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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 eléctrico
Motor de combustión
Elemento transmisión de energía Tuberías y mangueras Tuberías y
mangueras
Cables eléctricosCampos
magnéticos Palancas, ejes, etc.
Portadores de energía Líquidos 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 hidráulicoSe 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 hidráulicasElementos de regulación y control
ActuadoresAcondicionadores 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 cilindrosPresión requerida Caudal entrada fluido hidráulico
Selección de cilindrosPandeo. Fórmula de Euler (sección circular)
Selección de cilindros
Motor hidráulicoLos 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 hidráulicoSe 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 motoresCilindrada 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 hidráulicoLos 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