Presin: fuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo.

Las unidades que se utilizan para la presin son:

En el Sistema Internacional: el Pascal (Pa)

Un pascal es la presin ejercida por una fuerza de un newton (N) cuando se aplica perpendicularmente a una superficie de un metro cuadrado (m2). Pero el Pascal es muy pequeo para las presiones con las que vamos a

trabajar, por lo que emplearemos el bar.

El aire comprimido que se emplea en la industria se comprime hasta alcanzar una presin de unos 6 bares con respecto a la atmosfrica (presin relativa).

Magnitudes e instrumentos (1)

1 Pa = 1 N/m2

Presin = Fuerza / Superficie

105 Pa = 1 bar 1 atmsfera

Magnitudes e instrumentos (2)

Los manmetros son instrumentos que nos indican el valor de la presin relativa que estamos utilizando.

Presin absoluta = P. atmosfrica + P. relativa

El manmetro

mide esto

Magnitudes e instrumentos (3) Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa una seccin de la

tubera en la unidad de tiempo.

Las unidades que se utilizan para el caudal son metros cbicos por segundo (m3/s). Sin embargo, en los clculos tcnicos, suelen emplearse diferentes unidades, dependiendo del tipo de instalacin. Las ms habituales son litros por minuto (L/min), litros por segundo (L/s), metros cbicos por minuto (m3/min) y metros cbicos por hora (m3/h)..

Los instrumentos para medir el caudal se llaman caudalmetros.

Las magnitudes que usamos en neumtica e hidrulica equivalen a otras magnitudes elctricas que hemos usado anteriormente.

Caudal = Volumen / Tiempo

Magnitudes elctricas

Magnitudes neumticas e hidrulicas

Intensidad Caudal

Tensin (voltaje) Presin

Principios fsicos

El aire, para presiones inferiores a 12 bares se comporta siguiendo la ley de los gases perfectos:

P * V = m * R * T Si mantenemos constante la temperatura tenemos:

Si mantenemos constante la presin tenemos:

Si mantenemos constante el volumen tenemos:

P = presin (N/m2)V = vol. Especfico

(m3/kg)m = masa (kg)R = cte. del aire

(286,9 J/kg * K)T = temperatura (K)

Modificando la presin, la temperatura cambia y viceversaP / T = cte.

Modificando la presin, el volumen cambia y viceversa

P * V = cte.

Modificando el volumen, la temperatura cambia y viceversa

V / T = cte.

Actuadores neumticos. Tienen como funcin transformar la energa acumulada en el aire

comprimido en energa mecnica mediante un movimiento rectilneo o de vaivn. Se denominan genricamente cilindros.

Un cilindro es un tubo de seccin circular constante, cerrado por sus extremos, en cuyo interior se desliza un mbolo solidario con un vstago que atraviesa uno de los fondos. El mbolo divide al cilindro en dos volmenes llamados cmaras. Dispone de aberturas en las cmaras por las que penetra y sale el aire.

Los actuadores neumticos se clasifican en dos grandes grupos: cilindros de simple efecto y cilindros de doble efecto.

En el cilindro de simple efecto, el aire introducido desplaza el pistn y el vstago con un movimiento lineal y produce una accin. El retroceso del pistn a la posicin inicial se realiza mediante un muelle.

En el cilindro de doble efecto, el aire provoca tanto el avance como el retroceso del pistn y genera una accin en ambos sentidos.

La capacidad de trabajo de los cilindros viene determinada por dos magnitudes: la carrera y el dimetro.

La carrera (e) es el desplazamiento que efecta el mbolo en el interior del cilindro. De ella depende la longitud (L) de desplazamiento del vstago.

El dimetro (D) determina la superficie del mbolo. Dada una determinada presin del aire, cuanto mayor sea la superficie del mbolo, mayor ser la fuerza que ejerce el vstago, ya que:

empuje terico

En el caso de los cilindros de doble efecto, adems de producirse una fuerza en el avance del vstago, tal y como aparece en la expresin anterior, tambin se produce fuerza en el retroceso del vstago, y viene determinada por la siguiente expresin:

Donde: F= fuerza ejercida por el vstago (N); P= presin del aire (Pa); D=dimetro del mbolo (m) y d = dimetro del vstago.

Fuerza que ejerce el vstago

10

Cilindro de simple efecto Cilindro de doble efecto

Fuerza terica

Fuerza efectiva en el avance

Fuerza efectiva en el avance

Fuerza efectiva en el retroceso

p = Presin, N/m2.

S = Superficie del embolo

Fm = Empuje del muelle, N.

R = Radio del mbolo, mm2.

r = Radio del vstago, mm2.

V = Volumen cmara anterior delcilindro.

V = Volumen cmara posterior delcilindro.

;

L = Carrera del cilindro

EJEMPLO

Cul ser la fuerza mxima de empuje y de retroceso de un cilindro de doble efecto que tiene los siguientes datos, si le aplicamos en ambos casos una presin de 300.000 Pa? Superficie del mbolo = 10 cm2. Superficie del vstago = 1 cm2.

En la prctica es necesario conocer la fuerza real. Para determinarla es necesario tener en cuenta los rozamientos. En condiciones normales de servicio (presin de 4-8 bar) puede suponerse que las fuerzas de rozamiento representan de un 3 a un 20% de la fuerza obtenible.

Cilindros de simple efecto:Fn = A . p (Fr + Ff)

Cilindros de doble efecto (al avance). Cilindros de doble efecto (retorno).Fn = A . p Fr Fn = A . p Fr Fn = Fuerza real (kgf) (N)

A = Superficie til del mbolo (cm2)=

A = Superficie til restando la del mbolo. =

Donde:p = presin de alimentacin (bar. Kgf/cm2).Fr = Fuerza de rozamiento (3-20%) (Kgf) (N)Ff = Fuerza de retorno del muelle (Kgf) (N)D = Dimetro del mbolo (cm)d = Dimetro del vstago (cm)

Ejemplo Determinar la fuerza terica y real de un cilindro neumtico

cuyas dimensiones son 50/12/200 (D = 50 mm, d = 12 mm, carrera 200 mm) considerar la fuerza de rozamiento igual al 10% de la fuerza obtenible.

Superficie del mbolo:

Superficie restando el mbolo:

Empuje terico al avance:

Resistencia de rozamiento 10% = 11,775 Kgf

Empuje real al avance:

Fuerza de traccin, terica al retroceso

Resistencia de rozamiento 10% = 11,1 kp.

Fuerza de traccin real al retroceso.

Ejemplo Seleccionar un cilindro de doble efecto que eleve una carga

en forma vertical. La disposicin se muestra en la figura, se ha podido determinar los siguientes datos:

- Masa a mover : 200 kg.- Longitud de carrera : 600 mm.- Tiempo de carrera : 4S- Presin de trabajo : 6 bar- Tramo de aceleracin : 5 cm.

Fuerzas que acten en el cilindro:Fw = Debido al peso de la masa m.Fa = Debido a la aceleracin de la masa.FR = Debido al rozamiento en el cilindro.La fuerza (F) que debe entregar el cilindro debe ser mayor que todas las fuerzas exteriores contrarias.F Fw + Fa + Fr

Clculo de Fw :Fw = mg = 200 Kg. 10 m/s2 =2000N

Clculo de Fa :

En la tabla con una presin de 6 bar y una fuerza de

2306 N, obtenemos un dimetro del mbolo de 80 mm.,

y un dimetro del vstago igual a 25 mm.

Se debe chequear el dimetro del vstago por pandeo,

para lo cual, se ingresa al grfico con una fuerza de

pandeo igual a 2306 N y un dimetro de vstago de 25

mm.

Encontramos que la carrera admisible para dichos

valores es de aprox. 920 mm., lo que indica que no

fallar el vstago por pandeo.

TABLAS

EJEMPLO

Disponemos de un cilindro de simple efecto al que le aplicamos una presin de 600.000 Pa, si la superficie que tiene el mbolo es de 10 cm2 y la fuerza que realiza el muelle de retorno es de 20 N. Cul ser la fuerza F1, que puede realizar el vstago?

F1 = P * S Fr

Consumo de aire Para el acondicionamiento y conocer el gasto de energa, es importante

conocer el consumo de aire de la instalacin. Para lo cual, se halla el consumo a la presin de trabajo, llevando luego dicho valores a condiciones normales.

CAUDAL

Se define como la cantidad de fluido que pasa a travs de una seccin del circuito por unidad de tiempo. Q = V /t

Donde:

Q: caudal en m3 / s

V: volmen en m3

t: tiempo en s

En el S.I. se mide en m3 / s, aunque es ms habitual utilizar unidades como l/m, l/s, m3 / h etc.

Ejemplo:

Calcular el consumo de un cilindro de doble efecto de 25/12/100, presin de 6 bar y 10 ciclos por minuto.

Consumo de aire al avance y el retroceso.

Q 869 cm3 / min. a 6 bar (man).

Llevando estos valores a condiciones normales.

Calcula la fuerza que ejerce un vstago de un cilindro de simple efecto si la fuerza de retroceso del muelle es de 10 N, la seccin del mbolo es de 7 , y est sometido a una presin de 2 atm.

EJEMPLO Un cilindro de doble efecto tiene 60 mm de dimetro y

15 mm de vstago siendo la presin de trabajo de 6 bar y el rendimiento del 90%. Calcular la fuerza que ejerce en el avance y en el retroceso.

Freal=Fteorica-Frozamiento=Fteorica-10%=90%Fteorica

Determine el trabajo efectivo que realiza un cilindro de simple efecto de 80 mm de dimetro y 20mm de carrera. El cilindro funciona a una presin de 6 bar, la resistencia del muelle es de 251 N y el rendimiento del 65%.

Depsitos El aire comprimido es, quizs la nica forma de energa

fcilmente almacenable. Suelen utilizarse para este propsito tanques o depsitos de muy variados tamaos.

Todas las plantas de produccin de aire comprimido tienen normalmente uno o ms depsitos de aire. Sus dimensiones se establecen segn la capacidad del compresor, sistema de regulacin, presin de trabajo y variaciones estimadas en el consumo de aire.

Para compresores con una presin efectiva de trabajo de hasta 9 bares, en condiciones normales de funcionamiento, el tamao del tanque o depsito, en volumen, ha de ser aproximadamente unas seis veces la capacidad del compresor en las mismas unidades en segundos. Esto se aplica a la vlvula automtica de descarga, es decir, el motor girar continuamente, mientras que el compresor ser peridicamente descargado. La diferencia entre la presin de carga y la de descarga no debe ser menor, en sus lmites de 0,4 bares para cada etapa de descarga.

En compresores que funcionen con arranque y parada automtico, la capacidad del depsito debe ser seleccionada segn la capacidad del compresor y el consumo de aire en la red, de forma que arranque un mximo de 10 veces por hora, uniformemente repartidos en intervalos de seis minutos. En este caso la diferencia de presin entre la de parada y la de arranque debera ser mayor, del orden de 1 bar.

Resumiendo, el tamao de un depsito o acumulador de aire comprimido depende:

- Del caudal de suministro del compresor

- Del consumo de aire

- De la red de tuberas (volumen suplementario)

- Del tipo de regulacin

- De la diferencia de presin admisible en el interior de la red

El tamao del acumulador puede determinarse mediante la siguiente ecuacin:

Donde C es el consumo de aire en Condiciones Normales, expresado en metros cbicos por minuto. T es el tiempo requerido para el llenado del depsito y P (Pmax-Pmin) es variacin entre la presin mxima y mnima en dicho depsito.

V0 = 250Qn/ Z(P1-P2)

V0 volumen nominal del deposito con P0 = 1,013 barP1 presin mxima en el interior del tanqueP2 presin mnima en el interior del tanqueQn caudal suministrado por el compresor en m3/hZ conexiones/desconexiones por hora del compresor

A modo de ejemplo, para una instalacin en la que el caudal requerido sea de 20 m3/min, la frecuencia de conmutacin del compresor sea de 20/ h y la diferencia de presin sea de 1 bar (100 KPa), obtendramos lo siguiente: Entrando en la grfica por el eje de ordenadas (20 m3/min), nos movemos horizontalmente hasta cortar con la lnea correspondiente a la cada de presin (1bar). Una vez ah, subimos verticalmente hasta la lnea correspondiente a la frecuencia de conmutacin (20/ h), y despus horizontalmente hallamos la capacidad del depsito de nuevo en el eje de ordenadas, con lo que el volumen para el depsito resulta ser de 15 m3. Por otra parte, para el dimensionado de las paredes del depsito, recurriramos a los conceptos de la elasticidad y resistencia de materiales: planteando el equilibrio de fuerzas en una seccin del depsito y en las tapas (parte superior e inferior del cilindro), obteniendo el espesor de dicho depsito.

Motores neumticos Los motores neumticos son unos elementos capaces

de transformar la energa neumtica en energa mecnica segn un movimiento rotativo. Existen muchas herramientas que funcionan con aire comprimido y necesitan un motor, por ejemplo, taladradoras. Los motores neumticos no solamente son tiles como herramientas de trabajo, tambin tienen un uso industrial, aunque no sea lo ms comn, porque ya existen los motores elctricos. Sin embargo, en ciertas industrias, pueden llegar a ser necesarios, por temas de seguridad o higiene.

Las principales ventajas que obtenemos del uso de motores neumticos son:

- Compactos y livianos: Un motor neumtico con la misma potencia que un motor elctrico pesa slo una cuarta parte que ste y ocupa slo una sexta parte de espacio. Adems, desarrollan mucha ms potencia con relacin a su tamao y peso que la mayora de los otros tipos de motor. - Sencilla instalacin: Debido a lo dicho anteriormente. - Fcil inversin del giro: Por medio de una vlvula de control, funcionando con la mxima eficiencia a derechas o a izquierdas. - Par creciente con la carga: La potencia de un motor neumtico es relativamente constante dentro de una amplia gama de velocidad - cuando la velocidad se reduce debido a un incremento de la carga, el par aumenta. - Sin daos por sobrecargas: Los motores neumticos se pueden ahogar indefinidamente sin que se recalienten ni experimenten ningn otro tipo de dao. Tambin se pueden arrancar y parar repetidamente sin lmite.

- Potencia ajustable: El par y la potencia de un motor neumtico se pueden ajustar progresivamente variando la presin de trabajo. Adems, la velocidad tambin se puede ajustar progresivamente en toda su gama variando el caudal de aire.

- Robustez: Los motores neumticos no se ven afectados por el calor, vibracin, corrosin o golpes. Su rendimiento en ambientes hostiles no puede ser igualado por ningn otro tipo de motor. El diseo y construccin sencillos, con muy pocas piezas mviles, aseguran una fiabilidad ptima y un mantenimiento mnimo.

- Resistencia a ambientes hostiles y agresivos: Al no generar chispas, resultan ideales para zonas con riesgo de explosin y/o incendio. Adems, su construccin los hace ideales en ambientes salinos y otras atmsferas corrosivas.

Tipos de motores neumticos Los motores neumticos ms tpicos son de engranaje,

de pistones y de paletas.

Los primeros son los ms comunes, y son capaces de dar hasta 60CVde potencia. Estn considerados de bajo rendimiento, porque consume ms energa que la que transmite.

Los de paletas consiguen potencias de hasta 30CV y los de paletas son el tipo de motor que se usan en las herramientas, como lijadoras y taladradoras. Dan una potencia mxima de 20 CV, y tienen unas velocidades de 3000 hasta 9000 r.p.m.

Motores neumticos de pistonesLos motores de pistones pueden ser de cuatro, cinco o seiscilindros.El trabajo lo produce el aire comprimido sobre los pistones alojados encada cilindro.Estos motores desarrollan un par de arranque mejor.

Tienen mejores propiedades a bajas revoluciones que los motores de paletas

Generadores de Vaco, Ventosas La palabra vcuo, originaria del latin "Vacuus",

significa vacio. Entretanto, podemos definir tcnicamente que un sistema que se encuentra en vaco es, cuando el mismo est sometido a una presin inferior a la presin atmosfrica.

Ventosas Las dos tcnicas ms comunes empleadas para la

fijacin y levantamiento de piezas o materiales, en la industria, son las garras mecnicas y las ventosas, las cuales se aprovechan del vaco para realizar el trabajo. El empleo de garras mecnicas ofrece, como ventaja principal, la facilidad en la determinacin de las fuerzas necesarias para la fijacin y sustentacin de cargas. Entretanto, si el material de carga a ser fijada fuera frgil o presentara dimensiones variadas, se recomienda usar ventosas.

Ventosa EstndarEl tipo ms comn de ventosa, utilizado en la fijacin y transporte de cargas que presentan superficies planas o ligeramente curvas, es la ventosa estndar.La ventosa estndar es producida con diferentes formas, que varan de acuerdo con su aplicacin.

HIDRULICA

Introduccin

La hidrulica solo comenz a utilizarse en el siglo XVII.

El estudio de la hidrulica concierne al empleo y caractersticas de los lquidos.

Se le atribuye el significado de transmisin y control de fuerzas y movimiento por medio de lquidos

Ventajas de la Hidrulica Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o mementos de giro El aceite empleado en el sistema es fcilmente recuperable Velocidad de actuacin fcilmente controlable Instalaciones compactas Proteccin simple contra sobrecargas Cambios rpidos de sentido

Desventajas de la Hidrulica El fluido es mas caro. Perdidas de carga. Personal especializado para el mantenimiento. Fluido muy sensible a la contaminacin.

Principales campos de aplicacin

Industria metal mecnica

Industria siderrgica

Industria Elctricas y Electromecnica

Industria Qumica

Industria Textil

Industria de la madera y el papel

Industria Naval

EJEMPLOS DE APLICACIN

Maquinas herramientas

Copiador hidromecnico Mesa giratoria

Palas mecnicas Elevadores

EJEMPLOS DE APLICACIN

Maquinaria mvil

Fundamentos Fsicos

Es el resultado de una fuerza aplicada a la superficie de un cuerpo (N/m2).

Su unidad segn el S.I. es el Pascal (Pa), aunque tambin se suele expresa en:

N/m2= 1 Pa

bares 1 bar= 105Pa

Psi(libra por pulgada cuadrada) = 0.06895 bar

Kg /cm ~ Kp/cm ~ bar

El manmetro es el instrumento que se usa para medir la presin.

LA PRESIN (P)

MAGNITUDES FSICAS QUE INTERVIENEN EN LOS SISTEMAS NEUMTICOS E HIDRULICOS

PRESINSe define como la fuerza ejercida por unidad de

superficie

P = F/ S

Donde:

P: presin en Pa

F: fuerza en N

S: superficie en m2

En el S.I. se mide en Pascales (Pa)

1 Pa = 1 N/ 1 m2

F1/S1 = P = F2/S2

Es decir: si sobre el pistn de poca superficie aplicamos una fuerza pequea, sta se transmite al pistn de superficie grande, amplificada.

Pero aunque la fuerza se amplifique, no sucede lo mismo con la energa, que se conserva.

Principios fsicos

Principio de Pascal: Cuando se aplica presin a un fluido incompresible encerrado en un recipiente, esta presin se transmiteinstantneamente y por igual a todo el fluido.

La presin existente en un lquido confinado (encerrado) acta

igualmente en todas direcciones, y lo hace formando ngulos

rectos con la superficie del recipiente".

Esta es la ley ms elemental de la fsica referida a la hidrulica.

P1

P2 P3

P4

P5

P1 = P2 = P3 = P4=P5

PRINCIPIO DE PASCAL

Joseph Bramah, utiliz el descubrimiento de Pascal para fabricar una prensa hidrulica.

Si una pequea fuerza, acta sobre un rea pequea, sta crear una fuerza proporcionalmente mas grande sobre una superficie mayor.

Propagacin de la presin.Multiplicacin de la fuerza.Multiplicacin de la presin.Multiplicacin de la distancia.

Aplicacin de la Ley de Pascal por Bramah

Principios fsicos

Principio de Bernoulli o Ley de Continuidad: El caudal de un fluido incompresible se mantiene constante en los circuitos hidrulicos en serie.

Por otro lado cuando la velocidad del fluido aumenta, disminuye la presin (efecto Venturi).

Q1 = Q2 = cte.

A1 * v1 = A2 * v2

Como A1 > A2,

entonces v2 > v1

Q = caudalA = seccin del tubov = velocidad del fluido

v2 > v1

P2 < P1

Es el volumen de un liquido que fluye a travs de un tubo por un

tiempo conocido. Q=V/t

Para un cilindro:

V=AxSQ=(AxS)/t

Q: caudal

V: volumen

t: tiempo

A: rea

S: carrera

o El caudal volumtrico de un lquidoque fluye por un tubo de variosdimetros es igual en cualquier partedel tubo. Esto significa que el fluido atraviesa los segmentos ms pequeoscon mayor velocidad.

CAUDAL VOLUMTRICO

El flujo de fluidos en tuberasFlujo laminar

Las capas de fluido se mueven en forma paralela una a la otra, las prximas a las paredes internas de la tubera lo hacen ms lentamente, mientras que las cercanas al centro lo hacen rpidamente.

Flujo turbulento

Las partculas de fluido se mueven en forma desordenada con respecto a la direccin del flujo.

Excesos de velocidad de circulacin

Cambios bruscos del dimetro de tubera

Rugosidad interna de la tubera

Funcin del fluido oleohidrulico

Las finalidades esenciales de un fluido oleohidrulico son:

I. Ser el medio transmisor de energa. II. Lubricar los componentes que constituyen el sistema. III. Minimizar las fugas. IV. Disipar el calor generado en el sistema

Adems de estas funciones: Impedir la corrosin (oxidacin). Reducir la formacin de espuma. Compatibilidad con los elementos de estanqueidad. Mantener un ndice de viscosidad relativamente estable en un amplio rango de

temperatura. Resistencia al fuego. No ser txico

Clasificacin de los Fluidos

Desde 1977 la clasificacin internacional adoptada para los aceites industriales (por el I.S.O.), est basada en la viscosidad a 40 gC en

centiestokes.Las distintas normas (AFNOR, DIN, CETOP, ISO)definen 4 tipos de fluidos:

HH : aceite mineral no inhibido.

HL : aceite mineral poseedor de propiedades antioxidantes y anticorrosin.

HM : fluido de categoria HL con caractersticas antidesgaste.

HV : fluido de categoria HM con propiedades viscosidad-temperatura mejoradas.

Propiedades de los fluidos

o Densidad.

En la prctica, se puede asimilar al peso especfico y proporciona, en algunos casos, una referencia en cuanto al origen del aceite.

La densidad se expresa en gramos por centmetro cbico.

La densidad varia con la temperatura en 6x10-4 g/cm3 aproximadamente, por grado centgrado.

Cuanto mayor es el grado API, menor es la densidad.

La escala API va de 0 (que corresponde a 1076g/cm3) y 100 (que corresponde a 0,6112g/cm3).

o ViscosidadLa viscosidad es la resistencia del fluido a derramarse o fluir por el interior de un conducto. Puede ser determinada midiendo el tiempo que tarda el fluido en fluir a travs de un orificio normalizado a una determinada temperatura. Esta temperatura suele ser 100 gF y 210 gF (37.8 gC y 98.9 gC). En general, se definen dos tipos de viscosidad:

-La viscosidad dinmica

Donde es la tensin tangencial (se opone al movimiento) y es la direccin normal al movimiento. La unidad fundamental es al poise (en la prctica centipoise).

-La viscosidad cinemtica

Donde es la densidad del fluido. Su unidad fundamental es el stoke (en la prctica centistoke, cst).

Variacin de la viscosidad:

Temperatura, la viscosidad de un fluido disminuye con la reduccin de densidad, que tiene lugar al aumentar la temperatura.

Presin, la viscosidad no se ve afectada ante presiones moderadas pero se han encontrado grandes incrementos a presiones sumamente elevadas.

Efectos a los que son sometido los fluidos

Un aumento de temperaturaprovoca un efecto de expansin enliquido y gases. La expansin delaceite hidrulico en un circuitocerrado es un problema, ya que lapresin interna puede alcanzarvalores de 1400 kg/cm2.

Todos los materiales soncompresibles en mayor o menorgrado (ya sean lquidos, gases oslidos). El diseado hidrulicodebe tener en cuenta lacompresibilidad de los lquidospara prevenir los golpes de ariete.

Elementos de una instalacin hidrulica

LAS BOMBAS HIDRULICAS

Son los elementos encargados de impulsar el aceite o lquido hidrulico, transformando la energa mecnica rotatoria en energa hidrulica.

El proceso de transformacin de energa se efecta en dos etapas: aspiracin y descarga.

Clasificacin de las Bombas: Caudal constante (cilindrada constante) Caudal variable (cilindrada variable)

Cilindrada : Se refiere al volumen de aceite que la bomba puede entregar en cada revolucin.

D = Dimetro mayor del engranaje d = Dimetro menor del engranaje l = Ancho del engranaje Unidad: cm3/rev

Caudal Terico :Es el caudal que de acuerdo al diseo, debiera entregar la bomba (caudal Ideal)

C = Cilindrada (cm3/rev)

N = Rpm (1/rev)

Rendimiento Volumtrico

QR = Caudal Real

QT = Caudal Terico

TIPOS DE BOMBAS

Tipos de bombas

Engranajes

Dientes externos

Dientes internos

Lbulos

Paletas

Desequilibradas

Equilibradas

Pistones

Axiales

Radiales

Bombas de engranajes

De dientes externos:

Estn compuestas por un par de engranajes que trabajan dentro de un cuerpo de aluminio.

El aceite atrapado entre los dientes de los engranajes y las paredes de la caja, es llevado hacia la boca de salida.

Gracias a los dientes opuestos impiden que el aceite retroceda, por lo tanto el aceite es obligado a circular por todo el sistema.

De dientes internos:

Estas tambin constan de dos engranajes, pero en ella el engranaje recto gira dentro de otro ms grande de dientes internos.

El principio de funcionamiento es el mismo que el de la bomba de engranajes externos, con la diferencia que en sta ambos engranajes giran en la misma direccin.

Engranaje de lbulo:

Esta bomba funciona siguiendo el principio de la bomba de engranajes de dientes externos, ambos elementos giran en sentidos opuestos.

Bombas de paleta

Desequilibradas:

Tiene un solo ciclo de trabajo a cada revolucin del motor esta solo tiene una boca de entrada y una boca de salida y el rotor esta descentrado en relacin con el estator.

Al tener la bomba una sola zona de alta presin se originan fuerzas que no son compensadas, lo que indica que la bomba se trata de una bomba desequilibrada.

Equilibradas:

El rotor y el anillo estn ubicados concntricamente.

Posee dos zonas de aspiracin y dos de descarga, por lo tanto la aspiracin y descarga se realiza dos veces en cada revolucin.

Su caudal es fijo. Las fuerzas resultantes se anulan,

por lo tanto la bomba es equilibrada

Bombas de pistones

Axiales:

El vaivn de los pistones se consigue por el ngulo que forman el eje de accionamiento de la placa con el eje longitudinal del bloque de cilindros bombeando el aceite.

Radiales:

Estas son las ms ingeniosas de todas permite obtener altas presiones, grandes caudales, grandes velocidades y caudal variable .

VLVULAS DISTRIBUIDORAS

VLVULAS DISTRIBUIDORAS

VLVULAS DISTRIBUIDORAS

VLVULA 2/2 VLVULA 2/2 VLVULA 3/2

3/3

VLVULA 3/2

3/3

VLVULA 4/2

4/3

VLVULA 4/2

4/3

VLVULA 5/2

5/3

VLVULA 5/2

5/3

El fluido que circula por el sistema hidrulico debe ser dirigido convenientemente a los diversos cilindros, actuadores, o motores, de acuerdo a las exigencias y secuencias del trabajo que se deba realizar.

Las vlvulas direccionales ms elementales son las de dos, tres y cuatro vas .

Los accionamientos suelen ser iguales a los usados en sistemas neumticos (pulsadores, rodillos, solenoides, etc.) pero en hidrulica se ejecutan por la derecha.

Vlvulas reguladoras de caudal

Las aplicaciones de los reguladores de caudal no estn limitadas a la reduccin de la velocidad de los cilindros o actuadores en general, pues adems tienen gran aplicacin en accionamientos retardados, temporizaciones, impulsos, etc.

Los reguladores de caudal pueden se unidireccionales y bidireccionales.

Vlvula de aguja

Vlvula de compuerta

Vlvula de esfera

Simbologa de vlvulas reguladoras de caudal

a) Reguladora de caudal bidireccional

b) Reguladora de caudal unidireccional

c) Reguladora de caudal compensada

d) Vlvula de estrangulacin de diafragma

e) Vlvula de estrangulacin de diafragma

unidireccional

f) Vlvula de estrangulacin de diafragma

ajustable

g) Vlvula de estrangulacin de diafragma

ajustable unidireccional

h) Reguladora de caudal en alimentacin

i) Controles de caudal

Vlvulas reguladoras de presin

Una vlvula reguladora de presin tiene por misin mantener en lnea sistema un valor de presin constante, an si la red de alimentacin tiene presiones de valor oscilante y consumos variables.

Estas vlvulas pueden tener un ajuste fijo o regulable, por lo que pueden ser con muelle o sin este.

Simbologa de vlvulas reguladoras de presin

a) Limitadora de presin

b) Limitadora de presin con piloto externo

c) Reductora de presin

d) Vlvula de descarga

e) Reductora de presin con piloto externo

f) Vlvula de secuencia

g) Vlvula de secuencia con piloto externo

h) Limitadora de presin preaccionada

i) Vlvula de descarga con antirretorno

j) Vlvula de descarga con piloto externo

k) Vlvula de secuencia con antirretorno

Vlvulas de seguridad

La vlvula de seguridad es un elemento indispensable en las instalaciones hidrulicas y es el aparato que ms cerca debe ponerse de la bomba, su misin es limitar la presin mxima del circuito para proteger a los elementos de la instalacin.

Esta vlvula, tambin conocida como vlvula de descarga, de alivio, de sobrepresin o VLP, acta cuando se alcanza el valor de la presin regulada en el resorte.

Vlvulas de retencin

Tambin llamadas de bloqueo, antirretorno, check o clapet.

Es una vlvula que permite la circulacin del fluido en un solo sentido, en la direccin contraria se cierra impidiendo el paso.

La obturacin del paso puede lograrse con una bola, disco, cono, etc., impulsada por la propia presin de trabajo o bien con la ayuda complementaria de un muelle.

Sin precarga

Con resorte de precarga

Desbloqueable

ACTUADORES

a) Retorno por resorte

b) Extensin por resorte

c) Retorno por fuerza externa

d) Con vstago simple( general)

e) Con amortiguacin ajustable

f) A vas mltiples

g) Diferencial

h) Compresin

i) Telescpico

j) A traccin

k) Telescpico doble efecto

Cilindros Hidrulicos

Elementos de una unidad hidrulica

Depsitos

Los depsitos de fluidos hidrulicos son fabricados con lminas de aceros, fundiciones especiales y aluminio.

Se clasifican en dos grandes grupos:

los abiertos al aire libre los cerrados bajo presin

Y pueden ir instalados: Con tubera que desemboca por

encima del nivel del fluido. Con tubera que desemboca por

debajo del nivel del fluido (caso corriente).

Con tubera en carga.

Propsito de los depsitos:

Almacenar el fluido de transmisin de potencia.

Compensar las fugas.

Permitir que el fluido se desecante y se desemulsione.

Actuar como un regulador trmico.

Completar la funcin de filtrado.

Proteger al fluido contra la suciedad y cuerpos extraos.

Acumuladores

Los acumuladores son dispositivos hidrulicos que pueden realizar la misma funcin que una bomba, es decir, actan como generadores de energa.

Propsitos de los acumuladores:

Acumulador de energa Antigolpe de ariete Antipulsaciones Compensador de fugas Fuerza auxiliar de emergencias Amortiguador de vibraciones Transmisor de energa de un

fluido a otro

Tipos de acumuladores

Acumulador de contrapeso Acumulador cargado por muelle

Acumulador de Pistn

Acumulador de Diafragma

Acumulador de gas no separado

Acumulador de vejiga

Equipos de medicin y otros componentes

Filtros a) manmetros.b) Termmetro.

c) Medidor de caudal.

d) Enfriador

e) Enfriador calentador

f) Enfriador por aire

Vlvulas de Presin

Limita la presin de trabajo a un valor mximo admisible.

Dispositivo de proteccin contra sobrecargas.

Vlvulas de seguridad.

Reduce la presin de salida respecto a una presin superior de entrada.

La presin de salida deber ser siempre constante.