José María Martín Chaves 5º Ingeniería Industrial UHU.
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José María Martín Chaves5º Ingeniería Industrial
UHU
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ÍndiceFormas de transmisión de energíaAccionamiento hidráulicoFluidos hidráulicos
Función del fluido hidráulicoCircuito hidráulico. Componentes
Bombas hidráulicas. Tipos Elementos de regulación y control
Válvulas Actuadores
Cilindro hidráulico. Tipos. Selección.
Motor hidráulico. Tipos Selección.
Acondicionadores y accesoriosControl del sistema hidráulicoAplicaciones.
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Formas de transmisión de energía
Hidráulica Neumática Electricidad Mecánica
Fuente de energíaMotor eléctrico
Motor de combustiónAcumulador hidráulico
Motor eléctricoMotor de
combustiónRecipiente de
presión
RedBatería
Motor eléctricoMotor de combustión
Elemento transmisión de energía
Tuberías y manguerasTuberías y mangueras
Cables eléctricosCampos
magnéticos Palancas, ejes, etc.
Portadores de energíaLíquidos
Aire Electrones Cuerpos rígidos y
elásticos
Densidad de fuerza (densidad de potencia)
Grandes, altas prestaciones, grandes
fuerzas, volumen pequeño.
Baja, bajas presiones
Baja Grande
Variación continua de parámetros (aceleración, retardos..)
Muy buena por presión y caudal
Buena por presión y caudal
Buena Buena
Tipo de movimiento de los accionamientos
Lineal y rotatorio Lineal y rotatorio Predominante el rotatorio.
Lineal y rotatorio
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Accionamiento hidráulico
Se llama transmisión hidráulica un dispositivo para transmitir la energía mecánica y transformar el movimiento mediante un líquido.
La transmisión hidráulica se compone de los elementos principales: bombas que transforman la energía mecánica en hidráulica ( energía del flujo de líquido) y motor hidráulico que realiza la transformación inversa de la energía.
Bajo accionamiento hidráulico se entiende un dispositivo formado por la transmisión hidráulica, sistema de mando y dispositivos auxiliares.
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Fluidos hidráulicos
En principio, cualquier líquido es apropiado para transmitir energía. No obstante, el líquido utilizado en un sistema hidráulico tiene que cumplir con ciertas condiciones. El agua presenta ciertas VENTAJAS: poca contaminación en caso de fugas, ningún riesgo de incendio, facilidad de manejo, barato, pero tiene bastantes INCONVENIENTES: no lubrica adecuadamente, corroe materiales férreos, su viscosidad es baja y dificulta la estanqueidad, su punto de congelación es alto y su punto de ebullición es bajo. Por tanto, hay que recurrir a otro tipo de fluido.
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Función del fluido hidráulico
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Circuito hidráulico
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Componentes circuito hidráulico
Son todos aquellos elementos que incorpora el sistema para su correcto funcionamiento, mantenimiento y control. Se pueden agrupar en cuatro grupos:
Bombas hidráulicas
Elementos de regulación y control
Actuadores
Acondicionadores y accesorios
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Bombas hidráulicasElementos que transforman la energía mecánica en hidráulica
(bombas hidrostática o de desplazamiento positivo).
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Tipos de bombas hidráulicasEngranajes Paletas
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Elementos de regulación y control
Encargados de regular y controlar los parámetros del sistema como son presión, caudal, temperatura, dirección, etc. (válvulas).
Tres grupos fundamentales:
Reguladoras de presión.-Limitan presión máxima o mantienen presión del sistema ( de seguridad, reductoras etc.).
Direccionales.- Permiten el paso del fluido en un sentido u otro a través de las líneas de conexión (antirretorno, unidireccionales, etc.).
Reguladoras de caudal.- Delimitan el volumen por unidad de tiempo que pasa por el sistema. ( de bola, de aguja, etc.).
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Ejemplos de válvulasDireccionales
Reguladora de presión Reguladoras de caudal
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Actuadores
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Cilindro hidráulico
Ventajas:
Fácil montaje.Buen rendimiento.Posibilidad de cilindros de gran potencia en espacio reducido.Fuerza constante en toda la carrera del cilindro.Velocidad del pistón constante en toda la carrera.
Los cilindros son los actuadores que transforman la energía hidráulica en una fuerza lineal.
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Cilindro hidráulicoSe pueden dividir en:
De efecto simple.- El fluido entra y sale por una sola cámara del mismo, mientras que el movimiento en sentido contrario se realiza por fuerzas externas al propio sistema hidráulico (gravedad o fuerzas mecánicas).
De efecto doble.- El desplazamiento en uno y otro sentido del vástago del cilindro se realiza por medio de la presión hidráulica.
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Tipos de cilindros hidráulicos
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Tipos de cilindros hidráulicos
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Selección de cilindros
Datos de entrada
o 1. Fuerza que debe hacer el cilindro.
o 2. Velocidad a la que se debe desplazar el cilindro.
o 3. Longitud del cilindro.o 4. Los coeficientes de seguridad.
Datos de salida
o 1. Caudal necesarioo 2. Diámetro del cilindro.o 3. Presión de trabajoo 4. Diámetro del vástago
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Selección de cilindros
Presión requerida Caudal entrada fluido hidráulico
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Selección de cilindros
Pandeo. Fórmula de Euler (sección circular)
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Selección de cilindros
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Motor hidráulico
Los motores hidráulicos son los elementos destinados a transformar la energía hidráulica en energía mecánica rotativa.
Ventajas:
Reducidas dimensiones en comparación con el equivalente eléctrico. Poca inercia facilita el control. Amplia gama de velocidades y gran potencia. Alto rendimiento. Poco desgaste, porque funciona lubrificado.
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Motor hidráulico
Se pueden dividir en:
Rotatorio.- Los engranes son accionados directamente por aceite a presión.
Oscilante.- El movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia.
La clasificación de los motores es similar a las de las bombas hidráulicas.
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Motor hidráulico
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Tipos de motores hidráulicosPistón axial Pistón radial
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Motor hidráulico
Motor Cilindr. (cc/rev) Revoluc. (min-1) Presión(bar) Par (Nm)
Engranajes 1 a 200 500 a 10000 Máx. 300 500
Paletas 5 a 250 100-4000 140-200 100-16000
Tipo orbital 10-800 10- 2500 100-200 Máx.2500
Pistones axiales
200-1500 5-500 Máx. 250 Máx.5000
Pistones radiales
10-8000 0.5-2000 Máx. 450 Máx. 45000
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Selección de motores
Datos de entrada
o 1. Fuerza que debe hacer el motor o par necesario.
o 2. Velocidad de giro.o 3. Presiones en el sistema.
Datos de salida
o 1. Cilindrada del motor.o 2. Caudal de líquido
necesario.o 3. Potencia del motor.
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Selección de motores
Cilindrada requerida
Potencia del motor hidráulico
Caudal necesario
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Acondicionadores y accesorios Son el resto de elementos que configuran el sistema (filtros,
intercambiadores de calor, depósitos, acumuladores de presión, manómetros, presostatos, etc.). Y tienen funciones de medición, control y acondicionamiento.
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Acondicionadores y accesorios
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Control del sistema hidráulico
Los sistemas hidráulicos han sido automatizados, mediantes secuencias eléctricas, realizadas mediante electroválvulas accionadas por relés, finales de carrera, etc.
Las nuevas técnicas y el desarrollo de la tecnología han hecho viable realizar soluciones hidráulicas más precisas y con un número menor de elementos.
Hoy en día un PLC (autómata programable) es capaz de realizar de manera sencilla cualquier programa de automatización por complejo que este sea.
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Aplicaciones
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Aplicaciones
Cilindros hidráulicos
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Aplicaciones
Cilindro doble efecto
Entrada fluido hidráulico
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Aplicaciones
Motor hidráulico