COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRULICOMDULO N03

Objetivos del mdulo: Identificar los componentes bsicos de mando directo de un sistema hidrulico. Esquematizar las representaciones normalizadas de las principales vlvulas de un sistema hidrulico. Explicar la relacin de los diversos componentes. Identificar la estructura bsica de las vlvulas y partes del sistema hidrulico. Identificar aplicaciones de sistemas hidrulicos en equipos. Lectura de planos sencillos e identificacin de planos. BOMBA HIDRULICA Unidad N06 LA BOMBA HIDRULICA La bomba hidrulica se encarga de transformar la energa mecnica proveniente del equipo de accionamiento en energa de fluido. Realmente la bomba impulsada al fluido; significa pues que sta; proporciona caudal. La presin se forma como consecuencia de la resistencia que encuentra el fluido. SMBOLOS NORMALIZADOS

Bomba hidrulica de caudal constante y giro en un solo sentido

Bomba hidrulica de caudal constante y giro en dos sentidos

Bomba hidrulica de caudal variable y giro en los dos sentidos

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VOLUMEN DESPLAZADO O DE EXPULSIN (DV)

Se refiere al volumen de fluido que es transportado por la bomba en cada giro.Por tanto, el caudal es el resultado de multiplicar el volumen desplazado (DV) por el nmero de revoluciones por minuto (n).

Q = DV x nREVOLUCIONES Las revoluciones de una bomba son un criterio importante de seleccin. El rgimen de revoluciones para la mquina estacionaria es de n = 1800min-1; por otro lado el rgimen de revoluciones para la maquinaria mvil es amplio (800 a 5000rpm) tomndose como referencia de diseo a 1500rpm. EFICIENCIA VOLUMTRICA Es la relacin entre el caudal real que impulsa la bomba con respecto al caudal terico.

v = L = L Q TERIC DV n

QREA

QREA

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EFICIENCIA HIDRULICA-MECNICA Es la relacin entre la energa mecnica que sale de la bomba con respecto a la energa mecnica que ingresa.

h

=hm

EMECNICA QUE

INGRESA

- PERDIDASINGRESA

EMECNICA QUE

EFICIENCIA TOTAL El grado de eficiencia total de una bomba se calcula multiplicando la eficiencia volumtrica con la eficiencia hidrulica - mecnica. En general la eficiencia total de una bomba hidrulica oscila entre el 80% y 90%

T = V hmCURVA CARACTERSTICA DE UNA BOMBA Si p=0, la bomba rinde un caudal Q. Si p>0, Q se mantiene prcticamente constante. Para una alta presin Q comienza a disminuir. La presin mxima que alcance la bomba se da cuando el caudal ha cado como mximo en 13%.

QNOMINALC A U D A L

Caudal prcticamente constante a diversas presiones 9 a 13 % de Q BOMBA NUEVA DESTRUCCIN BOMBA AVERIADADE LA BOMBA

PMXIMAPRESIN

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Instalacin para obtener la Curva de la Bomba El siguiente banco de ensayo permite obtener la curva Q vs. pVALVULA LIMITADORA DE PRESION (VALVULA DE CARGA)

Q p

MANMETRO

M

CAUDALMETRO BOMBA HIDRULICA

CLASIFICACIN Las bombas hidrulicas pueden clasificarse en dos tipos bsicos aplicando el criterio de volumen de expulsin. BOMBAS de desplazamiento volumtrico constante. BOMBAS de desplazamiento volumtrico regulable o ajustable. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO VOLUMTRICO CONSTANTE

a

c

b

d

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BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO VOLUMTRICO AJUSTABLE

e

f

g

h

DESCRIPCIN Bomba de engranajes exteriores (a) Bomba de engranajes interiores (b) Bomba de tornillos (c) Gerotor (d) Bomba de aletas (e) Bomba de pistones axiales de plano inclinado (f) Bomba de pistones axiales de eje inclinado (g) Bomba de pistones radiales (h)

CARACTERSTICAS DE LAS BOMBAS MS REPRESENTATIVAS Tipo de bomba A B C D E F g RPM (1/min) 500 - 3500 500 - 3500 500 - 4000 900 - 3000 750 - 3000 750 - 3000 900 - 3000 DV (cm3) 1.2 - 250 cte 4 - 250 cte 4 - 650 cte 25 - 800 variable 25 800 variable 25 800 variable 5 - 160 P (bar) 40 - 160 160 - 250 25 - 160 100 - 160 160 - 250 160 - 250 160 - 320 H (%) 80 - 90 80 - 90 70 - 85 80 - 90 82 92 82 92 90

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BOMBA DE ENGRANAJES Una de las ruedas dentadas est conectada al motor, la otra gira por efecto del engranaje con la primera rueda. En la cmara de aspiracin se produce una depresin; el aceite fluye de la lnea T (siguiente diapositiva) a las cmaras entre diente y diente del engranaje y es transportado a lo largo de la pared exterior hacia la zona de alta presin, lnea P.

ZONA DE ALTA PRESION LINEA P (CMARA DE DESCARGA)

CMARAS ENTRE DIENTE Y DIENTE

ZONA DE BAJA PRESIN LINEA T (CMARA DE ASPIRACIN)

Principio de FuncionamientoPRESIN DE SUCCIN O DE VACO O DEPRESIN DE 0,3BAR EQUIVALENTE A UNA PRESIN ABSOLUTA DE 0,7BAR ZONA DE PRESIN (MENOR REA)

PRESIN ATMOSFRICA ABSOLUTA PRESIN DE 0,5 BAR PRESIN = 1BAR ATMOSFERA ABS.

ZONA DE SUCCIN (MAYOR REA)

CAVITACIN La cmara de aspiracin es ms grande que la cmara de descarga con la finalidad de tener mayor presin y evitar que se forme excesivo vaco que produzca la vaporizacin del aceite, implosionando en la cmara de alta presin y provocando pues, el desgarre metlico en las paredes internas de la bomba manifestndose con efectos de ruido y vibracin.

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Distribucin de PresionesZONA DONDE SE VISUALIZARA LOS EFECTOS DE LA CAVITACIN

ZONA DE ALTA PRESIN

DESCARGA DE ACEITE COMPRENDIDO ENTRE DIENTE Y DIENTE

LUBRICACIN DE CHUMACERAS

CMARA DE ASPIRACIN

ZONA DE DESGASTE POR EFECTO DE LA ZONA DE PRESIN

Lubricacin Las chumaceras son lubricadas con el aceite de baja presin mientras que las partes laterales de los engranajes se lubrican con el aceite de la zona de alta presin. En rangos apropiados las prdidas volumtricas lubrican las partes en contacto como las chumaceras y las gemelas.GEMELAS: (2) y (3) ENGRANAJE MOTRIZ (1) LUZ ENTRE GEMELA Y CULATA

CULATA ENGRANAJE CONDUCIDO

LUZ ENTRE ENGRANAJES Y GEMELAS (MINIMO PARA MANTENER ESTANQUEIDAD)

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