak ISO-VG Aplikazio-eremuak

Barruti itxietan tenperatura altuetan daudenekipamendu egonkorrak

Tenperatura normalekin

Afrontuko aplikazioak

Zona hotzetakoak

Biskositatearen sailkapena SAEren arabera

B2.4


193

Biskositatearen mugak praktikan garrantzitsuak dira.

Biskositate txikiegia (jariotasun handiegia) denean ihesak ugariago izatendira. Mintz labaingarria meheagoa izaten da eta erraz hauts daiteke. Kasuhorretan higadurarekiko babesa txikiagoa da.Hala ere, hobe da biskositate txikiko olioa erabiltzea, marruskadura txikiagoaizanik presio eta potentzia gutxiago galtzen delako. Biskositatea handiagotzendenean fluidoaren barne-marruskadura ere handiagotu egiten da, eta ondorioz,beroagatiko presio- eta potentzia-galera handiagoa da.

Biskositatea handiegia (trinkoegia) denean marruskadura handiagoa izatenda, eta ondorioz presio-galerak eta tenperatura-igoerak izaten dira(estuguneetan batez ere). Horregatik hotzetan martxan jartzea eta urabereiztea zailagoa da, eta ondorioz urradurazko higadura izateko joerahandiagoa da.

Beheko muga

Biskositate-tarte ideala

Goiko muga

mm2

15 ... 100____

s

mm2

10____

s

Biskositate zinematikoa

mm2

750____

s

Biskositatearen mugak

B2.4


194

Aplikazioetan fluidoen ezaugarriak tenperaturaren arabera kontuan hartubeharko dira. Izan ere, presiodun fluidoaren biskositatea tenperaturarenarabera aldatu egiten da. Bataren eta bestearen arteko erlazioak Ubbelohde--ren biskositatea/tenperatura diagraman grafikoki ikus daitezke. Dagozkienbalioak diagrama logaritmiko bikoitzean ipintzen badira, zuzena lortzen da.

Biskositatearen eta tenperaturaren arteko erlazioaren ezaugarriak (VI)biskositate-indizearen bidez ematen dira.Indize hori DIN ISO 2909ren bidez kalkulatzen da. Olio hidraulikoarenbiskositate-indizea zenbat eta handiagoa izan, hainbat eta gutxiago aldatzen dabere biskositatea, edo, bestela esan, hainbat eta handiagoa da olioa erabildaitekeeneko tenperatura-tartea. Biskositate-indize handia malda txikiko zuzengisa agertzen da biskositatea/tenperatura diagraman.

0 20 40 60 80 100

10000

5000

1000

500

100

50

20

10

0

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

tenperatura (°C)

v (mm2 /s)

gainpresioa (bar)

Biskositatea/tenperatura diagrama Ubbelohde-ren arabera

B2.4


195

Biskositate-indize handiko olio mineralei olio graduanitz (multigrado) eredeitzen zaie. Oso tenperatura desberdinetan lan egiten deneko kasuetanerabiltzen dira olio hauek; ekipamendu hidrauliko higikorretan, adibidez.Biskositate-indize txikiko olioak udako eta neguko olio gisa sailkatzen dira.

Udako olioak : biskositate handiagoa dute beroarekin gehiegi mehetu eta mintzlabaingarria hautsi ez dadin.

Neguko olioak : biskositate txikiagoa dute, hotzarekin trinkoegi bihurtu etahotzetan martxan jartzea zaila izan ez dadin.

Olio hidraulikoetan biskositatearen eta presioaren arteko erlazioa eregarrantzitsua da. Izan ere, presioa igotzean biskositatea ere igo egiten da.Puntu hau oso kontuan izan behar da ∆p = 200 bar baliotik aurrera. Normalean0 bar-eko presioarekin konparatuz biskositatea bikoiztu egingo da presioa 350edo 400 bar-eraino igotzen bada.

Presioa (bar)

Bis

kosi

tate

zine

mat

ikoa

(mm

2 /s)

Biskositatea/presioa diagrama

B2.4


196

Kapitulu honetan ikusitako presiopeko fluidoen ezaugarriak laburbilduz, nekezsu hartzen duten likidoek eta olio mineralez egindako olio hidraulikoekondoko abantailak eta desabantailak dituztela ikusten da:

Nekez su hartzen duten olioen abantailak eta desabantailak

Abantailak Desabantailak

Dentsitate handiagoa Ponpak xurgapen-esfortzu handiagoaegin behar

Konprimigarritasuntxikiagoa

Presio-punta handiagoak izateko aukeraFluidoarenelastikotasuna txikiagoa

Airea gaizki egoztendute

Ontzi handiagoak erabiltzeagatikbiltegiratzeko denbora handiagoa

Lan-tenperaturamugatuak

50 °C baino tenperatura handiagoan lanegiterik eza, hortik gora ur gehiegilurrintzen delako

Biskositate etatenperaturaren artekoerlazio egokia

HFC likidoetanbiskositatea gutxiagoaldatzen da tenperaturaaldatzen bada

HFD likidoetan tenperaturak aldatzenbadira biskositatea aldatu egiten da

Disoluzio-efektua HDF likidoek perbunanezko junturanormalak, metagailuak eta tutu malguakdisolbatu egiten dituzte

Prezioa HFD likidoenezaugarriak oliohidraulikoek dituztenakdira, beti ere dagozkienberoketa- etahozketa-sistemakbadituzte

HDF likidoak olio hidraulikoak bainogarestiagoak dira

B2.4


197

B Presiodun fluidoak Festo Didactic

198

3. kapitulua

Sistema hidraulikoarenerrepresentazioak

B3

Sistema hidraulikoaren errepresentazioak Festo Didactic

199

Higiduren sekuentziak eta laneko zein kontroleko elementuen kommutazio--egoerak argi azaldu ahal izateko, era egokian aurkeztu behar dira.

Errepresentazio-era nagusiak hauek dira:

• Kokapen-planoa• Eskema hidraulikoa• Urrats-diagrama• Espazioa/denbora diagrama• Funtzio-diagrama• Funtzio-planoa

Kokapen-planoa produkzio-sistema, makina eta abarren zirriborro eskematikoada. Kokapen-planoa erraz ulertu behar da, funtsezkoena adierazi behar du etaespazioan elementuek duten banaketa besterik ez du erakutsi behar.Irudiak Z1 zilindroa nola dagoen eta bere eginkizuna erakusten duen kokapen--planoa adierazten du.Z1 zilindroaren eginkizuna labearen kanpaia altxatzea da.

3.1 Kokapen-planoa

Z1

Kokapen-planoa

B3.1


200

Eskema hidraulikoak, sistema hidraulikoaren egitura funtzionala adierazten du. 3.2 Eskema hidraulikoa

Tenplaketa-labearen eskema hidraulikoak beheko aldean energia-horniketarakosistema du, bertan iragazkia (0.1), presioa mugatzeko balbula (0.2), ponpa(0.3) eta motor elektrikoa (0.4) dituelarik.Eskemaren erdialdean gizakiaren eta makinaren arteko kontaktugunea dago,hau da, seinaleak sartzeko eskuzko palanka. Erdialdean bertan energia--kontrola ere badaukagu, noranzko bakarreko balbula (1.2), 3/2 bid eko balbula(1.1) eta presioa mugatzeko balbula (1.3) daudelarik.Energia-kontrolerako zatiak eta lan-zatiak errendimendu-zatia osatzen dute.Sistema hidrauliko honetan lan-elementua efektu bakuneko Z1 zilindroa da.

Lan-elementua

Energia--kontrola

Energia-horniketa

Seinale-sarrera

NG6

Z1

Osagaien izendapena A 4.3

B3.2


201

Eskema hidraulikoetanelementuen datu tekni-koak DIN 24347ren ara-bera adierazten dira.

3.3 Ekipamenduen datuteknikoak

Gainera, eskema hidrauli-koetako informazioaosatzeko taulak erantsidaitezke:

Z1

(2,8 cm3/u)

NG6

Ekipamenduak Parametroak Balioak (adibideak)

Depositoa

Motor elektrikoak

Eragintza konstantekoponpak eta ponpaerregulagarriak

Presio-balbulak

Noranzko bakarrekobalbulaZilindroa

Iragazkia

Tutu malguak

Motor hidraulikoa

Zenbait bidetakobalbula

Bolumena litrotan emana, olioarenmaila gorena adieraziz

Sistema hidraulikoaren fluido-mota

Potentzia izendatua kW-etanBiraketa-abiadura min-1-etan

Garraio-bolumen geometrikoacm3-tanPresioaren doiketa bar-etan edosisteman onartzen denpresio-marjinaren arabera

Erantzun-presioa

Zilindroarenbarne-diametroa/zurtoinarendiametroa, ibiltartea mm-tanZilindro bakoitzean bere zereginaadierazi behar da (adibidez, finkatu,jaso, torneatu, planoa, etab.)Emari izendatua l/min-tanβ .... ∆p ... bar izanikDiametro izendatua (barnekoa)mm-tanXurgapen-ahalmena cm3-tanBiraketa-abiadura min-1 -etan

Tamaina izendatua

max. 50 l

ISO VG 22 Al edo HLP mota

1,1 kW1420 min-1

Engranajezko ponpa2,8 cm3 / biraLan-presioa 50 bar

1 bar

32/22 - 200Z1 Jasotzeko

6 mm

v = 12,9 cm3

n = 1162,8 min-1

ondokoak izanikQ = 15 dm3 / minM = 1 NmNG 6

B3.3


202

Makinen eta produkzio-sistemetako funtzio-zikloak diagramen bidez adierazdaitezke. Funtzio-diagramak egiten dira eta horietan garbi erakusten diramakina edo ekipamendu bateko elementu bakoitzaren egoerak eta egoera--aldaketak.Ondoko adibideak zenbait bidetako balbula elektrikoak dituen jasotzeko siste-maren diagrama erakusten du.

3.4 Funtzio-diagrama

Denbora

Urratsa

Elementuak

Izendapena Ident. Egoera

Ponpa martxan


Zilindroa


Zilindroa

desko-nektatua

Funtzio-diagrama

B3.4


203

Sekuentzien planoa da, bertan kontrol-funtzioen ordena zorrotz xehetuta da-goelarik. Urrats bakoitza aurrekoa amaitutakoan eta hurrengo kommutazio--egoerako baldintza guztiak betetzen direnean baino ez da ematen.

3.5 Funtzio-planoa

TP 502 eskuliburuan zehatz-mehatz ematen dira funtzio-diagramak, urrats--diagramak, espazio/denbora diagramak eta funtzio-planoak.

MARTXANJARTZEA Blokea ipinita

b0 (hasierako posizioa)

Zilindro jasotzailea A+en

Desplazamendu-zilindroa B+en

Zilindro jasotzailearen itzulera A-

Desplazamendu-zilindroarenitzulera B-

Jaso

Desplazatu

Jaitsi

Itzulera

Funtzio-planoa

B3.5


204

4. kapitulua

Energia hornitzekoekipamenduaren osagaiak

B4

Energia hornitzeko ekipamenduaren osagaiak Festo Didactic

205

Energia hornitzeko unitateak sistema hidraulikoak behar duen energia ematendu. Osagai nagusiak hauek dira:

• Motorra• Ponpa• Presioa mugatzeko balbula• Akoplamendua• Metagailua• Iragazkia• Hozketa-sistema• Beroketa-sistema

Gainera sistema hidrauliko guztiek dituzte mantenimendu, kontrol eta segurta-sunerako unitateak, eta era berean, elementu hidrauliko guztiak lotzeko tutuakere bai.

Eragintza hidraulikorako ekipamendua

A 4.2

B4


206

Sistema hidraulikoei (eskuzko ponpa dutenak alde batera utzita) motorrek era-giten diete (motor elektrikoek, eztanda-motorrek, eta abarrek).Motor elektrikoak batez ere sistema hidrauliko finkoetan erabiltzen dira, etaeztanda-motorrak sistema hidrauliko higikorretan.

4.1 Motorrak

Unitate hidrauliko zentrala makina edo ekipamendu handien gunea izaten da.Makina edo ekipamendu bateko lan-elementu guztiak eragintza hidraulikorakoekipamendu bati edo batzuei loturik daude eta tutu amankomunen bidez hor-nitzen dira, metagailu bat edo batzuk eduki ditzaketelarik. Metagailu hidrauli-koetan energia hidraulikoa metatzen da eta behar den unean hortik jasotzenda. TP 502 eskuliburuan metagailuez xehetasun gehiago ematen da.

Presio-tutueriak, itzulera-tutueriak eta ihes-olioarentzako tutueriak zirkuituakosatzen dituzte. Horrela, espazioa eta energia aurrezten dira.

B4.1


207

Irudian garraiabide bateko egoera jakin baten eskema hidraulikoa erakustenda.

Presio-tutueria

Itzulera-tutueria

Ihes-olioaren tutueria

Eskema hidraulikoa

B4.1


208

Sistema hidraulikoko ponpari ponpa hidrauliko ere deitzen zaio eta bere eginki-zuna eragintza-ekipamendutik datorkion energia mekanikoa energia hidrauliko(presio-energia) bihurtzea da:

4.2 Ponpak

Ponpak olioa xurgatu eta tutueri sistema hornitzen du. Sistema hidraulikoanpresioa sortzen da jariatzen den olioak eskainitako erresistentzia dela eta.Presioa guztizko erresistentziari dagokio, eta berau kanpo- eta barne--erresistentziez eta bolumen-emariarenaz osatua dago.

• Kanpo-erresistentziakKarga erabilgarrien, marruskadura mekanikoaren, karga estatikoen eta aze-lerazio-indarren bidez sortutakoak dira.

• Barne-erresistentziakTutueriako eta sistemaren elementuetako guztizko marruskaduraren, olioa-ren berezko marruskaduraren eta fluxuko estuguneei zor zaizkie.

Horrek honakoa esan nahi du: sistema hidraulikoan fluidoaren presioa ez duelaponparen potentziak ezartzen; erresistentzien arabera igo egiten dela baizik.Gainera batzuetan presioa sistemako elementua hondatzeraino igotzen da.Praktikan oztopo hau saihesteko ponparen irteeran berehala edo ponpan ber-tan presioa mugatzeko segurtasun-balbula ipintzen da. Balbula horrek ponpa-ren potentziaren arabera lan-presio maximoa erregulatzeko aukera ematen du.

A 6.3

B4.2


209

Ponpek ondoko parametro garrantzitsuak dituzte:

V egozketa-bolumena (garraio-bolumena edo ponparen ibiltarte-bolumena ereesaten zaio) ponparen tamaina adierazten duen parametroa da. Biraketa edoibiltarte bakoitzean ponpak garraiatzen duen fluido-bolumenari dagokio.

Egozketa-bolumena

Minutuko garraiatzen den fluido-bolumenari Q bolumen-emaria deitzen zaio(garraio-emaria). Emari hau V egozketa-bolumenaren eta n bira-kopuruarenarteko biderkadura da:

Engranaje-ponparen garraio-emariaren kalkulua:Adibidea:


Bira-kopurua n = 1450 min-1

Egozketa-bolumena V = 2,8 cm3 (birako)

Ezezaguna:

Q garraio-emaria

Q = n ⋅ V

B4.2

Q = n ⋅ V

= 1450 min-1 ⋅ 2,8 cm3

cm3

= 4060 ____min

dm3

= 4,06 ____ = 4,06 l/minmin


210

Lan-presioa parametro garrantzitsua da, ponpen aplikazioak ikusita. Puntakopresioaren balioa adierazten da, nahiz eta presio horretan denboraldi laburrezegon beharko duen (ikus grafikoa); bestela ponpa behar baino lehen higatukobailitzateke.

Lan-presioa

Segurtasun-arazoak medio, ponpa batzuek beren baitan presioa mugatzekobalbula izaten dute.

Minutuko bira-kopurua, ponpa aukeratzerakoan datu garrantzitsua da. Garraio-emaria izan ere, n bira-kopuruak erabakitzen du. Ponpa askok bira-kopuruetanmaila bat ez dute gainditu behar eta martxan jartzean ez dituzten esfortzu han-diak egin behar. Ohizko bira-kopurua n = 1500 min-1-ekoa izaten da, korrontetrifasikoko motor asinkronoez eragiten direlako eta hauek korronte elektrikoarenmaiztasunaren arabera funtzionatzen dutelako.

Bira-kopurua

B 6

Martxan jartzearen iraupena

Presioa(p)

Puntako presioa P3

Presio maximoa P2

Funtzionamendu P1jarraiko presioa

Denbora (t)

B4.2


211

Ponpek energia mekanikoa energia hidrauliko bihurtzen dute eta prozesu ho-rretan potentzia-galerak izaten dira; errendimenduaz adierazten diren ak, hainzuzen.

Errendimenduak

Ponparen guztizko errendimendua, bolumen-errendimendua (*v) eta errendi-mendu hidrauliko-mekanikoa (*hm) kontuan hartuta kalkulatzen da. Ondokoformula aplikatzen da:

Ponparen potentzia zenbatekoa den jakiteko, ezaugarri-kurbari begiratu ohizaio. VDI 3279 arauak zenbait ezaugarri-kurbaren berri ematen du. Hauena,adibidez:

• Q garraio-emariarena• P potentziarena• η errendimenduarena

Kurba hauek presioaren araberakoak dira eta ponpak minutuko bira-kopurukonstantea duela kontsideratzen da.

B 1.13

ηgutz = ηv ⋅ ηhm

B4.2


212

Ponparen ezaugarri-kurba presioaren arabera garraio-emariak duen ezaugarri-kurbaren adierazpena da. Ponparen ezaugarri-kurbak erakusten duenez, ga-rraio-emari erabilgarria (Qera) presioa igo ahala jaitsi egiten da. Egiazko ga-rraio-emaria (Qe), horrez gain ihes-olioa (Qi) kontuan hartzen duena da.Labainketa mantendu ahal izateko ihes-olio apur batek beti egon behar du!

Ponparen ezaugarri-kurbak ondoko informazioa ematen du:

• p = 0 denean, ponpak Q edo guztizko garraio-emaria ematen du

• p > 0 denean, Q jaitsi egiten da ihes-olioa dela eta• Ezaugarri-kurbaren ibilbideak ηv bolumen-errendimenduaren berri ematen du.

Grafikoak ponpa berri baten eta higatutako (matxuratutako) beste baten ezau-garri-kurbak erakusten ditu:

ponpa berria

ponpamatxuratua

Presioa p[bar]

Gar

raio

-bol

umen

a

min

Ponpa baten ezaugarri-kurba

B4.2


213

• Ponpa berriaren ezaugarri-kurba. Ihes-olioaren emaria % 6koa da 230 bar-etan. Ondorioz:

• Ponpa matxuratuaren ezaugarri-kurba. Ihes-olioaren emaria % 14,3koa da230 bar-etan. Ondorioz:

Horrek ondokoa esan nahi du: ponparen ezaugarri-kurbak ponparen (ηv) bolu-men-errendimenduaz informazioa lortzeko aukera ematen duela.

Ponpa behar bezala erabiltzeko, beren parametro eta ezaugarri-kurbak ezagutubehar dira. Horrela ponpa desberdinak konparatu eta aplikaziorako egokienaaukeratu ahal izango da.

Gainera beste ezaugarri batzuk badira eta garrantzitsuak izan daitezke ponpaaukeratzeko:

• Finkapen-mota• Lan-tenperaturak• Zarata-mailak• Erabili beharreko fluidoaz gomendioak• Ponpa-mota

B4.2

Q(p= 0) = 10,0 dm3/min

Q(p=230) = 9,4 dm3/min

QL = 0,6 dm3/min

9,4 dm3/minηv = ____________

10,0 dm3/min

ηv = 0,94

Q(p= 0) = 10,0 dm3/min

Q(p=230) = 8,4 dm3/min

QL = 1,3 dm3/min

8,7 dm3/minηv = ____________

10,0 dm3/min

ηv = 0,87


214

Ponpa hidraulikoetan funtsezko hiru mota daude egozketa-bolumena kontuanhartuta:

• Funtzionamendu konstanteko ponpak: egozketa-bolumen konstantea• Ponpa doigarriak: egozketa-bolumena doigarria• Ponpa erregulagarriak: presioa, bolumen-emaria edo potentzia eta egozke-

ta-bolumena erregula daitezke

Eraikuntza-motaren arabera, oso ponpa desberdinak daude. Hala ere, denekegozketa-printzipio beraz funtzionatzen dute. Presiodun fluidoa pistoi, zelula-hegats, ardatz helikoidal edo engranajeen bidez egozten da.

Kanpo-indarra

Engranajezko ponpa

Ponpa hidraulikoak

Barne-indarra

Zelula-hegatsezkoponpak

Kanpo-engranajezko ponpa

Engranajezko ponpak

Barne-engranajezko ponpa Pistoi axialeko ponpa

Pistoi erradialeko ponpa

Pistoizko ponpak

Funtzionamendukonstantezko ponpak

Eragiketa konstantezko ponpak, ponpa doigarriak edoerregulagarriak

Ponpa helikoidala

B4.2


215

Ponpa hidraulikoa: engranajezko ponpaAdibidea

Engranajezko ponpak funtzionamendu konstantezkoak dira, egozketa-bolume-na erregulatzeko aukerarik ematen ez dutelako. Egozketa-bolumena engrana-jeko hortzen arteko espazioen araberakoa da.

Irudian engranajezko ponparen ebakidura erakusten da. S xurgaketa-ganbaradepositoarekin komunikatuta dago. Ponpak honela funtzionatzen du:

Horztun gurpiletako bati motorrak eragiten dio, eta besteak engranatzen duela-ko ere birak ematen ditu. Xurgaketa-ganbaran depresioa sortzen da engranaje-tik hortz batek irteten duenean bolumena handiagotu egiten delako. Olioak en-granajeko ganbarak betetzen ditu eta kanpoko hormatik P presio-ganbararaeramaten da. Ganbara horretara heldutakoan, olioa engranajeko ganbaratik tu-tuetara bidaltzen da hortzak elkartzen diren unean.

Xurgapen-ganbararen eta egozketa-ganbararen espazioen artean olioa konpri-mitu egiten da. Konprimitutako olioa xurgapen-ganbarara eramaten da artekabatetik. Bestela presio-puntak sortuko lirateke konprimitutako olioagatik, zara-tak aterako lirateke eta ponpa hautsi egingo litzateke.

Presio-ganbaraLikido konprimitua

Xurgaketa-ganbara

Engranaje-ponparen funtzionamendu-eskema

B4.2


216

Ponpako ihes-olioa ren kantitatea zenbatekoa den artekaren tamainak (artekaponparen gorputzaren, hortzen eta hortzen alboko gainazalen artekoa da),hortzen gainkadurak, biskositateak eta biraketa-abiadurak erabakitzen dute.

Galera hauek bolumen-errendimendua jakinez gero kalkula daitezke. Bolumen-errendimenduak izan ere, emari erabilgarriaren eta emari izendatuaren artekoerlazioa adierazten du.

Xurgapen-ganbara beti da egozketa-ganbara baino handiagoa , xurgapen-tu-tuetan presio-tutuetan baino abiadura txikiagoak egon behar duelako. Xurga-pen-tutuek diametro txikiegia baldin badute, fluxuaren abiadura handiegia izan-go da. Izan ere, v-rentzat ondoko formula aplikatzen da:

Ondorioz, bolumen-emaria konstantea bada eta tutuen diametroa txikia bada,fluxu-abiadura handia izango da. Beraz, presio-energia energia zinetiko etabero-energia bihurtuko litzateke eta xurgapen-ganbaran presio-erorketa sortukoluke. Ganbara horretan xurgapenean depresioa sortzen da eta depresio horiareagotu egingo litzateke, urradurazko higadura eragingo lukeelarik. Horrelaponpa hondatu egingo litzateke.

B 1.13

B 1.14

Qv =

____A

B4.2


217

Ponpa behar bezala aukeratu eta erabiltzeko, garrantzitsua da bere parame-troak eta ezaugarri-kurba kontuan hartzea.

Ondoren erakusten den taulan, azokan hedatuta dauden funtzionamendu kons-tantezko ponpen parametroak erakusten dira. Informazio gehiago nahi izanezgero, ikus VDI 3279.

Ponpa--mota

0,8 - 0,911,2 - 250500 - 3500

160 - 2504 - 250500 - 3500

63 - 160

0,8 - 0,91

500 - 4000 4 - 630 25 - 160 0,7 - 0,84

960 - 3000 5 - 160 100 - 160 0,8 - 0,93

...... - 3000

750 - 3000

750 - 3000

100

25 - 800

25 - 800

200

160 - 250

160 - 320

0,82 - 0,92

0,82 - 0,92

0,8 - 0,92

960 - 3000 5 - 160 160 - 320 0,90

Barne--engranajezkoponpa

Kanpo--engranajezkoponpa

Ponpahelikoidala

Zelula--hegatsezkoponpa

Pistoiaxialezkoponpa

Pistoierradialezkoponpa

Bira-kopuruarenmarjina

1___min

Egozketa--bolumena

(cm3)

Presioizendatua

(bar)

Guztizkoerrendimendua

B4.2


218

Akoplamenduak motorraren eta ponparen artean egoten dira, energia hor-nitzeko zatian. Akoplamenduek motorraren biraketa-momentua ponpara trans-mititzen dute.

4.3 Akoplamenduak

Gainera bi osagaien arteko elkarrekiko moteltze-efektua eragiten dute. Horrelamotorrak funtzionatzen ari denean dituen dardarak ponpara ez dira transmi-titzen, eta alderantziz, ponpako presio-puntak ez dira motorrera transmititzen.Gainerakoan, akoplamenduek motorraren eta ponparen ardatzek duten lerro-katze falta konpentsatzen dute.

Adibideak:

• Gomazko akoplamenduak• Hortz kurbatuzko akoplamenduak• Atzapar metalikoak eta tartean material plastikoa duten akoplamenduak

Sistema hidrauliko bateko depositoek zenbait eginkizun dituzte: 4.4 Depositoak

• Sistema hidraulikoak funtziona dezan behar den likidoa hartu eta metatzea• Hondar-beroa kanporatzea• Airea, ura eta substantzia solidoak bereiztea• Barnean edo gainean ponpa, motorra eta zenbait elementu hidrauliko (bal-

bulak, etab.) kokatzeko euskarri izatea.

B4.3/4.4


219

Depositoak dituen eginkizunak jakinda, ondoko iritzi nagusiak hartuko dira kon-tuan:

Depositoaren tamaina aukeratzeko ondoko faktoreak kontsideratu behar dira:

• Ponparen bolumen-emaria• Lan-tenperatura eta olioak gehienez onartzen duen tenperatura• Kontsumo-elementuak (adibidez, zilindroak, presiodun olioaren depositoak,

etab.) bete edo hustu egiten direnean bolumenean dagoen diferentzia han-diena.

• Erabili behar deneko lekua• Zirkulazio-periodoa

Iragazkidunaireztapena

Fluxu-itzuleraMotorra eta ponpa

Xurgapen-tutua

Xurgapen-ganbara

Moteltzeko txapaItzulera-olioarentzakoganbara

Husteko torlojua

Olio-mailareniragarlea (maila min.)

Garbiketa-ataka

Olio-mailaren iragarlea(maila max.)

Betetzeko iragazkia

Olio-depositoa

B4.4


220

3 edo 5 minutuko denboraldian ponpak garraiatutako olioaren bolumena har-tzen da kontuan sistema hidrauliko finkoetan depositoen neurriak kalkulatzekoerreferentzia gisa. Gainera % 15 inguruko aire-erreserba eduki behar du,mailaren gora-beherak konpentsatzeko.

Sistema hidrauliko higikorretan erabilitako depositoak txikiagoak izaten dira,leku eta pisu txikiagoa izan ditzaten. Ondorioz, deposito horiek ez dute beregain hartzen hozketa-sistema eta hori kanpotik ipini behar izaten zaie.

Depositoaren formaDeposito altuak egokiak dira hondar-berotasuna deskargatzeko. Deposito za-balak berriz, airea bereizteko dira onak.

Xurgap enerako eta itzulerako tutueriakTutueria hauen muturrak elkarrengandik ahalik eta urrutien egon behar dute,eta gainera oliotan maila minimotik behera murgilduta geratu behar dute.

Desbideratzeko eta moteltzeko txapaTxapa horrek olioaren xurgapen-zona eta itzulerakoa bereizten ditu. Gaineraolioaren atsedenaldia luzarazten du, horrela zikinkeria, ura eta airea hobetobereizten direlarik.

Depositoaren hondoko txapaTxapa horrek husteko torloju aldera inklinatuta egon behar du, ura eta zikinke-ria atera ahal izateko.

Aireztapena eta airea ateratzeaOlioaren mailak gora eta behera egiten duenean, airea sartu edo atera eginbehar izaten da konpentsazio gisa. Horregatik olioa depositora botatzeko torlo-juak aire-iragazkia izaten du.

Sistema hidrauliko higikorretan erabiltzen diren deposito itxietan, ez da aireasartzen edo ateratzen. Deposito horiek barruan gasa (nitrogenoa) duten aurrezteinkatutako maskuria izaten dute. Horregatik deposito hauek airea edo urasartzen delako edo olioa zaharkitzen delako izan ohi diren arazorik ia ez duteizaten. Maskuria aurrez teinkatuta xurgapen-tutuan urradurazko higadura gu-txiago izaten da, depositoan presioa dagoelako.

B4.4


221

Sistema hidraulikoak funtziona dezan eta elementuek bizitza erabilgarri luzeaizan dezaten, garrantzitsua da iragazkiak ipintzea.

4.5 Iragazkiak

Presiodun fluidoak ondoko arrazoiak medio zikinkeriak izan ditzake:

• Martxan jartzean hasieran zikinkeria egotea: metal-txirbilak, galdaketa-hon-darra, hautsa, soldadura-apurrak, zepa, pintura, zenbait partikula zikin, bu-txatzeko gaiak, partikula zikinak dituzten likidoak.

• Funtzionamenduan ari dela sortutako zikinkeriak urraduragatik, depositokojuntura eta aireztapen-sistematik sartu direlako, likidoz bete edo likidoa or-dezkatu delako, sistemako osagaiak aldatu direlako edo tutuak aldatu dire-lako.

Iragazkien eginkizuna zikinkeria maila onargarrietan mantentzea da, elemen-tuak garaiz lehen higa ez daitezen. Iragazketak behar bezain xehea izan behardu, eta gainera, iragazkiaren egoera iragarle baten bidez kontrolatu ahal izangoda.Sistema hidraulikoa martxan jarri baino lehen, lehenbizi iragazki merkeak era-biltzen dira.Iragazkiaren aukeraketa eta kokapena batez ere osagai desberdinek zikinkeria-ren kontra duten sentikortasunaren araberakoak dira.

Balbularenasentua

Xurgapenekopartikulak

Presio handiakZ zilindroarenxehetasuna

Pistoiaren lasaiera

Depresioa

Olioko zikinkeriek sortutako eraginak

B4.5


222

Zikinkeri partikulak µm-tan neurtzen dira eta horren arabera adierazten da ira-gazketa-maila. Maila horiek honela sailkatzen dira:

Iragazketa-maila

• Iragazketa-maila absolutuaIragazkia zeharka dezakeen partikula handienaren tamaina adierazten du

• Iragazketa-maila izendatuaPoroen tamaina izendatuko partikulak iragazkiak mantendu egiten ditu zen-bait aldiz pasatu ondoren

• Poroen batezbesteko dimentsioaIragazkiaren batezbesteko poroen tamainarako unitatea Gauss-en banake-ta-formularen arabera.

• ß balioaIragazkiaren sarreran eta irteeran dauden tamaina jakin bateko partikulenkopuru-diferentzia erakusten du.

ß50 = 10 adierazpenak, iragazkiaren sarreran 50 µm baino partikula handia-goak irteeran baino 10 aldiz gehiago daudela esan nahi du.

Adibidea

Gomendatutako xiragazketa-maila,µm-tan emana, βx =100 izanik

Sistema hidraulikoaren mota

Ezpurutasun finentzat oso sistema sentikorretan, kalkula daitekeenfidagarritasunaz; hegazkingintzan eta laborategietan batez ere.

1 - 2

2 - 5

5 - 10

10 - 20

15 - 25

20 - 40 Presio baxu eta lasaiera handiko sistemetan.

Industria astuneko presio baxuko sistemetan edo bizitza erabilgarrimugatuko sistemetan.

Hidraulikan oro har eta sistema hidrauliko higikorretan; presio etatamaina ertainak.

Kalitate eta fidagarritasun handiko sistema hidraulikoentzat,osagaientzat bizitza erabilgarri luzea aurrikusten delarik.

Aginte eta kontroleko sistema sentikor zein errendimenduhandikoetan, presio-tarte handietan; maiz hegazkingintzan, robotindustrialetan eta makina industrialetan.

Iragazketa-maila eta aplikazio-alorrak

B4.5


223

Deskargako olioaren iragazkiak olio-depositoan bertan muntatzen dira. Gorpu-tzak eta iragazkiaren kartutxuak balbula handiak bat-batean irekitzen direneansortutako presio-puntak jasan behar dituzte, edo bestela erantzun azkarrekodesbiderapen-balbula eduki behar dute, olioa zuzenean depositora bidaltzeko.Itzulerako fluxu osoa iragazkitik pasaraztea komeni da. Iragazkia beste tutubatean koka daiteke, itzulera-olioa tutueria nagusi batetik jariatzen ez bada.Itzulerako fluxua iragaztea presio handietakoa iragaztea baino merkeagoa da.

Deskargako olioaren iragazketa

Parametro garrantzitsuak

Lan-presioa: motaren arabera 30 bar-erainoEmaria: 1300 l/min-raino (depositoan muntatutako iragazkietan)

3900 l/min-raino (tutuerietarako iragazki handietan)Iragazketa-maila: 10etik 25 µm-rainoDiferentzia max. ∆p kartutxu-motaren arabera, 70 bar ingururaino

Iragazketa-unitate kommutagarria

B4.5


224

Iragazki hau ponparen xurgapen-tutuan egoten da kokatuta. Horrela depositotikdatorren olioa iragazkian zehar xurgatzen da eta sistema hidraulikora olio ira-gazia besterik ez da pasatzen.

Xurgapen-iragazkia


Iragazketa-maila: 60tik 100 µm-rainoIragazki-mota hau depositoko olioa oso garbia ez duten sistema hidraulikoetanerabiltzen da. Eginkizun nagusia ponpa babestea da eta iragazketa-errendi-mendu txikia du. Izan ere, 0,06 eta 0,1 mm bitarteko partikulak pasatzen uztendu. Gainera ponpak olioa xurgatzea oztopatu egiten dute, presioa asko jaisten

delako edo iragazkia bu-txatu samarra dagoelako.Horregatik ezin dute ira-gazki hauek iragazketa-maila handiagorik eduki,bestela ponpan depre-sioa eta urradurazko hi-gadura sortuko liratekee-lako.Xurgapen-iragazkiakdesbiderapen-balbulaizaten dute, xurgapeneanhorrelako arazoak egonez daitezen.

Iragazki hau sistema hidraulikoaren presio-tutuerian egoten da, zikinkeriarekikosentikor diren elementuak baino lehen, hau da, ponpa, balbula eta emari--erregulatzaileak baino lehen.Iragazki honek erresistentzia handia izan behar du, lan-presio maximoan lanegiten duelako. Desbiderapen-balbularik ez izatea gomendatzen da, baina zi-kinkeri mailaren iragarlea eduki behar luke.

Presio-iragazkiak


Lan-presioa: 420 bar-eraino

Emaria: 330 l/min-raino

Iragazketa-maila: 3tik 5 µm-raino

Diferentzia max. ∆p: kartutxu-motaren arabera, 200 bar-eraino

Xurgapen-iragazkia desbiderapen-balbulaz

B4.5


225

Aurreko bi taulek iragazkien kokapen desberdinen ezaugarrien zerrenda era-kusten dute. Kokapen egokiena funtsean lanerako elementuen zikinkeriarekikosentikortasunaren, olioko ezpurutasunaren eta kostuen araberakoa izaten da.

Elementu hidraulikoa Iragazki-mota Iragazkiaren kokapenaIragazketa-maila izen-

datua µm-tan

Engranajezkoponpak, pistoierradialezkoponpak, zenbaitbidetako balbulak,presio-erregulatzaileak,emari-erregulatzaileak,noranzkobakarrekoak etalan-zilindroak

Zirkuitu nagusirakoiragazkia

Bigarren mailakozirkuiturakoiragazkia (gehigarria)

Deskarga-tutueria

Xurgapen-tutueria

Pistoi axialeko ponpa Zirkuitu nagusirakoiragazkia

Itzulera-tutueria edotapresio-tutueria

≤ 25

Behe-presioko tutueria ≤ 25 (10)

≤ 63

≤ 63

Bira-kopuruertaineko motorhidraulikoak

Zirkuitu nagusirakoiragazkia

Deskarga-tutueria ≤ 25

Gomendatzen diren iragazketa-mailak

B4.5

Iragazketa bigarrenmailako zirkuituan

Abantailak Iragazki gehigarri gisa iragazkitxikiak erabiltzeko aukera

Desabantailak Iragazketa-gaitasun txikia

Oharrak Iragazketa zirkuitu nagusiko zatibatean bakarrik

Iragazketa bigarren mailako zirkuituan


227

Iragazki hauek metalezko, zelulosazko, plastikozko edo paperezko ehuna dute.Erabili eta botatzeko iragazkiak dira; batez ere instalazio hidraulikoa lehen aldizmartxan jartzen denean erabiltzekoak.

Geruza bakuneko iragazkiak

Harizkoak, zelulosazkoak, plastikozkoak, beira-zuntzezkoak edo metalezkoakizan daitezke; prentsatuak, zenbait geruzatan antolatuak edo metal sinteriza-tuzkoak.Azalera berdineko geruza bakarreko iragazkiekin konparatuta, geruzaanitzekoek partikulak gerarazteko ahalmen handiagoa dute.

Geruza anitzeko iragazkiak

Geruza bakuneko iragazkiak

Geruza anitzeko iragazkiak

PRESIOA DEPRESIOA

Iragazkien egitura

B4.5


228

Iragazkiaren materiala normalean tolestuta egoten da, bolumen txikian ahaliketa azalera handiena lortzearren.

Filtroaren materialak, graduazioak eta motak, ondoko taulan erakusten direnezaugarriak eta aplikazioak definitzen dituzte:

Edozein iragazkik presio-galera eragiten du. Ildo horretan, ondoko konparazio-irizpideak aplika daitezke:

Zirkuitu nagusiko iragazketa

Presio-iragazkia ∆p ∼ 1etik 1,5 bar-eraino lan-tenperaturan

Deskarga-iragazkia ∆p ∼ 0,5 bar lan-tenperaturan

Xurgapen-iragazkia ∆p ∼ 0,05etik 0,1 bar-eraino lan-tenperaturan

Motak Iragazketa-maila

(µm)

Presio-diferentzie-kiko erresistentzia

(bar)

AplikazioakEzaugarriak

Iragazki absolutua

βx = 100

3,5,10,20 21030

Funtzionamenduaren eta osagaisentikorren (serbopilotatutakobalbulen eta balbulaproportzionalen)iraunkortasunaren babesa

Iragazki izendatua

PoliesterraPaper-ehunaMetal-ehuna 4+4

Ehun metalikoaEhun txirikordatua

1,5,10,20

2525,50,100

21030/10

315/70

30420

Funtzionamenduaren eta hainsentikor ez diren osagaieniraunkortasunaren babesa;fluxuarekiko erresistentzia txikia;ezpurutasunak geraraztekogaitasun ona

Altzairu herdoilgaitzekoiragazkiak nekez su hartzenduten likidoekin edo urarekinfuntzionatzen duten sistemetanerabiltzeko; presio-diferentziekikoerresistentzia handia; 120 °C-kolan-tenperaturetarako bertsiobereziak

Iragazkiak aukeratzeko irizpideak (HYDAC)

B4.5


229

Bigarren mailako zirkuituko iragazketaBigarren mailako zirkuituko ponparen bolumen-emariak gutxi gora-behera de-positoko bolumenaren % 10 izan behar luke.Iragazkiak nahikoa handia izan behar du presio-galerak handiegiak izan ez dai-tezen. Guztizko presio-galeran biskositateak ere badu zerikusia, iragazkiarenmailak eta fluxu-kantitateak duten zerikusiaz gain.Iragazkiaren fabrikatzaileak f biskositate-faktorea eta gorputzeko zein kartu-txuko ∆p presio-galera adierazten ditu.Iragazki osoak eragindako guztizko presio-diferentzia ondoko ekuazioaz kalku-latzen da:∆guzt = ∆pgorp + f ⋅ ∆pkart

Presio-zirkuituko iragazkiko presio-diferentziaren kalkulua∆pguzt presio-galeraren kalkulua 15 l/min-ko emariaz. Iragazketa-mailak 10 µm-koa izan beharko du eta biskositateak ν = 30 mm2/s-koa. Fabrikatik ondokografikoak jaso ditugu:

Adibidea

Q l/min-tan

∆pba

r-et

an

Gorputzaren ezaugarri-kurba

Q l/min-tan

∆pba

r-et

an

Presio-iragazkiko elementuen ezaugarri-kurba

B4.5


230

Taula hauen arabera Q = 15 l/min

∆pgorp = 0,25 bar ∆pkart = 0,8 bar f ≈ 1,2

Ondorioz, guztizko presio-diferentzia (presio-galera) ondokoa da:

∆pguzt = 0,25 + 1,2 ⋅ 0,8 bar = 1,21 bar

Iragazkia zuzen aukeratu da, presio-iragazkiaren balioak gutxi gora-behera 1-1,5 bar-eko ∆p duelako.

Lan-biskositatea (mm2/s)

ffa

ktor

ea

f biskositate-faktorea

B4.5


231

Zikinkeri mailaren iragarleakGarrantzitsua da iragazkiaren errendimendua zikinkeri mailako iragarle batezkontrolatzea. Maila hori presio-jaitsieraren parametroaz neurtzen da. Zikinkerimaila igotzen denean, iragazkia baino lehenagoko presioa handiagotu egitenda. Presio horrek pistoiari eragiten dio eta pistoiak malguki bati. Presioa haztendenean, pistoia malgukiaren kontra bultzatzen da.

Presioaren balioak zuzenean irakur daitezke pistoiaren posizioari begiratuta,edo beste era bateko iragarlea bada, pistoiak seinale elektriko edo optikoeikonektatutako kontaktu elektrikoei eragiten die.

P

A

Zikinkeri mailaren iragarlea

B4.5


232

Olioa tutuerian eta lan-elementuetan jariatzen denean, marruskadura sortzenda, eta, ondorioz, sistema hidraulikoan energia-galera dago. Olioa marruzkadu-ragatik berotzen da. Bero hori depositoaren, tutuen eta gainerako elementuhidraulikoen bidez ingurunera zabaltzen da.

4.6 Hozketa-sistemak

Lan-tenperaturak 50-60 oC baino handiagoa ez luke izan behar. Tenperaturahandiek biskositatea muga onargarriak baino beherago jaisten dute eta olioalehenago zaharkitzen dute. Gainera junturen bizitza erabilgarria ere laburragoaizaten da.

Sistemaren berezko hozketa-ahalmena nahikoa handia ez bada, normaleantermostatoaz pizten den hozketa-ekipamendua jartzen da martxan, eta honenzeregina tenperatura muga batzuen barruan mantentzea izaten da.

Ondoko hozketa-sistemak daude:

• Airezko hozketa: tenperatura 25 oC jaitsi dezakete• Urezko hozketa: tenperatura 35 oC jaitsi dezakete• Hozketa-makinari konektatutako hozteko elementuez olioa hoztea: tenpera-

tura asko jaitsi behar deneko kasuetan aplikatzen da

Sistema hidrauliko higi-garrietan ia beti hozketa-sistemak behar izatendira. Izan ere, depositoaktxikiegiak izaten dira so-berako bero guztiakanporatzeko.

B 1.12

Airezko hozketa (Längerer & Reich)

B4.6


233

Urezko hozketa (Längerer & Reich)

Airezko hozketa Urezko hozketa

Deskribapena Itzulera-tutueriatik datorrenolioa hodibihur batetikpasarazten da eta hauhaizemaile batek hozten du.

Olioa tutu batetik joaten da, etatutu hau beste handiago batenbarruan dago. Tutu handitikhozteko likidoa pasatzen da.

Abantailak Funtzionamendu-gastu txikiakErraz instalatzen da

Bero handia kanporatzekomoduaIsila

Desabantailak Zaratatsua Funtzionamendu-gastuhandiagoak (hozteko likidoa);zikintzeko eta herdoiltzeko joera

B4.6


234

Kasu askotan zerbitzu-tenperatura egokienak denbora gutxian lortzeko beroke-ta-sistema ipini behar izaten da. Beroketa-sistema ipintzearen helburua, siste-ma hidraulikoa martxan jarri eta olioak azkar biskositate egokia edukitzea da.Biskositate handiegiak (olio trinkoegiak) marruskadura handiagoa dela esannahi du, horrek berekin urradurazko higadura duelarik.

4.7 Beroketa-sistemak

Olioa berotzeko eta aurrez berotzeko, kartutxoak edo aurreberoketa- zirkui-tuak erabiltzen dira.

Berotzeko kartutxoa (Längerer & Reich)

Kartutxoaz lortu beharreko tenperaturakHidraulika higigaitza: 35-55 °CHidraulika higigarria: 45-65 °C

B4.7


235

B Energia hornitzeko ekipamenduaren osagaiak Festo Didactic

236

5. kapitulua

Balbulak

B5

Balbulak Festo Didactic

237

Sistema hidraulikoetan, energia ponparen eta hargailuen artean transmititzenda tutuerian zehar. Lan-unitate horietan behar diren balioak lortzeko (indarraedo biraketa-momentua, abiadura edo biraketa eta higidura-norabidea) eta sis-temari ezarritako eragiketa-baldintzak betetzeko, tutuerian balbulak ipintzendira, energiaren kontrol-unitate gisa lan egin dezaten. Balbulek presioa eta bo-lumen-emaria kontrolatu edo erregulatu egiten dituzte.

Gainera, edozein balbulak erresistentzia eskaintzen du.

Balbulen dimentsio izendatuak parametro batzuen araberakoak izaten dira.Hona hemen parametroak:

5.1 Dimentsio izendatuak

Tamaina izendatua (NG):Diametro izendatuak mm-tan4; 6; 10; 16; 20; 22; 25; 30; 40; 50; 52; 63; 82; 100; 102;

Presio izendatua (ND): (Lan-presioa)Bar-etan (pascaletan) emandako presioa da eta horretara lan egiteko doitutadaude ekipamendu eta elementu hidraulikoak, eragiketa-baldintza batzuk betebehar dituztelarik.Presio-mailak VDMA 24312ren arabera:25; 40; 63; 100; 200; 250; 315; 400; 500; 630;

Emari izendatua (Qn):Balbula zeharkatzen duenean p = 1eko presio-galera eragiten duen olio-kanti-tatea (l/min-tan) (olioaren biskositatea 35 mm2/s-koa 40 oC-tan).

Emari maximoa (Qmax):Balbulan zehar jaria daitekeen olio-kantitate maximoa (l/min-tan) dagozkionpresio-galera handiak sortuz.

A 6.3

B5.1


238

Biskositate-erregimenaAdibidez, 20-230 mm2/s (c/h)

Fluidoaren tenperatura-erregimenaAdibidez, 10-80 oC

B 2.4

2

: 25 ºC

: 20 mm /s (cSt)

p bar

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14

Q

12

30

28

2624

22

20

1816

14

12

108

6

4

2

0

B T

A T

P A; B

P

L/min

B5.1

4/2 bideko balbula baten ∆p-Q ezaugarri-kurba Adibidea


239

Presioak eta azalerak zehazten duten eragintza-indarra, asentu-balbula batzue-tan handia izan daiteke. Indarra handiegia izan ez dadin, balbula horiek presioakonpentsatzeko ganbarak izan behar dituzte (irudian eskuineko balbulan era-kusten da).Hala ere, kasu gehienetan presioak konpentsatzeko ganbaradun balbulak era-biltzerik ez da egoten eta kommutazio-indar handiak egin behar izaten dira.Horregatik palanka bidez edo serbopilotaia bidez indarra txikiagotzeko sistemakerabiltzen dira.

Balbularen aginte-profilak oliotan bustita egoten dira eta zikinkeri partikulak dre-natu egiten dira (autogarbiketa). Horregatik asentu-balbulak zikinkeriarekiko ezdira oso sentikorrak izaten. Hala ere, balbularen asentuan zikin-partikularen batezartzen bada, balbula ez da erabat ixten. Zirrikitu bat libre geratzen da etaurradurazko higadura sortzen da.

F = p ⋅ A

Eragintza-indarra

B 1.14

B5.1


240

Balbulak irizpide desberdinen arabera sailkatzen dira. Ondoko elementuak har-tzen dira kontuan:

• Zereginak• Eraikuntza-mota• Eragintza-era

Sistema hidraulikoetan balbulek bete behar dituzten zereginen arabera, ondo-koak erabil daitezke:

• Presioa erregulatzeko balbulak• Zenbait bidetako balbulak• Ixteko balbulak• Emaria erregulatzeko balbulak

Lau balbula-talde hauen azalpenak B6tik B9 kapituluetaraino ematen dira.

Beren eraikuntza-motak kontuan izanik, asentu-balbulak eta irristailu-balbulakbereizten dira. Balbulen kommutazio-ezaugarriak gainera, beren gainazalengainjartzeen eta profilaren geometriaren araberakoak dira.

5.2 Eraikuntza-motak

Asentu-sistema Irristailu-sistema

B5.2


241

Asentu-balbulek bola bat, kono bat edo (inoiz) disko bat izaten dute. Horiekdira dagokien asentuaren kontra presio eginda fluxua ixten duten elementuak.Mota horretako balbulek hermetikoki ixten dute.

5.3 Asentu-balbulak

Asentu-motako balbuletan aginte-elementu batekin gehienez hiru bide ireki etaitxi daitezke. Horrek, hiru bide baino gehiagoko balbulak aginte-elementu batbaino gehiago eduki behar duela esan nahi du.

4/2 bideko asentu-balbula 3/2 bideko bi balbulaz osatuta egon daiteke.Adibidea

Balbula-mota Ebakidura Abantailak etadesabantailak/aplikazioak

Bolazkoasentu-balbulak

Fabrikatzen errazak;bolak dardaraegiteko eta zarataateratzeko joera du;Noranzko bakarrekobalbulak

Konozkoasentu-balbulak

Konoa doitasunhandiz fabrikatubehar da; itxituraona; Zenbaitbidetako balbulak

Diskozkoasentu-balbulak

Ibiltarte mugatua;Ixteko balbulak

Asentu-balbulak

B 5.5

B5.3


242

Balbula hauek irristailu zuzenekoak edo irristailu biragarrizkoak izan daitezke.Azken hauek zilindro batean biratzen diren pistoi bat edo batzuk edukitzendituzte.

5.4 Irristailu-balbulak

Irristailu zuzeneko balbulek pistoi bat edo batzuk (elkarri konektaturik) dituzteeta zilindroan ardatz-eran desplazatzen dira. Irristailu zuzeneko balbulek berenpistoiak desplazatuta konexio-kopuru mugatua itxi edo konekta dezakete.

Sistema honen bidez 3 bideko zein 6/4 bideko balbula egin daiteke. Adibidea

Normalean irristailu zuzenekoak bainomotzagoak izaten dira zenbait bidetakobalbula gisa erabiltzen badira.

Irristailu biragarrizko balbula

B5.4


243

Pistoiaren ezarpen-mota aldatu egin daiteke kontrol-profil bakoitzean aplika-zioaren arabera.

Irristailu zuzeneko balbulei eragiteko, marruskadurak eta malgukiak eskainitakoerresistentzia besterik ez da gainditu behar. Presioaren ondoriozko indarrakkontrajarritako gainazalen bidez konpentsatzen dira.

Irristailuak bere lasaiera eduki behar du, eta horren ondorioz olioaren iheskonstantea dago, balbulan bolumen-emariak galerak dituelarik. Pistoiak balbu-laren horma zilindrikoaren kontra presiorik egin ez dezan, zilindroak arteka kiri-bila izaten du.

Enboloa desplazatzen denean marruskadura fluidoan baino ez da izaten.

B 5.6

FF

F2F1FB

P

F1 = F2

Eragintza-indarra

B 1.12

B5.4


244

Olio hidraulikoak zikinkeri partikulak baldin baditu, irristailu eta hormaren arteankokatzen dira. Hor material urragarri gisa jokatuz diametroa handiagotu egitendute, eta horrela ihes egiten duen olio-emaria handiagoa da.

Balbularen kommutazio-ezaugarriak pistoiaren profilek zehazten dituzte. Ezar-pena positiboa, negatiboa edo zero (zero = itxita) izan daiteke. Pistoiaren profildesberdinak era desberdinetan kokatuta egon daitezke.

5.5 Enboloarenezarpen-motak

- Ihes-olioko fluxua- Zikinkeriarekiko sentikorra- Forma sinplea, nahiz eta bide

askokoa izan- Presio-konpentsazioa- Bide askoko balbuletan

eragintza-tarte luzeak

- Itxitura hermetikoa- Zikinkeriak eraginik ez- Zenbait bidetako balbuletan

forma konplexua- Presioa konpentsatzeko sistema

ipini beharra- Eragintza-tarte motzak

Irristailuzko balbulak Asentuzko balbulak

>0 <0 =0

Positiboa Negatiboa Zero

Pistoiaren ezarpen-motak

B5.5


245

Pistoiaren kokapenak eta lasaierak ihes-olioaren kantitatea zenbatekoa izangoden erabakitzen dute.Kokapen-motek parametro garrantzitsua osatzen dute balbula guztietan etaaplikazioaren arabera aukeratu behar dira:

• Kokapen positiboko kommutazioaKonexio guztiak denboraldi laburrez blokeatuta daude kommutazio-prozesuan;Presio-jaitsierarik ez dago (garrantzitsua da sistemak metagailuak baditu).presio-puntek eragindako kolpeak; martxaren hasiera gogorra.

• Kokapen negatiboko kommutazioaKonexio guztiak denboraldi laburrez elkarri konektaturik daude kommutazio--prozesuan.Presio-jaitsiera txiki bat izaten da.

• Presio-tutua aurrez irekitzeaPonpa lehenbizi lan-elementuarekin konektatzen da, eta gero lan-elementuadepositorako deskarga-tutuarekin konektatzen da.

• Husteko tutua aurrez irekitzea.Lan-elementua lehenbizi depositoarekin konektatzen da eta gero elikatze--tutua ponparekin.

• Zero kokapenaErtza ertzaren parean. Kommutazio azkarretarako ezaugarri garrantzitsuada; kommutazio-tarte motzak.

Zenbait bidetako balbuletan, kokapen-motak desberdinak izan daitezke aplika-zio-motaren arabera. Beraz, kommutazio-mota ere delako aplikaziora moldatzenda. Konpondu behar denean, kontuz ibili behar da pistoi berriak ixteko ezauga-rri berberak izan ditzan.

B5.5


246

Ondoren kokapen positibo eta negatiboek dituzten efektuak erakusten dira, 3/2bideko balbulaz eragindako efektu bakuneko zilindroaren bidez.

Sistemako presioak berehala eragiten dio zilindroari; martxan jartzea gogorra.

m

A

P T

50 bar

50 bar

A

P T

m

50 bar

50 bar

A

P T

Kokapen positiboko kommutazioa

B5.5


247

Kommutazio-prozesuan presiorik gabe geratzen da eta martxan leun jartzen da.

m

A

P T

50 bar

50 bar

m

A

P T

~0 bar

A

P T

Kokapen negatiboko kommutazioa

B5.5


248

2/2 bideko asentu-balbulen bidez edozein kokapen-mota egin daiteke, irristailu--balbuletan bezalaxe.

Irristailu-balbuletan kontroleko ertzek eta pistoien konexio zurrunek zehaztendute kokapena.

Asentu-balbuletan une bakoitzean nahi den kokapena lortzen da, balbula ba-koitzaren erantzun-denbora doitu daitekeelako. Era berean, erantzun-denborakere alda daitezke egin beharreko doikuntzak eginda.

A

X1 X2 X3 X4

R P

B

T

Asentu-balbulen bidezko kommutazio-kokapenak

B5.5


249

Pistoiaren profila angeluzuzena, konikoa edo hozka axialduna izaten da. Kon-trol-ertzetako azken bi profilei esker bolumen-emaria ez da bat-batean eteten;emeki baizik.

5.6 Pistoien profilak

Angelu zuzena

Profil konikoa

Hozka axialdun profila

Pistoiaren profilak

B5.6


250

Eragintza-indarraBalbulako presioak pis-toia hormaren kontrabultzatzen du. Horrelamarruskadura handiaksortzen dira eta ondoriozeragintza-indarrak han-diagoak izan behar dute.Pistoiko eraztun-artekekpresioa konpentsatu egi-ten dute. Horrela pistoiaolio-mintzaren gainean

irristatu egiten da, eta eragiten zaionean fluidoaren barne-marruskadura beste-rik ez da gainditu behar.

Balbulari eragiteko era bat baino gehiago dago. A 3.3 kapituluan eragintza--moten ikur desberdinak azaltzen dira. Gainerakoan, balbulen eragintza elektrikoa,pneumatikoa edo hidraulikoa izan daiteke.

Konexioen identifikazioaKonexioak izendatzeko bi era daude P, T, A, B eta L edo ondoz ondoko letrenbidez.

Balbulek kommutazio-egoera desberdinak dituzte. Elkarrekin konektaturik e doblokeaturik zein konexio dauden ikusteko, ondoko araua aplikatzen da:

• Konexio-jakin batzuk adierazten dituzten bi letren arteko marratxoak (adibi-dez, P-A), bi konexio horien arteko bidea irekita dagoela esan nahi du.

• Letra bat besteetatik koma batez bereizita badago (adibidez P-A, T), delakokonexioa blokeatuta dagoela esan nahi du (kasu honetan T dago blokeatuta).

Eraztun-artekak

A 3.2

A 3.2

B5.6


251

P-A-B-T: Konexio guztien arteko bi-dea irekita dago

Adibideak

P-A-B, T: Kasu honetan P, A eta Bkonexioen arteko bidea irekita dagoeta T konexioa blokeatuta.

B5.6


252

6. kapitulua

Presioa mugatu etaerregulatzeko balbulak

B6

Presioa mugatu eta erregulatzeko balbulak Festo Didactic

253

Presioa mugatzeko eta erregulatzeko balbulen zeregina sistema hidraulikoetaneta zirkuitu partzialetan presioa kontrolatu eta erregulatzea da.

• Presioa mugatzeko balbulakBalbula hauen bidez sistema hidraulikoan dagoen presioa doitu eta mugatuegin daiteke. Aginte-presioa balbularen P sarreran hartzen da.

• Presioa erregulatzeko balbulakBalbula hauek irteerako presioa jaitsiarazi egiten dute eta sarrerako presioahandiagoa zein aldakorragoa izaten da. Aginte-presioa balbularen irteeranhartzen da.

Irudian presioa mugatzeko eta erregulatzeko ikurrak erakusten dira.

B 6.2

Presioa mugatzeko balbula

Presioa erregulatzeko bi bidekobalbula

Presioa erregulatzeko hiru bidekobalbula

Presioa mugatzeko eta erregulatzeko balbulak

B6


254

Presioa mugatzeko balbulak asentu-balbulak edo irristailu-balbulak izan dai-tezke. Beren posizio normalean malguki batek eragiten du

6.1 Presioa mugatzekobalbulak (PMB)

• Ixteko elementu bat sarrera-konexiora bultzatuz edo• Irristailua depositoaren konexiora desplazatuz.

A B

P T

P

T

Presioa mugatzeko balbulak (eskema hidraulikoa)

P

Tp1

2A p 2

A B

P T

1A

Presioa mugatzeko balbulak (ebakidura)

B6.1


255

Presioa mugatzeko balbulen oinarria ondoko hau da:Sarrerako (p) presioak balbularen ixteko elementuari eragiten dio etaF = p1 ⋅ A1 indarra sortzen du.

Balbularen ixteko elementua asentura bultzatzen duen malgukiaren indarraerregulatu egin daiteke.

Sarrerako presioaren indarra malgukiaren indarra baino handiagoa baldin bada,balbula irekitzen hasiko da. Orduan emariaren zati bat depositora itzultzen da.Sarrerako presioak gora igotzen segitzen badu, balbula irekitzen joaten da ga-rraio-emari guztia depositora jariatu arte.Irteeretako erresistentziek (depositorainoko tutueriak, itzulera-iragazkiak etaabarrek) A2 azalerari eragiten diote. Erresistentzia hauek sortutako indarra mal-gukiaren indarrari gehitu behar zaio. Balbularen irteerak ere presio-konpentsa-zioa izan dezake (ikus motelgailua eta presio-konpentsazioa dituen presioa mu-gatzeko balbula).

Presioak eragindako oszilazioak saihesteko, presioa mugatzeko balbulek asko-tan moteltzeko pistoiak eta bidea ixteko elementuak izaten dituzte. Irudian era-kusten den moteltzeko sistemak ondoko emaitzak ditu:

• Balbula azkar irekitzea• Balbula poliki ixtea

Moteltzeko sistema horren helburua presio-kolpeek eragindako kalteak saihes-tea da (balbulak leun funtzionatzen duelako).Presio-kolpeak ponpak tutuetan ia presiorik gabeko olioa garraiatzen dueneaneta bat-batean zenbait bidetako balbulaz lan-elementua konektatzen deneansortzen dira.

B6.1


256

Ondoan erakusten den sistema hidraulikoan, garraio-emari guztia presio maxi-moaz presioa mugatzeko balbulan zehar depositora itzultzen dela ikusten da.Zenbait bidetako balbulan kommutazioa egiten bada, presioa zilindro aldera joa-joaten da eta presioa mugatzeko balbula poliki ixten da moteltzeko sistemaduelako. Moteltzeko sistemarik gabe bat-batean itxiko luke eta presio-puntaksortuko lirateke.

P

T

A B

P T

Presioa mugatzeko balbula (eskema hidraulikoa)

P

T L

A B

P T

Presioa mugatzeko balbula moteltzeko sistemaz (ebakidura)

B6.1


257

Presioa mugatzeko balbulek eginkizun desberdinak bete ditzakete eta horienarabera honela deitzen zaie:

• Segurtasun-balbulakPresioa mugatzeko balbulari segurtasun-balbula esaten zaio, baldin eta,adibidez, ponpan berau gainkargaren batetik babesteko kokatuta badago.Kasu horretan balbula ponparen presio maximora doituta egoten da etagainpresioa dagoenean baino ez da irekitzen.

• Kontrapresio-balbulakBalbula hauek masen inertziaren kontra lan egiten dute, karga kontrajartzendietelako. Balbulak presioen konpentsazioa eduki behar izaten du, eta gai-nera depositoko konexioak kargari eutsi behar dio.

• Balaztaketa-balbulaBalbula hauek, zenbait bidetako balbula bat-batean ixten denean maseninertzi indarrengatik sortzen diren presio-puntak saihesten dituzte.

• Balbula sekuentzialak (konexio gehigarrizko balbulak, pilotajerako presio--atalasea mugatzeko balbulak)Presioa mugatzeko balbulen kontrola barnekoa edo kanpokoa izan daiteke.Presioa mugatzeko balbulak, asentuzkoak edo irristailuzkoak, balbulasekuentzial gisa erabili daitezke, baina horretarako derrigor presio--konpentsazioa eduki behar dute eta depositorako konexioko kargak irekidu-ra-ezaugarrietan ez du eraginik izan behar.

B6.1

P

T

160 bar(1600 kPa)

A B

P T

Balaztaketa-balbula

Sistemaren etasegurtasun-balbularenpresioa 100 bar

160 bar16 000 kPa

Aplikazio-adibidea: Balaztaketa-balbula


258

Ondoko irudiak motelgailudun asentuzko balbula, presioa mugatzekoa, erakus-ten du.

P

T L

X

P

T L

X

Presioa mugatzeko balbula, kanpo-kontrolekoa

P

T L

Presioa mugatzeko balbula motelgailuduna, barne-kontrolekoa

B6.1


259

• Deskonexio-balbulakBalbula hauek zirkuito hidraulikoaren zati bat depositora desbideratzen dutepresioak bertan doitutako balioa gainditzen duenean. Zirkuitu-zatiaren desbi-dazioa noranzko bakarreko balbula bati esker egiten da. Kasu honetan kon-trola kanpokoa zein barnekoa izan daiteke. Ohizko adibidea: bi ponpa di-tuen sisteman, presio handiko ponpara konektatutako deskonexio-balbulakpresio txikiko ponpatik datorren fluxua depositorantz desbideratzen du au-rrez doitutako presioa lortzen denean (TP 502).

• Konpentsazio-balbulakBalbula hauek zirkuitu hidraulikoaren presioa maila konstantean mantentzendute; baita zirkuituko zati batean presioa jaisten bada ere. (TP 502).

B6.1

P

T

P

T

A B

P T

Kontrapesio-balbula 20 bar

Segurtasun-balbula 160 bar

Sistemakopresioarenmuga 100 bar

m

Aplikazio-adibidea: Kontrapresio-balbula


260

Presioa erregulatzeko balbulek, sarrerako presioa jaitsiarazi egiten dute irtee-ran aurrez doitutako presioa lortzeraino.

6.2 Presioa erregulatzekobalbulak (PEB)

Balbula hauek beren eginkizuna bete dezaten derrigorrezkoa da dagokien sis-tema hidraulikoak presio desberdinekin lan egitea. Ondorioz, presioa erregu-latzeko balbulen funtzionamendua azaltzeko hemen bi kontrol-zirkuitu dituensistema hidraulikoa erabiliko dugu adibide gisa:

Kontrolerako lehen zirkuituak motor hidraulikoari eragiten dio presioa erregula-tzeko balbula baten bidez. Motor horrek ijezketa-zilindro bat ipintzen du martxan.

Bigarren zirkuituak, ijezketa-zilindroa plaken gainean ipintzen duen zilindro hi-draulikoari eragiten dio. Zilindro hidraulikoak lan hori presioa erreduzitu etaerregulagarriz egiten du. Ijezketa-zilindroa kokatzen duen zilindro hidraulikoagora igo daiteke ijetziko diren plakak behar bezala kokatzeko.

B6.2

A

P

A

P

P

T

A

P T

A

P T

P

T

Ftrakzioa

Adibidea: bi bideko balbula, presioa erregulatzekoa


261

Eskema hidraulikoan kokatutako balbulak ondoko oinarriaren arabera funtzio-natzen du:

Ohizko posizioan balbula irekita dago. A-ko irteera-presioak 1 pistoiko gainaza-lari eragiten dio 3 aginte-bidearen bitartez. Dagokion indarrak malguki doigarribati eragiten dio. Pistoiari malgukian doitutako indarra baino handiagoa eragi-ten bazaio, balbula ixten hasten da. Izan ere, balbularen irristailua malgukiarenkontra desplazatzen da indarren oreka berriz ezarri arte. Horrela ixteko arteka-ren tamaina txikiagotu egiten da eta presioak behera egiten du. A-n berriz erepresioak gora egiten badu, pistoiak erabat ixten du. P sarreran lehen kontrol--zirkuituko presioak eragiten du. A irteeran presioa erregulatzeko balbulan doi-tutako presioak eragiten du.

Presioa erregulatzeko balbulek, asentuzkoak eta ibiltarte motzekoak direnean,azkar itxi eta ireki egiten dute eta presioak azkar aldatu gabe dardara egindezakete. Dardara horiek moteltzeko sistemen bidez konpentsatzen dira.

B6.2

A

3

A

P L

1

P L2

Bi bideko balbula, presioa erregulatzekoa


262

Irristailuzko balbulak direnean, kontrol-profilen formak irekidura-ezaugarriakerregulatzeko aukera ematen du, arteka poliki-poliki irekitzen delarik. Horrelazehatzago erregulatu eta dardarak txikiagoak izaten dira.

Presioa erregulatzeko 2 bideko balbula azaldu da orain arte. Finkapen-siste-man (11. ariketakoan, adibidez) bigarren mailako zirkuitu hidraulikoan presiotxikia eta konstantea behar denean erabiltzen da.

Hala ere, adibide gisa azaltzen den kasuan arazoak izan daitezke presioa erre-gulatzeko bi bideko balbularekin.

Adibidea

Presioa erregulatzeko 2 bideko balbula ixten denean A irteeran presioa igoegiten da materiala zabaldu egin delako. Presio hori balbulan doitutakoa bainohandiagoa delako, saihestu egin beharko da irteeran presioa mugatzeko balbu-la ipinita.

B6.2

A

P

A

P T

A

P T

A

P

P

T

P

T

Presioa erregulatzeko 2 bideko balbula duen eskema hidraulikoa


263

Presioa mugatzeko balbula honi esker ondoko doikuntzak egin daitezke:

• Presioa mugatzeko balbula (PMB) presioa erregulatzeko balbula baino pre-sio handiagoz

• PMB presioa erregulatzeko balbularen presio berdinaz• PMB presioa erregulatzeko balbula baino balio txikiagoaz

Doikuntza desberdin hauek presioa erregulatzeko balbulan desberdin eragitendute. Presio-igoerak murrizteko, 3 bideko presioa erregulatzeko balbula ereerabil daiteke.

B6.2

A

T P L

Presioa erregulatzeko 3 bideko balbula

Presioa mugatzeko balbulak presio-igoerak saihesteko


264

P eta A-tik doan fluxuaren ezaugarriei dagokienez, 3 bideko balbularen funtzio-namendua 2 bideko balbulak duenaren berdina da.Hala ere, 3 bideko balbulak pistoiaren desplazamendu gehigarria du A irteera-ko presioak doitutako balioa gainditzen duenean. Horrela presioa mugatzekozeregina jartzen da martxan, A-tik T-ranzko bidea irekiz.3 bideko balbularen erregulazio-ezaugarriak batez ere pistoiaren kokapen--profilak erabakitzen ditu.Kokapena positiboa edo negatiboa izan daiteke.

B6.2

A

P

A

P T

A

P T

A

P

P

T

P

T

T

Presioa erregulatzeko 3 bideko balbula duen eskema hidraulikoa


265

Kontuz!Presioa erregulatzeko 3 bideko balbularen kokapena pistoiaren profilakzehazten du. Presioa erregulatzeko 2 bideko balbula presioa mugatzeko balbu-la batekin konbinatuz, kokapena erregulatu egin daiteke.

Ijezketa-zilindroari kanpoko indarrek eragiten diotela kontuan hartuz, dagokionsistema hidraulikoak presioa erregulatzeko 3 bideko balbula edo presioa erre-gulatzeko 2 bideko balbula presioa mugatzeko balbula batekin konbinatutaeduki beharko du.Kasu jakin honetan presioa erregulatzeko 3 bideko balbula, kokapen negatiboaduena, ipintzea komeni da (T, P itxi baino lehen irekitzen da). 2 bideko PEBeta PMB konbinatuz, PMBko presioa PEBkoa baino balio txikiagoetara doitubeharko da.

B6.2


266

PDF Hidraulika III B01 06

Documents

Transcript of PDF Hidraulika III B01 06