José María Martín Chaves5º Ingeniería Industrial

UHU

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.

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

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.

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.

Función del fluido hidráulico

Circuito hidráulico

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

Bombas hidráulicasElementos que transforman la energía mecánica en hidráulica

(bombas hidrostática o de desplazamiento positivo).

Tipos de bombas hidráulicasEngranajes Paletas

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.).

Ejemplos de válvulasDireccionales

Reguladora de presión Reguladoras de caudal

Actuadores

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.

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.

Tipos de cilindros hidráulicos

Tipos de cilindros hidráulicos

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

Selección de cilindros

Presión requerida Caudal entrada fluido hidráulico

Selección de cilindros

Pandeo. Fórmula de Euler (sección circular)

Selección de cilindros

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.

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.

Motor hidráulico

Tipos de motores hidráulicosPistón axial Pistón radial

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

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.

Selección de motores

Cilindrada requerida

Potencia del motor hidráulico

Caudal necesario

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.

Acondicionadores y accesorios

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.

Aplicaciones

Aplicaciones

Cilindros hidráulicos

Aplicaciones

Cilindro doble efecto

Entrada fluido hidráulico

Aplicaciones

Motor hidráulico