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MAQUINAS HIDRAULICAS

PRESENTADO POR: Ing. Salomón Rodríguez Carrera

CAPITULO I SISTEMAS HIDRÁULICOS

1.1 Introducción a los sistemas hidráulicos

1.1.1 Componentes de los sistemas hidráulicos

1.1.2 Tipos de sistemas hidráulicos

1.2 Aplicaciones de los sistemas hidráulicos

1 SISTEMAS HIDRÁULICOS


1.1 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

Definiciones básicas: Densidad:

Peso específico:

Presión:

Se entiende como densidad a la masa contenida en la unidad de volumen. En el SI se representa por Kg/m3. La densidad es una magnitud derivada escalar.

Es la fuerza con la que la Tierra atrae a los cuerpos. Se obtiene del producto de la masa del cuerpo por g (9,8 m/s ). F= m a Es la fuerza ejercida por unidad de superficie de un cuerpo. P= F / s


Es la que ejerce un líquido en un punto de su interior por acción de la gravedad. Esta presión se manifiesta en forma de fuerzas ejercidas en todas direcciones sobre la superficie de cualquier cuerpo en contacto con el líquido e incluso sobre su propio recipiente. Cuya fórmula es:

Presión hidrostática:

F es el peso de la columna de líquido. F = V p g V es el volumen de la columna de líquido.

p es la densidad del líquido.g es la aceleración de la gravedad (9,8

m/s ).La presión en un punto del líquido aumenta en relación a la densidad de éste. El principio fundamental de la hidrostática enuncia que esta presión es directamente proporcional a la profundidad del punto, por lo que a mayor profundidad, a mayor fuerza estará sometido el punto. Esta presión se obtiene de la siguiente fórmula:

P = p g h


Según este principio la presión ejercida sobre un punto de una masa líquida se transmite de forma instantánea y con igual intensidad en todos los sentidos. El principio de Pascal afirma que las presiones ejercidas sobre un líquido se transmiten en el seno de éste de la misma forma en todas direcciones y actúan de manera perpendicular sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Este principio se justifica mediante la siguiente fórmula:

Principio de Pascal:

F1 = F2 Mediante esta igualación, se expresa que la presión originada en un A1 A2 líquido es la misma en cualquiera de sus puntos, aunque la fuerza ejercida no se transmita íntegramente por él. (véase aplicaciones).


En opinión del autor Fernández Larrañaga: El análisis puntual esta orientado a establecer un modelo matemático del comportamiento del fluido.

Con base en ello se podrá conocer la distribución espacial y temporal de las variables que definen el comportamiento del fluido, como son la presión, velocidad, masa específica entre otras”.

El análisis requiere mayor esfuerzo, pero entrega más información sobre el comportamiento del fluido.

COMPORTAMIENTO DINAMICO DE LOS FLUIDOS

1.- Teorema de Bernoulli

2.- Flujos Viscosos


Una de las leyes fundamentales que rigen el movimiento de los fluidos es el teorema de Bernoulli, que relaciona un aumento en la velocidad de flujo con una disminución de la presión y viceversa.

El teorema de Bernoulli explica, por ejemplo, la fuerza de sustentación que actúa sobre el ala de un avión en vuelo. Un ala (o plano aerodinámico) está diseñada de forma que el aire fluya más rápidamente sobre la superficie superior que sobre la inferior, lo que provoca una disminución de presión en la superficie de arriba con respecto a la de abajo. Esta diferencia de presiones proporciona la fuerza de sustentación que mantiene el avión en vuelo. Los coches de carrera son muy bajos con el fin de que el aire se desplace a gran velocidad por el estrecho espacio entre la carrocería y el suelo. Esto reduce la presión debajo del vehículo y lo aprieta con fuerza hacia abajo, lo que mejora el agarre. Estos coches también llevan en su parte trasera un plano aerodinámico con forma de ala invertida para aumentar la fuerza contra el suelo. La vela de un balandro en movimiento también constituye un plano aerodinámico.

Otro aspecto importante de la aerodinámica es la resistencia al avance que experimentan los objetos sólidos que se mueven a través del aire. Por ejemplo, las fuerzas de resistencia que ejerce el aire que fluye sobre un avión deben ser superadas por el empuje del reactor o de las hélices. La resistencia al avance puede reducirse significativamente empleando formas aerodinámicas. Según el autor James A. Fay: “Cuando el objeto no es totalmente aerodinámico, la resistencia aumenta de forma aproximadamente proporcional al cuadrado de su velocidad con respecto al aire”.

Teorema de Bernoulli:


Los primeros experimentos cuidadosamente documentados del rozamiento en flujos de baja velocidad a través de tuberías fueron realizados independientemente en 1839 por el fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille, que estaba interesado por las características del flujo de la sangre, y en 1840 por el ingeniero hidráulico alemán Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen. El primer intento de incluir los efectos de la viscosidad en las ecuaciones matemáticas se debió al ingeniero francés Claude Louis Marie Navier en 1827 e, independientemente, al matemático británico George Gabriel Stokes, quien en 1845 perfeccionó las ecuaciones básicas para los fluidos viscosos incompresibles. Actualmente se las conoce como ecuaciones de Navier-Stokes, y son tan complejas que sólo se pueden aplicar a flujos sencillos. Uno de ellos es el de un fluido real que circula a través de una tubería recta. El teorema de Bernoulli no se puede aplicar aquí, porque parte de la energía mecánica total se disipa como consecuencia del rozamiento viscoso, lo que provoca una caída de presión a lo largo de la tubería.

Las ecuaciones sugieren que, dados una tubería y un fluido determinados, esta caída de presión debería ser proporcional a la velocidad de flujo. Los experimentos realizados por primera vez a mediados del siglo XIX demostraron que esto sólo era cierto para velocidades bajas; para velocidades mayores, la caída de presión era más bien proporcional al cuadrado de la velocidad. Este problema no se resolvió hasta 1883, cuando el ingeniero británico Osborne Reynolds demostró la existencia de dos tipos de flujo viscoso en tuberías. A velocidades bajas, las partículas del fluido siguen las líneas de corriente (flujo laminar), y los resultados experimentales coinciden con las predicciones analíticas. A velocidades más elevadas, surgen fluctuaciones en la velocidad del flujo, o remolinos (flujo turbulento), en una forma que ni siquiera en la actualidad se puede predecir completamente.

Flujos Viscosos: Movimiento laminar y turbulento


Reynolds también determinó que la transición del flujo laminar al turbulento era función de un único parámetro, que desde entonces se conoce como número de Reynolds. Si el número de Reynolds —que carece de dimensiones y es el producto de la velocidad, la densidad del fluido y el diámetro de la tubería dividido entre la viscosidad del fluido— es menor de 2.100, el flujo a través de la tubería es siempre laminar; cuando los valores son más elevados suele ser turbulento. El concepto de número de Reynolds es esencial para gran parte de la moderna mecánica de fluidos.

Flujo principal Remolinos Flujo turbulento.


1.1.1 COMPONENTES DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

Los sistemas hidráulicos se componen básicamente de:

1. Válvulas

2. Tuberías

3. Bombas

4. Depósitos

5. Cilindros o botellas

6. Motores

7. Filtros


Válvulas: Son fundamentales en los circuitos hidráulicos, y son las que controlan los flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento. Cada fabricante puede denominarlas de una manera distinta, pero básicamente las funciones son similares en casi todos los circuitos hidráulicos. Podemos hablar de válvulas de carrete, de retención, reductoras de presión, de seguridad, compensadoras, pilotadas, antirretorno, moduladoras, combinadas, etc. Actualmente la tendencia general de todos los fabricantes es la de sustituir los circuitos pilotados hidráulicamente por pilotaje electrónico que resulta mas cómodo, barato y sencillo, los circuitos son mandados por señales eléctricas y en unos pocos años la parte hidráulica de las máquinas se limitará a los circuitos principales que son menos propensos a las averías.


Las válvulas son, después de las bombas y los motores, los componentes más importantes de los circuitos hidráulicos. Operaciones de control múltiples, complejas y automáticas se consiguen incorporando al circuito las válvulas mas adecuadas. Pueden servir para realizar tres funciones distintas:

Controlar la presión: limitan la presión del circuito para protegerlo o para reducir la fuerza o el par ejercido por el cilindro o un motor rotativo; limitan la presión en una rama de un circuito a un valor inferior a la presión de trabajo del circuito principal; controlan la sucesión de operaciones entre dos ramas de un circuito.

Controlar el caudal: controlan, por ejemplo, la velocidad con que se mueve un cilindro hidráulico.

Controlar la dirección: Bloquean el paso del fluido en un sentido, pero no en el sentido contrario.


MATERIALES

El obturador y los asientos se fabrican normalmente en acero inoxidable porque este material es muy resistente a la corrosión y a la erosión del fluido. Cuando la velocidad del fluido es baja, pueden utilizarse PVC, fluorocarbonos y otros materiales blandos, solos o reforzados con fibras de vidrio o grafito. En algunas válvulas pueden utilizarse obturadores y asientos de cerámica.GOLPE DE ARIETE

Cuando una columna de fluido en movimiento, como en un tubo que esta descargando, se reduce súbitamente en velocidad o se detiene, como por el cierre rápido de una válvula, existe un considerable, aunque breve, incremento de presión interna debido a la cantidad de movimiento o momentum de fluido, produciendo como resultado una pulsación. A menudo se tiene un ruido peculiar, como el de un golpe de martillo en la tubería, de aquí el termino de golpe de ariete. Esta pulsación hace que la cañería deje de estar estable, produciendo diversos esfuerzos que pueden llegar a romper la cañería. El golpe de ariete depende también de la viscosidad del fluido transportado; mientras menos viscoso, menor es el golpe, y viceversa.


CLASIFICACION DE LAS VÁLVULAS

Existen muchas maneras de clasificar las válvulas, en este caso las dividiremos en:

Válvulas de apertura lenta: compuestas en general por un vástago de tornillo, el cual debe ser girado varias veces para abrir totalmente la compuerta. Permiten un tiempo de llenado de la cañería. Las válvulas de apertura lenta más usadas son esclusa, globo, Saunders, de aguja y de diafragma.

Válvulas de apertura rápida: son aquellas en las que un solo golpe produce el cambio total de su sentido. Generalmente casi todas estas válvulas pasan de totalmente cerradas a totalmente abiertas en ¼ de vuelta (90o). Las válvulas de apertura rápida mas conocidas son macho tapón lubricado, de mariposa, de bola y de retención.


VALVULA ESCLUSA Se utiliza para regular y cortar el abastecimiento de agua. Esta válvula efectúa su sierre con un disco vertical plano, o de forme especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Dependiendo de la forma de la compuerta se puede obtener una variación lineal del caudal, y en este caso regularlo, o no. Por su disposición es adecuada generalmente para control todo-nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo del fluido cuando esta en posición de apertura total. Estas válvulas existen en tamaños desde ½ pulg. a 6 pies (12.7 mm a 1.83 mm) en una amplísima gama de materiales.


VALVULA GLOBO Tiene la facultad de variar linealmente el flujo del caudal, por esto se utiliza fundamentalmente para regularlo. Puede tener distintos tipos de asientos, y al ser su principal función regular el caudal no es necesario que cierre herméticamente.


VALVULA SAUNDERS En esta válvula el obturador es una membrana flexible que a través de un vástago unido a un actuador, es forzada contra un resalte del cuerpo cerrando así el paso del fluido. Produce una variación lineal del fluido y es fundamental para la regulación de fluidos como vapor y aire comprimido.La válvula se caracteriza porque el cuerpo puede revertirse fácilmente de goma o de plástico para trabajar con fluidos agresivos. Tiene la desventaja de que el actuador de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en procesos químicos difíciles, en particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o bien en el control de fluidos conteniendo sólidos en suspensión.


VALVULA DE AGUJA Tiene un uso limitado y único en la industria. La válvula en cuestión es generalmente utilizada para servicios en los que se disponen instrumentos y medición. También se utiliza para que los manómetros no sufran el golpe de ariete. Contiene un vástago de tornillo que necesita de varias vueltas para que recién comience a abrirse el obturador, en este caso llamado aguja. Dispone de dos orificios a diferentes alturas (desnivelados), mientras que el vástago es simplemente un cilindro que baja y cierra el pasaje del fluido.

El tamaño de la abertura se modifica posicionando el cono con relación al asiento. El tamaño del orificio se puede modificar gradualmente debido a una rosca de paso muy fina sobre el eje de la válvula y a la forma del cono asegurando un cierre hermético, es decir, el obturador ajusta con precisión en su asiento y así asegura un cierre hermético con mínimo esfuerzo. con estas se logra una muy precisa regulación de flujo y también, son extensamente utilizadas en aplicaciones que involucran altas presiones y/o elevadas temperaturas.

Tiene la facultad de variar linealmente el flujo del caudal, por esto se utiliza fundamentalmente para regularlo. Puede tener distintos tipos de asientos, y al ser su principal función regular el caudal no es necesario que cierre herméticamente.


VALVULA DE BOLA Esta válvula es pequeña y tiene bajo coste, por lo cual es muy utilizada en la industria. El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de esfera o de bola (de ahí su nombre). La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que gira transversalmente accionada por un actuador exterior. El cierre estanco y la deslizabilidad se logran con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula esta cerrada. En posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a 75% del tamaño de la tubería. La válvula de bola se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión. Puede ser de muchos materiales, generalmente de bronce cromado y en menor caso de acero inoxidable.


VALVULA MARIPOSA Se trata de una válvula para colocar entre bridas que ajustan entre sí. El cuerpo esta formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circula. La válvula puede cerrar herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo.

Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión. Es muy utilizada para sistemas de contra incendio, ya que permanece abierta; de este modo deja pasar el agua, al ser un sistema que no esta en movimiento nunca


VALVULA MACHO TAPON LUBRICADO (MTL)

Es una válvula que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro de 90o. Como lubricante para evitar la fuga de fluidos como gas se utiliza grafito. Cuando la presión es muy grande el lubricante es grasa grafitada, la cual fluye por pequeños conductos del cono hacia la superficie. A esta válvula es necesario que después de un tiempo se desarme, lave, lubrique, arme y ponga nuevamente en servicio debido a que la grasa tiene deterioro con el tiempo. Se utiliza generalmente en el control manual todo-nada de líquidos o gases y en regulación de caudal.


VALVULA DE RETENCIÓN También conocidas como antirretorno, de reflujo, de charnela, de aleta, o de pie, sirven impedir el flujo inverso en la línea una vez que a parado la bomba o, posiblemente, en el caso de que se produzcan fugas.

Las válvulas de retención en la línea de salida desempeñan un valioso cometido al prevenir las contrapresiones súbitas y el consiguiente riesgo de golpe de ariete y la fractura de tubos.

Las variantes de las válvulas de retención, de uso general, incluyen un vástago roscado que mantiene cerrada la válvula y un nivel exterior que indica si esta cerrada o abierta.




1. Válvulas

2. Tuberías

3. Bombas

4. Depósitos


6. Motores

7. Filtros


Tuberías:El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares en muchos aspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante.

El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto. Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las pendientes del fondo del canal y la superficie libre son interdependientes.

La sección transversal de una tubería por lo general es circular, en tanto que la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para el de tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es necesariamente flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto.


SELECCIÓN DE TUBERIASTuberíasEl diámetro externo de cualquier tamaño nominal es el mismo para cualquier peso dentro de un mismo tamaño. El diámetro interno para un mismo tamaño nominal varía junto con su espesor.

TubosSon todos los otros productos tubulares no fabricados en tamaños standard. Los tamaños son designados por el diámetro externo y cada tamaño es ofrecido en una variedad de diámetros internos.

Las tuberías de gran diámetro, 24 a 36", están fabricadas formando un anillo circular a partir de una placa de acero soldada por arco sumergido. Las tuberías de diámetro menor a 36" se fabrican a partir de una enrollada en espiral también soldada igual.

http://www.monografias.com/trabajos10/hidra/hidra.shtml


Las principales variables en la selección de tuberías son: la temperatura, la presión, la corrosión y el costo. La corrosión es un problema complejo, ya que varía con la temperatura y el grado de turbulencia. La capacidad de una tubería para resistir condiciones de presión y temperatura varían con el material y es marcada a altas temperaturas y está directamente relacionada con la fatiga admisible (coeficiente de trabajo).

a) Fabricación de tuberías y tubos con soldadura por resistencia: Usado para diámetros inferiores a 4". El fleje de las dimensiones necesarias es conformado mediante seis o nueve pares de rodillos conformadores. La soldadura se produce al calentarse por resistencia los bordes que se mantienen a presión.

b) Procedimiento de extrusión para tuberías y tubos sin unión: Usado para tuberías de pared gruesa y aleaciones difíciles de perforar.

c) Procedimiento de estirado en frío: Usado para la fabricación de tuberías y tubos de diámetro inferior a 15/16" y pequeños espesores de pared, y también para tubos que requieren pequeñas tolerancias y un gran acabado superficial.

http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml

http://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml

http://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/elproces/elproces.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/elproces/elproces.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/biocorrosion/biocorrosion.shtml


d) Accesorios pequeños para tubos (1/8 a 2"):

e) Accesorios abocardado: el final del tubo es abocardado con una herramienta. La tuerca fuerza el tubo abocardado a entrar dentro del cuerpo. Este tipo de accesorio se usa con materiales blandos tales como tubos de latón y cobre.

f) Accesorio sin abocardamiento: el manguito o herrajes de mordaza sujeta el tubo evitando el escape sin distorsión del diámetro interno del tubo. Es preferible para tubos de pared gruesa y aleaciones tales como el acero inoxidable y también se usa con tubos de plástico.

g) Selección de juntas: Precisa cuidadosa consideración de la temperatura de servicio y naturaleza del fluido contenido. Hasta 850°F se pueden usar juntas encamisadas, por encima de estas temperaturas se deben usar juntas metálicas preferentemente de anillo si se trata de altas temperaturas.

http://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/biocorrosion/biocorrosion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/hidra/hidra.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtml


TIPOS DE JUNTASPlana: de papel tejido y goma. Hasta 250°F. Estriada. No metálica: de amianto tejido. Buena para tuberías revestidas de vidrio o con caras muy rugosas. Hasta 300 o 400". Metálica: muy diversos metales. Satisfactoria para la máxima temperatura que pueda soportarla brida o la junta. Estriada. Estriada: metálica con surcos marcados en ambas caras. Requiere menor carga de compresión que la plana y se obtiene mayor eficiencia que con las planas en muchos casos. Reemplaza a las planas en muchos usos. Muy fina. Laminada: amianto con encamisado metálico. Muy fina. Espiral arrollada: capas de metal preformado y amianto arrolladas en espiral. Fina. Tanto estas juntas como las laminadas se usan hasta 850°F. Requieren menor carga de compresión que las sólidas y por lo tanto es más eficiente para altas temperaturas y presiones. Ondulada: envuelta de metal ondulado relleno de amianto. Para uso hasta 850°F y alta presión. Buena para servicio severo tal como petróleo bruto caliente y productos químicos. Muy fina. Amianto insertado: metal ondulado, con las ondulaciones rellenas de amianto. Para usos hasta 850°F pero no más de 600 psi. No apto para petróleo caliente. Fina. Anillo octogonal y oval: anillos metálicos fabricados de hierro dulce, acero bajo al carbono, acero inoxidable, monel, ínconel, y cobre. Es la más eficiente y cara. La presión interna expande el anillo y crea un autocierre. Es preferida para servicios severos, siendo la octogonal la más frecuente. Muy fina.

http://www.monografias.com/trabajos5/recicla/recicla.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtml

http://monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/ciclos-quimicos/ciclos-quimicos.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml


TIPOS DE BRIDASRoscada: brida directamente roscada a la tubería, no necesitando soldadura. Para alta presión y temperatura moderada. Deslizante, Postiza (Slip-on): costo inicial menor que el de una de cuello. La resistencia bajo presión interior y las condiciones de fatiga es menor que para una de cuello. Para su instalación se desliza la brida en la tubería y se hacen dos soldaduras, una interior y otra exterior. Para servicio moderado y particularmente cuando un montaje fácil es una consideración de primer orden. De cuello: la brida termina en un cubo cónico que coincide con la tubería. La disminución progresiva hace que se produzca una buena distribución de fatigas siendo la brida que mejor se adapta a este tipo de esfuerzos. Condiciones de servicio severas, alta presión y temperatura o criogénico. De reborde o loca: la vida en condiciones de fatiga es 1/10 de las de cuello. Sólo la tubería está en contacto con el fluido. Servicio requiriendo frecuente inspección y desmontaje. Para grandes diámetros, en los que la posibilidad de girar la brida es importante. Se debe evitar para condiciones que implique fatigas de flexión, etc. Se pueden utilizar bridas de acero al carbono en la tubería aleada para servicio corrosivo. Plana: igual a las realzadas excepto que carecen de realce, a menudo hechas de una realzada que se le ha quedado el resalte mediante un mecanizado. Emparejan con válvulas y accesorios de hierro fundido de 125 a 250 Ib.


De casquillo encastre: la tubería ajusta en un rebaje en el interior de la brida. La unión interior entre la tubería y la brida puede estar sujeta a gran corrosión, bajo ciertas condiciones, aunque se puede realizar una soldadura interna de sellaje. El costo inicial es 10% menos que las postizas y con la soldadura interna tiene un 50% más de resistencia a la fatiga, con la misma resistencia estática. Es buena para pequeñas conexiones donde se prefiere a las roscadas por motivos de estanqueidad. Realzada: es de mayor uso. Ambas bridas son idénticas, teniendo un realce de 1/16" para 150-300 Ib y ¼" para las demás. La junta es de anchura inferior al realce. Preferido para condiciones de servicio moderadas. Anillo: más cara pero más eficiente. Difícil de dañar durante el montaje. Preferible para servicio de alta presión y temperatura. Macho y hembra: para pequeñas y grandes bridas. Se pueden utilizar juntas metálicas a causa de la gran compresión a que se puede someter la junta. Problema de almacén al tener que almacenarse por parejas. Usada para servicios especiales que requieran un junta retenida. No son frecuentes. Borde y ranura: para pequeñas y grandes bridas. El fluido no entra en contacto con la junta. Para diseños pequeños de la mayor eficiencia de junta posible con juntas planas. Usada para servicios que requieren una junta retenida que no entre en contacto con el fluido. No son frecuentes.

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/alma/alma.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml




1. Válvulas

2. Tuberías

3. Bombas

4. Depósitos


6. Motores

7. Filtros


Bombas:INTRODUCCION La bomba es el corazón del sistema hidráulico. Crea el flujo del líquido que llena todo el circuito.

Antes, cuando se hablaba de “hidráulica” se hacia referencia a los líquidos en movimiento. Por eso mismo cualquier bomba que moviera un líquido se denominaba bomba hidráulica.

Bomba de Agua Bomba Cardiaca Bomba Hidráulica


Hoy en día, sin embargo se entiende por "hidráulica” el estudio de la presión y el flujo de los líquidos, es decir, el movimiento del líquido y su capacidad para realizar trabajo. Por lo tanto, hoy se llama bomba hidráulica a la que, además de mover el líquido, le obliga a trabajar... dicho en otras palabras, LA BOMBA HIDRAULICA ES UN INGENIO CAPAZ DE CONVERTIR FUERZA MECANICA EN FUERZA HIDRAULICA.

Para una mayor claridad, buscando una analogía con las máquinas eléctricas, y para el caso específico del agua, una bomba sería un generador hidráulico, en tanto que una turbina sería un motor hidráulico. Normalmente un generador hidráulico (bomba) es accionado por un motor eléctrico, térmico, etc. mientras que un motor hidráulico (turbina) acciona un generador eléctrico.

Tratándose de fluidos compresibles el generador suele llamarse compresor y el motor puede ser una turbina de aire, gas o simplemente un motor térmico.


Existe una diversidad de clasificación de bombas que ocasionalmente puede causar confusión al intentar ubicarlas dentro de un cierto tipo, clave u otra distinción, sin embargo la más adecuada para propósitos de este trabajo es la proporcionada por el instituto de Hidráulica de los EE.UU. Esta clasificación toma en cuenta la forma cómo el fluido se desplaza dentro de los elementos de la bomba, así para aquellos en los que el fluido se desplaza a presión dentro de una carcasa cerrada, como resultados del movimiento suavizada de un pistón o embolo, se le denomina “bombas de desplazamiento positivo”, mientras que las bombas en las cuales el fluido es desplazado por el movimiento circular de uno o varios impulsores provistos de alabe, se les denomina “Bombas Centrifugas” .

Respecto a la forma física de la bomba se debe tener en cuenta que existen bombas de eje horizontal o vertical, ambas de empujes centros o de desplazamiento positivo, baja o alta velocidad , también la especificación de los materiales deben ser compatibles con los líquidos que se bombearán. Si son volátiles, viscosos, calientes o pastas aguadas (concepto de densidad y partículas que la bomba pueda impulsar).


Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definición para aclarar los términos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable de liquido dependiendo de la presión del sistema. A mayor presión menor cantidad de liquido desplazará.

Se dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su órgano propulsor contiene elementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresión a la salida. Otra definición dice que las bombas de desplazamiento positivo son las que desplazan una cantidad constante de liquido, independientemente de la presión del sistema.

En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, pues a medida que la misma se obstruya, aumenta la presión en el circuito hasta alcanzar valores que pueden ocasionar la rotura de la bomba; por tal causal siempre se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad. con una descarga a tanque y con registro de presión


Uno de los problemas que frecuentemente se presentan, es la aspiración de aire por parte de la bomba (cavitación), teniendo por consecuencia un funcionamiento deficiente, perdida de presión, excesivo desgaste y funcionamiento sumamente ruidoso.

Los tipos habituales de bombas que suelen utilizarse en maquinaria son de engranajes, piñones y paletas o pistones.


Ahora que sabemos lo que es una bomba hidráulica, veamos como son por dentro.

Bomba de engranajes Bomba de paletas Bomba de pistones

Los tres tipos son giratorios: el líquido es movido por una pieza en rotación en el interior de la bomba. La bomba rotatoria tiene la ventaja de ser más compacta para un mismo caudal. De ahí que sea el tipo ideal para montar en un vehículo, donde el espacio disponible siempre es más reducido que en una instalación fija.




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2. Tuberías

3. Bombas

4. Depósitos


6. Motores

7. Filtros


Depósitos:Los depósitos hidráulicos pueden ser de dos tipos:

1. Presurizados que mantienen durante el funcionamiento de la máquina una presión en su interior que favorece la descarga de aceite hacia las bombas.

2. Depósitos con respiradero que no mantienen presión en su interior.


La mayoría de los sistemas hidráulicos de tamaño pequeño a mediano utilizan los tanques o depósitos como base de montaje para la bomba, motor eléctrico, válvula de alivio, y a menudo otras válvulas de control. Este conjunto se llama. "Unidad de bombeo", "Unidad Generada de Presión" etc.

El tanque se completa con un indicador de nivel y un filtro de respiración que impide la entrada de aire sucio.




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4. Depósitos


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7. Filtros


Cilindros o botellas:Los cilindros o botellas pueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la tapa que varia en función de la presión que tengan que soportar.

Las tapas que usan tornillos aguantan generalmente más presión que las tapas que van atornilladas directamente en la camisa. Estas últimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien en la parte interior de la camisa.




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7. Filtros


Motores:

Motores hidráulicos son generalmente de pistones y caudal fijo, se utilizan generalmente para la traslación de las máquinas.




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Filtros:Coladera de Succión: La mayoría de las bombas utilizan para su protección un filtro destinado a retener partículas sólidas en la aspiración. La practica usual cuando se emplean aceites minerales estándar, es utilizar coladeras de malla metálica.

Con la introducción de bombas y válvulas con alto grado de precisión, operación a presiones elevadas y altas eficiencias, el empleo de la coladera de aspiración no es protección suficiente para el sistema, si se quiere obtener una larga vida del mismo.

El propósito de la filtración no es solo prolongar la vida útil de los componentes hidráulicos, si no también evitar paradas producidas por la acumulación de impurezas en las estrechas holguras y orificios de las modernas válvulas y servoválvulas .


Filtros hidráulicos, van generalmente en derivación con el circuito principal y suele pasar por ellos una parte de la presión de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia en el circuito es limitada. No suelen colocarse en las líneas de presión porque necesitarían ser muy reforzados para aguantar tan altas presiones y serian antieconómicos. En las líneas de aspiración de las bombas podrían dar lugar a restricciones que producirían cavitación acortando así drásticamente la vida útil de las mismas.


La figura siguiente se muestra un filtro micronico que puede ser empleado en el retorno o el envío, el elemento filtrante de papel impregnado en fibra de vidrio, metal sinterizado, u otros materiales puede ser removido desenroscando el recipiente. Cuando la caída de presión a través del elemento se incrementa, para evitar el colapso del mismo una válvula de retención se abre dando paso libre al aceite.


Filtro en Línea. Una configuración popular y económica es el filtro en línea de la figura siguiente, que también lleva incluida una válvula de retención, su desventaja consiste en que hay que desmontar la tubería para su mantenimiento.

Algunos circuitos de filtrado son los siguientes:1. En la línea de presión2. En el retorno por alivio3. En la línea de retorno


1. En la línea de presión

La figura se observa un filtro instalado a la salida de la bomba y delante de la válvula reguladora de presión y alivio. Estos filtros deben poseer una estructura que permite resistir la máxima presión del sistema. Por seguridad deben poseer una válvula de retención interna. La máxima perdida de carga recomendada con el elemento limpio es de 5 PSI.


2. En el retorno por alivio

En este punto, puede emplearse un filtro de baja presión. Es una disposición ideal cuando trabajan válvulas de control de flujo en serie y el caudal de exceso se dirige vía la válvula de alivio permanentemente a tanque. La máxima perdida de carga recomendada es de 2 PSI con el elemento limpio.


3. En la línea de retorno

El aceite que retorna del sistema puede pasar a través de un filtro cuando se dirige a tanque.

CUIDADO: Cuando seleccione el tamaño de un filtro así , recuerde que el caudal de retorno puede ser mucho mayor que el de la bomba, debido a la diferencia de secciones de ambos lados de los cilindros.


1.1.2 TIPOS DE SISTEMAS HIDRÁULICOS

Los tipos de sistemas hidráulicos atendiendo a diferentes criterios se pueden clasificar:

1. Según la variación de energía

Atendiendo al tipo de energía fluidodinámica que se intercambia a través de la máquina tenemos:

• Máquinas en las que se produce una variación de la energía potencial, como por ejemplo el tornillo de Arquímedes.

• Máquinas en las que se produce una variación de la energía cinética, como por ejemplo aerogeneradores, hélices o turbina Pelton. Estas se denominan máquinas de acción y no tienen carcasa...

• Máquinas en las que se produce una variación de la entalpía (presión), como por ejemplo las bombas centrífugas. Estas máquinas se denominan máquinas de reacción

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluidodin%C3%A1mica&action=edit

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_de_Arqu%C3%ADmedes

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Aerogenerador

http://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_Pelton

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_Pelton

http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfuga


2. Según el tipo de intercambio

Atendiendo al modo en el que se intercambia la energía dentro de la máquina tenemos:

• Máquinas de desplazamiento positivo o volumétricas. Se trata de uno de los tipos más antiguos de máquinas hidráulicas y se basan en el desplazamiento de un volumen de fluido comprimiéndolo. El ejemplo más claro de este tipo de máquinas es la bomba de aire para bicicletas. Suministran un caudal que no es constante, para evitarlo en ocasiones se unen varias para lograr una mayor uniformidad. Estas máquinas son apropiadas para suministros de alta presión y bajos caudales.

• Turbomáquinas. Producen una variación en el momento cinético del fluido como consecuencia de la deflexión (cambio de dirección) producida en el interior de la máquina. Dentro de este tipo existen diversos subtipos. Existen las máquinas radiales o centrífugas, en las que el flujo entra en la máquina en dirección axial (misma dirección del eje principal) y sale en dirección radial. Estas máquinas son apropiadas para altas presiones y bajos caudales. Y existen máquinas axiales en los que el flujo entra axialmente en ellas y sale igualmente en dirección axial. Estas máquinas son apropiadas para bajas presiones y grandes caudales.

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_cin%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Eje


3. Según el encerramiento

Atendiendo a la presencia o no de carcasa:

• Máquinas no entubadas como pueden ser las máquinas de acción.

• Máquinas entubadas.

4. Según el movimiento

Existen otros criterios, como la división en rotativas y alternativas, dependiendo de si el órgano intercambiador de energía tiene un movimiento rotativo o alternativo, esta clasificación es muy intuitiva pero no atiende al principio básico de funcionamiento de estas máquinas.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=M%C3%A1quina_de_acci%C3%B3n&action=edit


Motoras

Generadoras

Volumétricas

Turbomáquinas

Alternativas - Bombas de émbolo

En la tabla siguiente se muestra un resumen de la clasificación de las máquinas hidráulicas (l=líquido, g=gas).

Rotativas - Bombas rotoestáticas

Turbinas Hidráulicas

Aerogeneradores (máquina axial)

Volumétricas

Turbomáquinas

Alternativas - Bombas de émbolo

Rotativas - Bombas rotoestáticas

Bombas rotodinámicas o centrífugas

Ventiladores


VISTA DETALLADA DE UNA BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANES

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Gear_pump_exploded.png


1.2 APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS HIDRAULICOS

1. Domésticas

2. Agrícolas

3. Industriales

En cuanto al empleo de los sistemas hidráulicos se pueden contemplar las siguientes aplicaciones:

sistemas+hidraulicos-1

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