dan 20_reporte hidraulica

8/16/2019 Dan 20_Reporte Hidraulica

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UNIVERSIDAD DE SONORA

DIVISION DE INGENIERIAS

INGENIERIA MECATRONICA

CERT. DE FESTO, DAN20-DIP. EN AUTOM. IND. CON

Reporte Práctico #1:

“Hidráulica”

M.C. Miguel Porchas Orozco

Araujo Ibarra Rafael Ernesto

Favela Estrada Armida

León Celaya José Luis

Oroz Hurtado Sergio Luis

Mercado Cruz Raúl Ernesto

Guerrero Machiche Raúl

Hermosillo, Sonora a Martes 8 de Marzo del 2016


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Índic e

Introducción …………………………………………………………………………….... 3

Marco teórico ……………………………………………………………………………...4

Practica #4 …………………………………………………………………………………12

Practica #5 …………………………………………………………………………………12

Practica #6 …………………………………………………………………………………13

Practica #7 …………………………………………………………………………………13

Practica #8 …………………………………………………………………………………14

Practica #9 …………………………………………………………………………………14

Practica #10 ……………………………………………………………………………….15

Practica #11 ………………………………………………………………………………15

Practica #12 ………………………………………………………………………………16

Practica #13 ………………………………………………………………………………16

Practica #14 ………………………………………………………………….................. 17

Practica #15 ………………………………………………………………………………17

Practica #16 ………………………………………………………………………………18

Practica #17 ………………………………………………………………………………18

Practica #18 ………………………………………………………………………………19

Conclusión……………………………………………………………………………….20


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Int roducción

Las prácticas realizadas, tiene como objetivo principal, desarrollar y/o reforzar los

conocimientos de nosotros los estudiantes en lo que se refiere al ámbito de

hidráulica; sobre todo con los materiales Festo; desde cómo funcionan, hasta

la tremenda combinaciones de secuencias que se pueden realizar con dichos

materiales.

Otro punto a resaltar en estas prácticas, es la relación que estos tienen con los

problemas en la vida real de una industria o empresa; como relacionar un simple

movimiento de un cilindro con un desplazamiento de cajas, todo depende de la

complejidad que uno quiera en una secuencia específica de acciones.

El contenido de este reporte consta de las pruebas (fotos) físicas de los resultados

obtenidos de las 14 prácticas realizadas, así como también los diagramas en el

programa FESTO FluidSim de cada práctica; este reporte cuenta también con un

croquis, el cual añade una perspectiva más visual de cada situación que se

presenta.

En estas semanas de realización de prácticas, el equipo llegó a conclusiones de

tremenda veracidad, que convergen en los conocimientos suficientes para resolver

problemas de alta dificultad. Este periodo también complemento y reforzó los

conocimientos en cuanto a la utilización de diversos equipos FESTO.


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Marco teórico

Elementos de Alimentación

Bombas Hidráulicas:

La bomba hidráulica es un elemento esencial en todo circuito, ya que es la

encargada de transformar la energía mecánica en energía hidráulica (caudal y/o

presión del fluido hidráulico en un circuito).

Clasificación de las Bombas Hidráulicas:

En cuanto a la posibilidad de ajuste del caudal, las bombas hidráulicas se dividen

en bombas de caudal fijo y de caudal variable.

Las primeras siempre entregan el mismo caudal para una velocidad de giro dada,

por lo que si necesitamos regular el caudal de alguna manera tendremos que

recurrir a la regulación de la velocidad de giro del motor que impulsa a la bomba.

Las segundas al contrario disponen de sistemas propios para conseguir la

regulación del caudal otorgado por la bomba con independencia de la velocidad de

giro del motor.

Bombas de Engranajes

Son las más sencillas de construir y por lo tanto también las más baratas, son de

caudal fijo y se emplearan por tanto en aplicaciones en las que no sea necesario

las variación del caudal.

Bomba de Engranaje Externo Bomba de Engranaje Interno


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Bombas de Paletas

El principio de funcionamiento es sencillo: un rotor ranurado arrastra unas paletas

que giran excéntricas en el interior de una carcasa, dando lugar a una cámara

cuyo tamaño decrece a medida que nos desplazamos desde el punto de entrada

del aceite al de salida, produciéndose por tanto la impulsión.

Bombas de Pistones

Se fundamentan en el simple principio de que un pistón moviéndose

alternativamente dentro de un hueco, aspira fluido para después impulsarlo.

Al igual que en el caso anterior existen dos tipos constructivos, en este caso según

la orientación de los elementos principales de la bomba: pistones axiales y

pistones radiales.

- Piston es axiales: los pistones se disponen paralelos entre sí y con el eje de

rotación al que circundan. Pueden ser de caudal fijo o variable dependiendo de si

el ángulo de inclinación de la placa de presión es a su vez fijo o variable.

Bomba de Paletas


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- Pistones radiales: los pistones se sitúan de forma radial al eje de rotación

alojados en un barrilete excéntrico, el caudal será fijo o variable en función de si la

excentricidad del barrilete es fija o ajustable.

Central oleo-hidráulica o grupo de presión

La central oleo-hidráulica es un conjunto de componentes montados

solidariamente en torno a una bomba y un depósito de aceite y que suministran

fluido hidráulico listo para ser utilizado en condiciones de seguridad y

funcionalidad.

Además de la bomba y deposito citados incorpora otros componentes, un motor

generalmente eléctrico que impulsa la bomba, un filtro a través del cual la bomba

aspira aceite del depósito enviándola a una válvula limitadora de presión que

actúa como válvula de seguridad, también se dispone generalmente de un

manómetro conectado inmediatamente al lado de la salida. El depósito ha de

disponer de uno o varios orificios que permitan su llenado y vaciado, también ha

de contar con un dispositivo como una varilla o mirilla para poder controlar el nivel

del aceite para que se mantenga entre los niveles máximo y mínimo. El depósito

ha de tener asimismo un sistema de aireación suficiente y un filtro para que el aire

que penetre en el depósito no contamine el aceite.


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Dispondremos de uno o varios retornos de aceite al depósito correspondientes a la

válvula limitadora de presión y uno o varios más para el retorno del aceite del

circuito, esto último a través de un nuevo filtro que evite la entrada de impurezas

desde el circuito exterior.

Filtro

El filtrado del aceite en las instalaciones hidráulicas es muy importante para

conservar estas en buen estado y evitar la abrasión de elementos de

estanqueidad y otros. Las impurezas desgastan especialmente las piezas móviles,

los filtros de tamiz imantado son muy adecuados para impurezas metálicas.

En las instalaciones hidráulicas se suele montar dos filtros, uno en la tubería de

retorno y otro antes de la bomba que llamaremos de aspiración.

Manómetro

Los manómetros sirven para controlar la presión existente en un circuito, se

colocará en el punto que nos interese conocer la presión, generalmente la central

oleo-hidraulica siempre incorpora uno para conocer la presión en la salida de esta,

que por otra parte suele ser la mayor de todo el circuito.


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Tubería Hidráulica

Las conducciones o tubería empleadas en los circuitos hidráulicos pueden ser de

varios tipos si bien se pueden distinguir dos bien diferenciados atendiendo a su

uso:

-Tubos Rígidos

-Mangueras Flexibles

Válvulas

Son los elementos de un circuito hidráulico que realizan las funciones de abrir,

cerrar regular y controlar el flujo y la presión del fluido en el circuito hidráulico

Válvulas limitadoras de presión:

Su función es la de limitar la presión de un circuito hidráulico a un valor máximo

(generalmente ajustable en la propia válvula), su uso más común es como válvula

de seguridad para evitar reventones en el circuito.

Válvula de descarga:

Es muy similar a las anteriores solo que al contrario de estas, que solo actúan en

situaciones límites, actúa habitualmente como divisor de caudal cuando la bomba

es de caudal constante y necesitamos ajustar el caudal sobre un elemento de otra

forma.


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Válvula de secuencia:

Funcionalmente similar a la limitadora solo que en este caso el aceite que pasa a

través de ella no se conduce al tanque si no que se utiliza para pilotar otra válvula

o elemento hidráulico.

Válvulas antirretorno o de cierre:

Estas válvulas permiten el flujo en un sentido mientras lo bloquean en el contrario.

Este bloqueo ha de ser totalmente hermético y sin fugas por lo que siempre son de

asiento.

Válvula antirretorno

Esta válvula es la más sencilla, se representa en corte a la derecha cuando el

aceite llega por la parte de la derecha empuja el cono y pasa hacia la izquierda

pero si llega po la izquierda no puede fuir y es bloqueada.


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Válvula reguladora o reductora de presión:

Son válvulas que reducen la presión del aceite en la salida a un valor siempre

menor que el de la entrada.

Válvulas reguladoras de caudal:

Estas válvulas ajustan el caudal que circula por ellas a un valor más o menos

constante y siempre menor al que el circuito podría conseguir, por lo que quizá

deberíamos llamarlas reductoras de caudal.

Válvulas reguladoras de caudal fijo:

Estas válvulas ofrecen una sección de estrangulamiento constante al paso de la

corriente, por lo que también se llaman válvulas estranguladoras fijas. Se emplean

para reducir el caudal en determinadas partes de los circuitos hidráulicos.


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Válvulas reguladoras de caudal variable no compensadas:

Al igual que las anteriores producen una resistencia al paso del líquido hidráulico

mediante el estrangulamiento de la sección de paso de este, a diferencia de las

anteriores, dicho estrangulamiento es regulable, básicamente existen dos tipos:

las de aguja y las de leva frontal.

Válvulas reguladoras de caudal variable compensadas:

Estas válvulas disponen de un émbolo de compensación y un muelle de

compresión que consiguen mantener constante la caída de presión entre la

entrada y la salida de la válvula por lo que el caudal que la atraviesa se mantiene

constante para un amplio rango de presiones de funcionamiento.

Válvulas reguladoras de caudal con antirretorno:

Tanto en el caso de válvulas compensadas como no compensadas, se puede

incorporar un antirretorno a la válvula lo que permite regular el caudal en un

sentido de circulación sin que afecte sensiblemente a la circulación en el otro

sentido.

Válvulas distribuidoras o de vías:

Son elementos que modifican el flujo en los circuitos hidráulicos, permiten

controlar la dirección del movimiento y la parada de los cilindros y otros

actuadores.

Válvulas d e func ionam iento c on tinuo : estas válvulas tienen dos posiciones

finales e infinitas posiciones intermedias entre ambas con diferentes

características de estrangulamiento, pueden ser válvulas proporcionales y

servoválvulas.


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4. - Unos rollos de papel se elevan hacia una calandria por medio de un dispositivo de elevación. El dispositivo de

elevación es accionado por un cilindro de émbolo buzo (cilindro de simple efecto). Cuando se pone en marcha el grupo

hidráulico, el caudal de la bomba fluye directamente hacia el cilindro. Una válvula de 2/2 vías, cerrada en posición de

reposo, está dispuesta en una línea en derivación que conduce al depósito. Se utiliza una válvula de antirretorno para

proteger a la bomba de la contrapresión del aceite. Por encima de la válvula de antirretorno se dispone de una válvula

limitadora de presión para proteger a la bomba de presiones excesivas.

5. - La tapa de un horno de templado debe ser elevada por un cilindro de simple efecto. El cilindro está activado por una

válvula de 3/2 vías. Para representar la carga, hay unido al vástago del cilindro un peso de 9 kg. Medir y calcular los

siguientes valores: Presión durante el recorrido, resistencia y contrapresión. Tiempo y velocidad de la carrera de avance.


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6. - La puerta de un horno se abre y se cierra por medio de un cilindro de doble efecto. El cilindro es activado con una

válvula de 4/2 vías con muelle de retorno. Esto asegura que la puerta solo se abre mientras la válvula está accionada.

Cuando la leva de accionamiento de la válvula se libera, la puerta se cierra de nuevo.

7. - Por medio de un transportador con banda de acero, se alimentan piezas a un horno de secado. Debe ser posible

controlar la banda por medio de un sistema tensor para asegurar que la banda no salga de sus rodillos. Esta dispositivo

consiste en un rodillo de acero articulado en un extremo y movible en el otro, arrastrado por un cilindro de doble efecto.

La potencia hidráulica debe estar disponible continuamente. El sistema hidráulico debe conmutar a recirculación (caudal

de la bomba en derivación/bypass) cuando la válvula distribuidora no se halla accionada. La tensión de la propia banda

ejerce una contrafuerza continua sobre el cilindro. Una válvula de antirretorno pilotada se utiliza para evitar el retroceso

del cilindro como resultado de las pérdidas de aceite en la válvula distribuidora. A efectos de comparación, calcular la

potencia de accionamiento necesaria, primero con una válvula de 4/3 vías, recirculando en posición media y segundo con

una válvula de 4/3 vías, cerrada en posición media.


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8. - Una pesada puerta de un almacén frigorífico se abre y cierra por medio de un cilindro hidráulico. Debe instalarse un

acumulador hidráulico para permitir cerrar la puerta en caso de un fallo en la tensión eléctrica. Esto permitirá que la

puerta pueda abrirse y cerrarse varias veces. Para el accionamiento del cilindro se utilizará una válvula de 4/2 vías. La

válvula debe conectarse de tal forma que el vástago avance con la válvula en posición normal. En este ejemplo, no es

necesario prever el paro de seguridad, que es esencial para evitar que pudieran quedar personas atrapadas por la puerta.

Esta función de corte, normalmente se realiza con un dispositivo de control eléctrico que actúa sobre el sistema

hidráulico.

9. - Varios cabezales de una estación de mecanizado giratoria están accionados por un grupo hidráulico. Dado que los

cabezales se activan y desactivan, producen fluctuaciones de presión en el circuito hidráulico. Este efecto será estudiado

en la estación de taladrado. Las fluctuaciones de la presión y las fuerzas de tracción creadas durante el mecanizado no

deben afectar al avance del cabezal de taladrado. Debe utilizarse una válvula reguladora del caudal para asegurar una

velocidad de avance regular y ajustable, mientras que debe utilizarse una válvula limitador de presión como válvula de

contención para compensar las fuerzas de tracción.


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10.- Una cinta transportadora alimenta piezas a una cabina de pintura. La cinta es accionada por un motor hidráulico.

Debido a cambios en el proceso de producción, el peso de las piezas que pasan por la cabina de pintura ha cambiado.

Sin embargo, la velocidad de la cinta transportadora debe ser la misma que antes. Debe determinarse si esto puede

conseguirse instalando una válvula reguladora de caudal y, si es así, cuál es el tipo adecuado.

11.- Para grabar símbolos sobre una tira de metal, se utiliza una máquina especial. La tira se alimenta a la grabadora con

un tiempo de ciclo ajustable. La velocidad de descenso de la estampa debe poder variarse. El movimiento de elevación o

retroceso siempre debe ejecutarse rápidamente. Para controlar la velocidad de la estampa, se utiliza una válvula

reguladora del caudal unidireccional, mientras que para evitar que el peso de la estampa haga descender el vástago del

cilindro, se utiliza una válvula limitadora de presión como contención. Para el movimiento de subida y bajada se utiliza

una válvula de 4/2 vías.


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12.- La mesa de una rectificadora de superficies es accionada por un cilindro hidráulico. Dado que se exige que la

velocidad sea la misma en ambos sentidos, debe diseñarse el circuito hidráulico de forma que compensa la diferencia de

volumen de las dos cámaras del cilindro. Se sugiere un circuito diferencial con válvula de 3/2 vías y válvula reguladora de

caudal para el ajuste de la velocidad.

13.- Para taladrar unas piezas huecas se utiliza una máquina taladradora. Las piezas se sujetan hidráulicamente en un

tornillo de accionamiento hidráulico. Debe ser posible reducir la presión de sujeción para adaptarlo al diseño de la pieza.

También debe ser posible variar la velocidad de cierra por medio de una válvula reguladora de caudal unidireccional.


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14.- Para abrir y cerrar una puerta de protección de un horno se utiliza un cilindro de doble efecto. El cierre debe

realizarse de forma regular y a una velocidad constante regulable. La velocidad se ajusta por medio de una válvula

reguladora de caudal unidireccional. Debe disponerse una válvula limitadora de presión para crear la contención y evita

que la pesada puerta tire del vástago del cilindro durante la operación de cierre.

15.- La rampa de carga de un transbordador debe poder adaptar diferentes alturas. La rampa sube y baja por medio de

un cilindro hidráulico. Este movimiento debe realizarse suavemente y a velocidad constante. Para ajustar la velocidad

debe utilizarse una válvula reguladora de caudal. Esta debe instalarse de tal forma que impida que se creen presiones

excesivas en el sistema.


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16.- La carga y descarga de contenedores sobre una plataforma de transporte se realiza utilizando dos cilindros de doble

efecto. Cada cilindro está sujeto a diferentes cargas – de tracción durante la descarga y de compresión durante la carga.

El contenedor debe subir y bajar a una velocidad lenta y constante. Por lo tanto, cada cilindro debe contenerse

hidráulicamente en ambos sentidos.

17.- Para adherir láminas o letras en paneles de madera o de plástico, se utiliza una prensa de encolado. La presión de

trabajo debe poder ajustarse según el material y adhesivo utilizados y debe poder mantenerse durante largo tiempo

mientras la válvula distribuidora se halle activado. Desarrollar y comparar dos circuitos. El primero debe utilizar un

regulador de presión de 3 vías para ajustar la presión de la prensa, mientras que el segundo debe incorporar una válvula

limitadora de presión conectada en la línea de recirculación para este fin. En ambos casos debe utilizarse una válvula de

4/3 vías para su activación.


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18.- Se utiliza un dispositivo de montaje para unir piezas por presión para su posterior taladrado. El cilindro A presiona la

pieza en el cuerpo. Esta operación debe realizarse lentamente y a velocidad constante. Cuando la presión en el cilindro A

ha alcanzado 20 bar (pieza prensada en su lugar), se taladra un agujera en la pieza y en el cuerpo. La broca es

accionada por un motor hidráulico. Después de la operación de taladrado, la broca se detiene y retrocede. El cilindro A

solamente retrocede cuando la broca ha salido del cuerpo.


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Conclusión

El desarrollo de estos circuitos está aplicado principalmente para industrias que requieran una

tecnología limpia como la industria alimenticia o aquellas que requerían tecnología sin riesgos de

chispas como la petroquímica.

Al terminar el curso adquirimos las habilidades y conocimientos para generar circuitos de modo

metodológica, que nos permitirá aplicar dentro de la industria.

Dentro del curso aprendimos problemas y soluciones que solo se pueden realizar con hidráulica y

no neumática. Un gran ejemplo es la diferencia de fuerza que tiene un pistón en los sistemas de

hidráulica a la fuerza que tiene en los sistemas de neumática.

Este curso fue de gran importancia, pues la complejidad de los problemas fue de un nivel superior

al que utilizaremos en la industria.

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