5C3_GRPA_LAB04_3-B [16_05_2014]

INTEGRANTES DEL GRUPO:

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO TECSUP

ESPECIALIDAD:

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

TEMA:

CIRCUITO HIDRÁULICO

DOCENTE:

LEÓN MOZO, MIGUEL ÁNGEL

INTEGRANTES:

MEDINA ORTEGA, ALFREDO RAÚL

TONE CHÁVEZ, SOFÍA FIORELLA

VERA MAMANI, ERICK DANIEL

2014-V

SISTEMAS HIDRÁULICOSNro. DD-

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CIRCUITO HIDRÁULICO LaboratoriGrupo Lab. Nº

A4Mantenimiento de Maquinaria de

Planta-PFR Fecha: 16/05/14

Módulo

3-B

INTEGRANTES:

1. Medina Ortega, Alfredo Raúl2. Tone Chávez, Sofía Fiorella3. Vera Mamani, Erick Daniel

I. OBJETIVOS

Conocer cómo se genera la presión en un sistema hidráulico. Evaluar el rendimiento volumétrico de una bomba hidráulica. Identificar y utilizar correctamente válvulas direccionales y actuadores hidráulicos en

esquemas hidráulicos básicos. Aplicar procedimientos de trabajo seguro al abrir y cerrar la alimentación de la bomba

de aceite a un sistema hidráulico.

II. SEGURIDAD

Antes de realizar el laboratorio:

Figura 1 – Implementos de Seguridad (Seguridad, 2014)

Asegúrese que usted y sus compañeros de grupo tienen lentes de protección visual. Recuerde que va a trabajar con fluidos a presión.

Deberá contar con la ropa y los implementos de seguridad necesarios antes de comenzar la experiencia (lentes, overol, botas de seguridad, etc.)

Efectúe la revisión de las instalaciones hidráulicas en función del plano hidráulico. Energizar el equipo solo después que el profes8utilizar trapo para limpiar el aceite del

módulo y del puesto de trabajo) Realizar el armado y desarmado de los circuitos únicamente cuando el sistema este sin

presión. (Esto es cuando el equipo este apagado)

EL MÓDULO DESIGNADO PARA EL GRUPO ES EL MÓDULO 03-B


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3-B

III. INTRODUCCIÓN

La hidráulica es la ciencia que forma parte de la física y comprende la transmisión y regulación de fuerzas y movimientos por medio de los líquidos. Su fundamento se basa en el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo. Una de las desventajas de los sistemas hidráulicos es que son más sucios que los neumáticos, el aceite es inflamable y explosivo, los elementos de los circuitos hidráulicos son más costosos que los neumáticos, el aceite es más sensible a los cambios de la temperatura que el aire, y que hay que cambiar el aceite cada cierto tiempo con el consiguiente gasto añadido.

En el presente laboratorio número 4, analizaremos un circuito hidráulico, obtendremos las presiones que marquen los manómetros. También obtendremos las fuerzas del lado del embolo y el lado anular de un cilindro y obtendremos los datos de las fuerzas del embolo y anular.

IV. DESARROLLO DEL LABORATORIO

4.1 IDENTIFICACIÓN DE LOS MÓDULOS HIDRÁULICOS

Figura 02. Modelo de trabajo de un solo módulo (Fuente Propia)


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4.2 INTRODUCCIÓN TEÓRICA

VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL Las válvulas reguladoras de caudal influyen sobre el caudal también al reducir o aumentar la sección de paso de fluido, pero no son dependientes de la presión diferencial, es decir, con la misma sección de paso entregan el mismo caudal para cualquier presión diferencial.

PRINCIPIO DE LA DIFERENCIA DE PRESIONES Independiente de la diferencia de presiones de la entrada P con respecto a la salida A Esto significa, que para la misma sección de paso en el estrangulamiento permanece el caudal constante independiente de la variación de la diferencia de presiones entre la entrada P y la salida A de la válvula.


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VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL DE 2 VÍAS

1: estrangulador ajustable 2: regulador de presión diferencial P1-p3: diferencia de presión externa, ésta es variable debido a las variaciones de presión. P2-p3: diferencia de presión interna, ésta se mantiene constante a través del regulador de presión diferencial. Las válvulas reguladoras de caudal de 2 vías pueden tener en paralelo una válvula antirretorno, para regular el caudal en un solo sentido.


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4.3 CIRCUITO HIDRÁULICO

Figura 06. Circuito Hidráulico (Fuente Propia)


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Módulo

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4.5 PROCEDIMIENTO

a) Reconozca cada uno de los componentes del sistema mostrado en la figura 01,colocando el nombre de cada uno de ellos en tabla siguiente.

ITEM SIMBOLOGIANOMBRE DEL DISPOSITIVO

IMAGEN

1Grupo de

Accionamiento

1.3 Motor

1.2 Bomba

1.0 Tanque


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1.1

2

Válvula limitadora de

Presión de Mando Directo

6Válvula de

estrangulación unidireccional

3.13.23.3

Manómetro de Presión

4.0 Caudalímetro

7Cilindro

Hidráulico de doble efecto

5

Válvula hidráulica 4/3

con retorno por muelle

2. Pase a los módulos de capacitación y preste atención a las indicaciones del instructor

3. Reconozca los componentes que va utilizar para montar el circuito hidráulico. 4. Haga el montaje de los componentes 3.1 y 2 del circuito hidráulico siguiendo paso a paso las indicaciones

5. Energice el equipo y baje la palanca de a válvula del módulo.

6. Calibre la presión del sistema con la válvula 2 hasta que el manómetro indique 40 bares.

7. Suba la palanca de la válvula que se encuentra a la izquierda de Ud., apague el equipo y continúe montando el circuito según las indicaciones del instructor.

8. Energice el equipo y baje la palanca de la válvula que se encuentra a la izquierda de Ud.

9. Mueva la palanca de la válvula direccional de modo que salga el vástago del cilindro y cuando este a medio camino estrangule totalmente (sin hacer fuerza) de modo que se detenga el vástago.


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10. anote las lecturas de los manómetros en el siguiente cuadro.

P1 (bar) P2 (bar) P3 (bar)39 37 44

11. Calcule las fuerzas que actúan en el lado del embolo y en el lado anular y complete el siguiente cuadro (Dato: A embolar = 4.91 cm2; A anular = 4.12 cm2)

F embolo (N) F anular (N)

Fembolar

Fanular

Aembolar

Aanular

P3

P2

1.96 N 1.854N 1.05 1.19 1.125

F embolar=Aembolo . P2

F embolar=4.91 x4 0

F embolar=1.96N

Fanular=Aanular . P 3

Fanular=4.12 x 4 5

Fanular=1.854 N

4.6 CONCLUSIONES

Al realizar los cálculos observamos que la fuerza embolar y anular son casi iguales. Concluimos que la relación de fuerzas es parecida por la relación que existe entre las áreas y presión.

12. Ahora permita que salga el vástago soltando un poco la válvula estranguladora observando que el Caudalímetro indique 0.5 L/min (esta medición se debe hacer solo si el vástago se encuentra en movimiento de salida). Complete las siguientes tablas siguientes mediciones con mediciones y cálculos. (Dato: carrera = 15 cm)

P1 ¿ P2 ¿ P3 ¿P3

P2

t salida

40 36 42 4236

15 s

P3

P2

F embolar Fanular Fembolar

Fanular

Aembolar

Aanular

V salida [cms

] Qembolo [ cm3

min ] Qanular [ cm3

min ]


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1.67 1.76 1.73 1.01 1.19 1.60 cm/s 0.138 0.515

Qembolar

Qanular

0.25F embolar=Aembolo . P2

F embolar=4.91 x3 6

F embolar=1.7 6

Fanular=Aanular . P 3

Fanular=4.12 x 4 2

Fanular=1.7 3

V salida=Qembolar

Aembolar

V salida=0.5 L/min (1000 cm3 /1 l)(1 min /60 s)

Aembolar

V salida=8.334.91

V salida=1.69

Qembolo=V embolo x Aembolo

Qembolo=1.69cms

x4.91 cm2

Qembolo=1.69cms

x4.91 cm2

Qembolo=0.13 cm3/min

Qanular=Volumentiempo


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Módulo

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Qanular=15 x 4.12

2 s

Qanular=0.515 cm3/min

4.7 CONCLUSIONES

Se llegó a la conclusión de que es necesario hallar los diámetros del cilindro para desarrollar los ejercicios así como desarrollar las relaciones.

Debido a las pérdidas que se presentaron en el circuito, existió mucha variación en los datos tomados

ACTIVIDADES:

a) De acuerdo al circuito realizado en laboratorio, responda las siguientes preguntas:

1. El nombre de componente 2 es:

a. Válvula de control de presiónb. Válvula limitadora de presiónc. Válvula limitadora de presión de mando directod. Válvula de presión de mando indirectoe. Válvula normalmente cerrada de presión directa

2. La válvula que se encarga de controlar el caudal es el componente:

a. Componente 6b. Componente 5c. Componente 2 d. Componente 1.1e. Componente 1.2

3. Transforma la energía hidráulica en una energía mecánica

a. Componente 1.2b. Componente 1.3c. Componente 7d. Componente 4e. Componente 1

4. El nombre del componente 6 es:

a. Válvula estranguladorab. Válvula estranguladora con check en paraleloc. Válvula de control de caudald. Válvula de control con check en paralelo


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e. Válvula reguladora de caudal con check en paralelo.

5. La presión de calibración del componente 1.1 es:

a. La misma para todo el sistemab. Menor que la del componente 2c. Su presión es la misma que del componente 2d. Es mayor que válvula 2e. Depende de la aplicación.

6. El nombre de componente de la figura es:

a. Unidad tanque b. Unidad hidráulicac. Deposito d. Bloque hidráulicoe. Unidad de almacenamiento y de bombeo de aceite

7. Cuando el embolo se encuentra en salida:

a. La válvula distribuidora se encuentra en posición bb. El manómetro 3.1 marca ceroc. El manómetro 3.2 marca cerod. Los manómetros 3.1 y 3.2 indican presión por debajo de la

calibradae. Ninguna de las anteriores

8. El manómetro 3 cuando se encuentra de regreso el embolo:

a. Su máxima lectura será a la presiona del sistemab. Indica la presión, la cual depende de la viscosidad del aceitec. La presión que indica es cero porque se encuentra en carrerad. La presión que indica ase debe a las resistencias internas e. Depende de la válvula estranguladora

9. Convierta una presión de 25 bar a PSI y a kPa y convierta un caudal de 0.05

2500 KPa326.5 PSI

0.05 l/min0.0132 gal/min

10. En el circuito de la figura 01 si suponemos que durante la salida del vástago la caída de presión en la válvula direccional de P hacia A es de 4 bar y la lectura del manómetro P1 es 36 bar. Calcule la fuerza en N que se ejerce en el lado del embolo.

F=P x Aembolo

F=36 x 4.91


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F=1.76 Nm11. ¿Cuándo cerramos la estranguladora durante la salida del vástago la presión P3

es mayor que la presión P2?

Si, esto se debe a que mientras se cierre la estranguladora, se dará más presión en el manómetro de salida del vástago que en la entrada del vástago.

12. En el circuito de la figura 01, si durante la salida del vástago el caudalímetro indica 1.5 [l/min]. Calcule la velocidad del vástago y el caudal que ingresa al lado del embolo. Asuma para este caso que A embolar=8 cm2 ; A anular = 5 cm2

V vastago=1.5 (1000 cm3/min)

8cm2

V vastago=3.125 cm /s

Qembolo=5cm x 3.125

Qembolo=5cm x 3.125

Qembolo=15.625 xcm3/ s

4.8 CONCLUSIONES

Al realizar los cálculos observamos que la fuerza embolar y anular son casi

iguales. Concluimos que la relación de fuerzas es parecida por la relación que existe entre las áreas y presión.

Se llegó a la conclusión de que es necesario hallar los diámetros del cilindro para desarrollar los ejercicios así como desarrollar las relaciones. Debido a las pérdidas que se presentaron en el circuito, existió mucha variación en los datos tomados.

Cuando se calibro la válvula limitadora de presión de mando directo fue fundamental el armado del circuito, en caso contrario los manómetros y el Caudalímetro marcarían medidas equivocadas.


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3-B

Antes de tomar las medidas y las presiones, se tiene que regular la válvula de seguridad a 40 bares, es importante hacerlo sin carga.

Ya que el circuito tenía una válvula direccional con estranguladora se puede variar la velocidad de salida del pistón.

Para no tener problemas en el armado del circuito ni en la toma de medidas, fue de mucha ayuda la simulación que hicimos en el programa Automation.

4.9 MODULO 3-B

ANTES DESPUES


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4.10 ANEXOS


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MANGUERAS HIDRÁULICAS

En 1870 se inventó la primera manguera de caucho. Era una manguera para incendio de lona recubierta con caucho, que reemplazaba a la manguera de cuero que se usó desde 1600. Las mangueras son usadas para conducir toda clase de líquidos y/o gases bajo presión. Son fabricadas por capas que cumplen funciones específicas. La mayoría de las mangueras tienen al menos tres capas: el tubo o forro interno, una o más capas de refuerzo y la cubierta.

ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS

El Tubo o forro interno, transporta el líquido, gas o una combinación de ambos, por ello debe ser químicamente resistente al material que conduce. Consulte siempre a su proveedor información acerca de la resistencia química de la manguera que va a usar.

El Refuerzo puede ser fabricado con materiales textiles (algodón, rayón, poliéster, nylon y kevlar) o alambres (acero al carbono, acero inoxidable, acero galvanizado o bronce).

La Cubierta es la capa externa de la manguera, protege al tubo y al refuerzo de daños exteriores. Son resistentes a la abrasión, la luz del sol, rayos ultravioletas, productos químicos y temperaturas extremas.

MANGUERAS HIDRÁULICAS

Hoy en día la ingeniería hidráulica se está imponiendo gradualmente en todas las áreas de la industria, llegando a sustituir, en muchos casos, a los sistemas de transmisión de fuerza tradicional.


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Tubo interior y cubierta de caucho sintético de alta calidad. Refuerzo de 1 trenzado de alambres de acero endurecidos y templados con superficie

protegida. Cubierta resistente a la abrasión y a la interperie. Resistente a temperaturas entre -40º C y +100º C y en periodos cortos hasta +125º C. Utilizada para el transporte de aceites minerales, aceites hidráulicos, emulsiones de

agua, aceite y soluciones acuosas de glicol.

SAE DIN INTERIOR EXTERIOR P/TRAB. P/RUPT. RAD.CU.

100R1 - 04100R1 - 05100R1 - 06100R1 - 08100R1 - 10100R1 - 12100R1 - 16100R1 - 20

20022 - 1ST 0620022 - 1ST 0820022 - 1ST 1020022 - 1ST 1220022 - 1ST 1620022 - 1ST 2020022 - 1ST 2520022 - 1ST 32

1/4"5/16"3/8"1/2"5/8"3/4"1"

1.1/4"

5/8"11/16"3/4"7/8"1"

1.3/16"1.2"

1.13/16"

3265312026102320188515251273914

13060123341044892877546609450783628

100115130180200240300420

Refuerzo de 2 trenzados de alambres de acero endurecidos y templados con superficie protegida.


100R2 - 04100R2 - 06100R2 - 08100R2 - 12100R2 - 16100R2 - 20

20022 - 2SN 0620022 - 2SN 1020022 - 2SN 1220022 - 2SN 2020022 - 2SN 2520022 - 2SN 32

1/4"3/8"1/2"3/4"1"

1.1/4"

5/8"3/4"7/8"

1.3/16"1.1/2"1.7/8"

580048004000310024001800

2321819154159621233494327255

100130160240300420


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Módulo

3-B

Refuerzo de 4 trenzados de alambres de acero endurecidos y templados con superficie protegida.


100R12 - 08100R12 - 12100R12 - 16100R12 - 20100R12 - 24

4SP DN12 EN856PHK4SP DN19 EN856PHK4SP DN25 EN856PHK

EN 856 4SP DN3120022-4 SP

1/2"3/4"1"

1.1/4"1.1/2"

15/16"1.1/4"

1.9/16"1.9/16"

2"

60005075406030502680

232181915415962123349432

300300340460560

COMPORTAMIENTO DE LAS MANGUERAS

PRESIÓN: Esta varía de acuerdo a sus medidas y construcción. Pueden ser: (medidas en psi.)

Presión de rotura: Es la presión de prueba en la cual ocurre la ruptura. Presión de prueba: Es el valor de prueba del control de calidad. Presión de trabajo: Es la máxima presión a la cual debe operar la manguera.

TEMPERATURA DE OPERACIÓN: Se refiere a la temperatura mínima y máxima del fluido que conduce. La mayoría de mangueras hidráulicas operan en un rango de -40º a 100º C.

RADIO DE CURVATURA: Es el diámetro menor al que puede ser doblada la manguera sin producir daños internos.

COMPATIBILIDAD DE FLUIDOS: El material del que está hecho el tubo interno es la consideración más importante para establecer la compatibilidad del fluido.

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