Ingeniera de Ejecucin Mecnica en Mantenimiento Industrial Diagnstico de Sistemas Hidrulicos Profesor Sr. Carlos Villalobos Miranda

Vlvulas ProporcionalesIntegrantes: Ral Prez Moreno Cristin Lizana Marchant

Electrovlvulas Secuencias elctricas: Puesta en marcha Parada Control

Ajustes mecnicos: Cargas de presin Cargas de caudal

Desventajas del sistema convencional de electrovlvulas Varios caudales distintos pueden generar colapsos. Presiones distintas tambin pueden generar colapsos. Requieren multiplicidad de vlvulas de control y accionamiento. Problemas de transicin de una condicin a otra. Para conseguir mejor control de aceleraciones se requiere adicionar vlvulas.

Servovlvulas Control muy preciso de posicin o velocidad. Costo elevado. Baja tolerancia a la contaminacin. Mantenimiento limitado.

Vlvulas proporcionales Llenan el espacio vaco entre las electrovlvulas y las servovlvulas. Una vlvula proporcional puede ajustarse electrnicamente para una serie de cargas sin necesidad de accionamientos hidrulicos.

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Un cuerpo y corredera. Conector elctrico a solenoide. Muelle de retorno de la corredera. Conjunto

Definicin Produce una salida proporcional a la seal de entrada. Puede ajustarse a distancia por medios electrnicos. Las electrovlvulas son accionadas por un solenoide proporcional. Salida de la vlvula proporcional: Presin variable. Caudal variable. Direccin y caudal variables.

Clasificacin Vlvula proporcional de control de presin: Vlvulas de seguridad o reductoras. Su carga de presin se ajusta electrnicamente.

Clasificacin Vlvula proporcional de control de caudal: El caudal que pasa por la vlvula vara electrnicamente.

Clasificacin Vlvulas proporcionales direccionales: Pueden controlar tanto la direccin como el caudal en respuesta a una seal electrnica.

Funcionamiento Tensin elctrica de entrada entre 0 y +/- 9V. Amplificador electrnico de una intensidad elctrica proporcional. Ejemplo: 1 mV = 1 mA

Solenoide proporcional transforma la seal elctrica de entrada en una seal proporcional de fuerza o posicin como salida.

Funcionamiento Las magnitudes de fuerza o posicin como seal de entrada a la vlvula, resultan en un determinado caudal o presin. Esto le permite al sistema, generar una funcin analgica de sentido de marcha, velocidad o fuerza. Simultneamente se puede fijar la variacin en funcin del tiempo.

Construccin de una vlvula proporcional bsica La figura muestra una vlvula bsica con solenoide proporcional que suministra un control remoto del caudal hidrulico. Las vlvulas proporcionales son vlvulas de corredera deslizante. Esta corredera est centrada por muelles (resortes), o con retorno con muelles.

Fuerza de los solenoides convencional y proporcional.

La corredera de la vlvula se mueve proporcionalmente a la seal elctrica aplicada a su solenoide. La seal elctrica se convierte en un movimiento mecnico de la corredera. El caudal de salida es proporcional al caudal de entrada.

Amplificador de control electrnico Suministra la potencia necesaria para que la vlvula acte y realicen funciones adicionales. Las seales de entrada a un solenoide proporcional proviene de una serie de fuentes: Potencimetros. Sensores de temperatura. Transductores de presin. Tacogeneradores. Microprocesadores

Amplificador de control electrnico Estos dispositivos son todos de baja potencia en trminos de tensin y corriente. Dicha potencia debe amplificarse antes de accionar una vlvula proporcional. Para aumentar esta potencia al nivel requerido, una pequea tensin proveniente de una fuente precedente se enva como entrada al amplificador. ste produce la correspondiente intensidad mayor de corriente transmitida al solenoide,

Histrisis Dependencia de un estado de los estados anteriores. Genera que la misma seal de entrada, origine distintos movimientos de la corredera cuando la seal aumenta que cuando disminuye.

Dither El dither es una seal de CA de alta frecuencia y baja amplitud utilizado para compensar los efectos de la histrisis.

Funciones en rampa Las vlvulas proporcionales tambin pueden controlar electrnicamente su velocidad y aceleracin. Se enva al amplificador de control una seal o funcin de rampa, gradualmente creciente o decreciente.

Mantenimiento de vlvulas proporcionales Consultar siempre el catlogo del fabricante. Montaje: Verificar cdigos. Limpieza. Limpieza de la vlvula y del lugar de trabajo. Tanque aislado de impurezas. Tubos y tanques libres de suciedades, arena, viruta o escoria Los tubos doblados en caliente o soldados deben ser decapados lavados y aceitados. Durante la limpieza usar tejidos que no desprendan hilos se recomienda papel especial. Usar filtro de aire recomendado.

Mantenimiento de vlvulas proporcionales Posicin de montaje: Preferentemente en forma horizontal; evitar sobre un consumidor que se mueva.

Conexin elctrica: Como las indica el catlogo, cuidando vlvula de presin y de velocidad.

Mantenimiento de vlvulas proporcionales Puesta en marcha. Fluidos: Cuidar recomendaciones del fabricante. Puede usar aceite mineral. Poliglicoles en soluciones de agua Ester - fosfrico Las temperaturas mximas deben ser del orden de +/- 5 C.

Mantenimiento de vlvulas proporcionales Filtrado de aceite: Para el aceite, y con el fin de obtener una mayor vida til, utilizar 0,001 mm. absolutos en la alimentacin. La diferencia de presin de servicio en los filtros debe ser mayor que la presin de servicio. Durante el cambio de filtro se debe tener especial cuidado con la limpieza.

Purgado del solenoide: Para garantizar una funcin impecable se debe purgar en el punto ms alto.

Disposicin de seales para un amplificador de potencia

Banco de ensayo de la vlvula de control de direccin proporcional

Banco de ensayo de la vlvula de control de direccin proporcional Vlvula de control de direccin proporcional

Dispositivo de captacin de datos

Banco de ensayo de la vlvula de control de direccin proporcional Sensor de posicin conectado al electroimn de la vlvula.

Vlvula reductora de presin.

Banco de ensayo de la vlvula de control de direccin proporcional

Principios hidrulicos de funcionamiento Dos vas para el caudal a travs de la vlvula. Una vlvula proporcional puede llevar una corredera simtrica u otra que no lo sea. La primera restringe igualmente las dos vas para el caudal a la entrada y a la salida. En la segunda el caudal es regulado solo a la salida.

Principios hidrulicos de funcionamiento Ecuacin para determinar el caudal.

Q Cd A

2

P

Donde : Q Caudal Cd Coeficient e de descarga del orificio A rea del orificio P Prdida de presin a travs del orificio Densidad del fluido

Apreciaciones finales Las vlvulas proporcionales suministran soluciones para disear problemas que no pueden solucionarse con vlvulas que usan solenoides convencionales de CC todo/nada. Implican la simplificacin de la presin, caudal y direccin. Se instalan habitualmente en sistemas que requieren varias combinaciones de vlvulas, simplificando espacio de ocupacin y principalmente costos.

Distribucin por sector de las principales reas de aplicacin de la oleohidrulica proporcional

Esquema comparativo de rendimientos

Placa amplificadora Uchida Rexroth

Placa amplificadora Uchida Rexroth URP - 031

Placa amplificadora Uchida Rexroth

Vlvula reguladora de presin y caudal proporcional Rexroth

Placa amplificadora EPA01D

Vlvula de control de velocidad y presin proporcional Vickers