01 fundamentos oleohidráulicos sesion 1 (1)

HIDRONEUMÁTICA APLICADA I

José Antonio Rojas MartínIngeniero Civil Mecánico

UNIDAD 1: Fundamentos Oleohidráulicos. Sesión 1.

La palabra “Hidráulica” proviene del griego “hydor” que significa “agua”. Hoyel término hidráulica se emplea para referirse a la transmisión y control defuerzas y movimientos por medio de líquidos, es decir, se utilizan los líquidospara la transmisión de energía, en la mayoría de los casos se trata de aceitesminerales pero también pueden emplearse otros fluidos, como líquidossintéticos, agua o una emulsión agua – aceite.

Existen variados sistemas de transmisión de energía para generar y controlarun movimiento, entre otros se encuentran los sistemas mecánico, queemplean elementos tales como engranajes, palancas, transmisiones porcorreas, cadenas, etc. Sistemas eléctricos que utilizan motores, alternadores,transformadores, conmutadores, etc., Sistemas oleohidráulicos donde seusan bombas, motores, cilindros, válvulas, etc., y Sistemas neumáticoscompresores, actuadores lineales y rotativos, válvulas, etc.

FUNDAMENTOS OLEOHIDRÁULICOS.

HIDRONEUMÁTICA APLICADA I Pagina 2

Los sistemas de transmisión de energía oleohidráulicos y neumáticosproporcionan la energía necesaria para controlar una amplia gama demaquinaria y equipamiento industrial.

Los sistemas oleohidráulicos funcionan con aceite a presión.

El gran desarrollo experimentado por la oleohidráulica en la industriamoderna se debe, sin duda alguna, a las características que posee este mediode transmisión energética, ya que los sistemas manipulados por este medioson versátiles, de implantación simple, silenciosos y de control sencillo tantode la fuerza, como de los torques de giro y de la velocidad de los mecanismosque componen las máquinas.



Las elevadas presiones de trabajo que se consiguen permiten transmitirgrandes esfuerzos o torques de rotación a través de actuadores linealesconcebidos para este fin, como los cilindros o motores oleohidráulicos.

Todo ello con el empleo de distribuidores o electroválvulas accionadas porpequeños esfuerzos cuando el manejo es manual, o mediante elaccionamiento electromagnético cuando se trata sistemas que poseen ya uncierto grado de automatización.





PREGUNTA:

¿Qué es un sistema hidráulico?

PREGUNTA:

¿Qué es un sistema hidráulico?

RESPUESTA:

Un sistema hidráulico es una forma de utilizar unfluido a presión para transmitir energía entre ellugar en el que se genera y el lugar en el que seutiliza

RESPUESTA:

Un sistema hidráulico es una forma de utilizar unfluido a presión para transmitir energía entre ellugar en el que se genera y el lugar en el que seutiliza

CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS OLEOHIDRÁULICOS

La oleohidráulica constituye hoy en día el complemento ideal de la mecánicahabitual en numerosos procesos industriales modernos.




Durante años dichos procesos han sido resueltos mediante el empleo de lamecánica tradicional donde, con frecuencia, y de forma muy ingeniosa aveces, el movimiento rotatorio de un motor eléctrico convencional se hatransformado en otro movimiento rotatorio más lento, pero con mayortorque disponible, en un movimiento lineal continuo o discontinuo o en unmovimiento combinado complejo en cualquier dirección.




Los procedimientos mecánicos para estos desplazamientos y giros siguenempleándose en muchos casos, ya que es insustituibles en determinadasoperaciones industriales, pero con la incorporación relativamente reciente deestas tecnologías se han conseguido simplificar mucho las máquinas ymecanismos haciendo más sencillos los movimientos y permitiendo a la vezobtener de forma más sencilla cualquier nivel de automatización.



Las ventajas que ofrecen los sistemas oleohidráulicos, aplicados a solucionesmecánicas, se pueden destacarse las siguientes:

• Movimientos suaves, silenciosos y libres de vibración.

• Posibilidad de invertir fácilmente el sentido de la marcha.

• Regulación sencilla de las velocidades de trabajo.

• Control simple de fuerzas y torques en cilindros y motores oleohidráulicos.

• Posibilidad de conseguir arranques y paradas progresivas en losmovimientos.

• Fácil protección contra las sobrecargas.

• Auto lubricación de todos los componentes.



Se han enumerado algunas de las ventajas es válido mencionar algunos delos inconvenientes que se presentan frente a las transmisiones mecánicas:

• Para generar la presión y el caudal necesario es preciso disponer de unacentral hidráulica dotada de un motor de accionamiento y una bomba,además de otros componentes auxiliares.

• Se originan a veces ciertas pérdidas de energía al paso del aceite a travésde los componentes y por los racores de unión de las tuberías.

• En la puesta en marcha de los sistemas oleohidráulicos, es preciso unapurga previa de las burbujas de aire que contiene el circuito.



APLICACIONES DE LOS SISTEMAS OLEOHIDRÁULICOS

Las aplicaciones de los sistemas oleohidráulicos son tan amplios que resultamuy complejo establecer un listado general, ya que sólo pueden citarse loscasos más comunes, los más conocidos o los de mayor relevancia.

Existen miles y miles de máquinas y mecanismos que trabajan con estosmedios de transmisión, ya que el uso generalizado de esta tecnología haceque sea susceptible de ser instalada en cualquier tipo de industria o actividadque utilice máquinas continuación se muestra un conjunto de máquinas,implementadas con sistemas oleohidráulicos, utilizadas en diversos camposproductivos.




Se pretende de esta forma dar a conocer al estudiante las aplicaciones másgeneralizadas de la oleohidráulica, para que pueda apreciar las posibilidadesque dicha técnica ofrece.

• Excavadora.• Cargador Frontal de Ruedas.• Retroexcavadora - Función Cargador.• Retroexcavadora - Función Excavación.• Motoniveladora.




• Tractor de Cadenas - Bulldozer.• Rodillo Compactador.• Mini Cargador.• Camión de Obras.• Camión Tolva.• Grúa Horquilla.• Grúa Pluma.



CONCEPTO DE PRESIÓN. LEY DE PASCAL

Si un fluido confinado es sometido a una fuerza externa, al interior de él secreará una presión, que es igual en todos los puntos y direcciones.




Esta presión es directamente proporcional a la fuerza externa e inversamenteproporcional al área sobre la cual se aplica dicha fuerza.




A partir de la definición dada por la Ley de Pascal, es posible determinarmatemáticamente el valor de la presión, a través de la siguiente ecuación:

(1.1)Donde: p = Presión

F = FuerzaA = Área

En unidades coherentes con el Sistema Internacional (S.I.), la presión de mideen N/m2 o Pa. Algunas conversiones,

1 bar = 100.000 Pa1 bar = 100 KPa1 bar = 0,1 Mpa




En unidades coherentes con el Sistema Inglés, la presión de mide en lb/pulg2 o psi.

1 bar = 14,5 psi




Las presiones se clasifican en dos grupos, presiones absolutas y relativas.

Las presiones absolutas son aquellas que se miden con respecto al vacío absoluto,por lo cual son siempre positivas.




Por otra parte, las presiones relativas se miden con respecto a la presiónatmosférica local, lo cual implica dos opciones: presiones manométricas (por sobrela atmosférica) y presiones vacuométricas (por debajo de la atmosférica).



En oleohidráulica, cuando se alude altérmino presión, normalmente serefiere a la presión manométrica. Espor esta razón que el instrumento paramedir la presión se denominamanómetro.

Es posible determinar las fuerzas (cargas) de empuje y tracción asociadas alcomportamiento de un cilindro, en función de la presión disponible al interior delsistema y las características geométricas del actuador.

La fuerza es proporcional a la presión y a la superficie sobre la cual se aplica dichapresión. Es por esta razón que la fuerza de empuje siempre es mayor que la fuerzade tracción.



EJEMPLO DE APLICACIÓN

La presión máxima de un sistema hidráulico es de 80 bar. Si el diámetro del cilindroes de 4” y el diámetro del vástago es de 2”, determinar:

A) La fuerza de empuje del cilindro (avance), en Newton.

B) La fuerza de tracción del cilindro (retroceso), en Newton.



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