Explicacion de Las Unidades Hidroneumaticas
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7/26/2019 Explicacion de Las Unidades Hidroneumaticas
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Unidades de Hidrulica y neumtica.
Preparado por: Francisco Javier Rivas Neira.
Jefe de rea MP-ME sede Lebu. 2016
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Lo ms difcil de la hidroneumtica:
Comprender la terminologa.Ac se va a explicar en modo fcil.
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Es el elemento que se utiliza en la hidroneumtica como transmisor de fuerza.
El elemento es fluido cuando se adapta al recipiente que lo contiene y a los
conductos por donde se hace circular.
Es el elemento que se utiliza en lahidroneumtica como transmisor de fuerza. El
elemento es fluido cuando se adapta al
recipiente que lo contiene y a los conductos por
donde se hace circular.
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Cuando el fluido est en reposo en un estanque, es tan solo eso, un fluido...
Sin embargo, cuando el fluido se pone en
movimiento, aparece otro trmino en el
juego
El fluido, tiene una forma de poder medir
su cantidad. La unidad de medida
utilizada en hidrulica es el litro, y dalugar a otra Magnitud: El Volumen.
= .
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Cuando hay lquido circulando, eso es
simplemente un flujo. Puede ser intenso o
leve, pero es un flujo al fin y al cabo.
La intensidad del flujo
depende directamente delgrado de apertura de la llave o
vlvula de control del mismo.
Un flujo si es intenso o leve,
se puede apreciar a simple
vista pero en la hidrulica se
necesitan datos exactos.
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La jeringa de la derecha se desplaza gracias
a que la jeringa izquierda enva agua a travs
del tubo inferior. Ya que el agua es un fluido,
no importa la forma que tenga el conducto. El
agua va a circular igual.
El Flujo permite que un recipiente se lle
ne y
reaccione de determinada forma. En este
caso, con el desplazamiento hacia arriba de
la jeringa derecha.
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La velocidad con que se extienda la jeringa
derecha depende exclusivamente de la
velocidad con que el flujo de lquido se le
traspasa desde la otra jeringa.
Sin embargo, el flujo es una variable que
puede ser medida, y da lugar a otro
concepto: El Caudal.
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El caudal permite medir la intensidad del
flujo de lquido. En otras palabras, permite
saber cuntos litros de fluido por minuto
circulan por los conductos.
Permite entre otras cosas, saber cunto
tiempo va a demorar en llenarse un
recipiente.
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Para calcular el caudal de un flujo determinado, se necesita conocer dos
valores importantes: El volumen del receptor y el tiempo que tarda en llenarse.
Procedimiento bsico: Dejar escurrir el agua dentro del balde y tomar el tiempoque demora en llenarse.
Dividir el contenido del balde (en litros) por el tiempo tomado en llenarse (en
minutos), as se obtendr el caudal de agua que entrega la red, expresado en
litros por minuto.
=
-
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El caudal sirve para determinar la velocidad con que se extiende un cilindro
hidrulico...
O a la velocidad que gira un motor hidrulico.
=
-
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Quin determina el caudal de un sistema hidrulico?
=
Respuesta: La bomba hidrulica.(Obvio, No?)
La bomba hidrulica tiene en su interior unaserie de componentes que se encargan de
aspirar el aceite desde el estanque, y enviarlo
hacia un conducto de salida. Existen varios tipos
de bomba que se analizarn en otro momento.
La bomba tiene una cierta capacidad de aceite
en su interior, y su eje impulsor pone en
movimiento los elementos internos que lo
mueven hacia el exterior, pero tambin a su vez
aspiran una cantidad casi igual a la que sale.
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=
Hay que tener siempre claro el siguiente concepto: Cada vez que la bomba
hidrulica gira una vuelta completa en su eje, por el orificio de salida sale una
cantidad de aceite idntica a la cantidad que cabe en su interior. Esta capacidad
de Lts/vuelta se denominaDesplazamientointerno de labomba.
Si una bomba gira a cierto nmero de revoluciones por
minuto, la cantidad de aceite expulsada en el lapso de
un minuto ser igual al desplazamiento interno
multiplicado por las revoluciones realizadas.
Ejemplo: si una bomba tiene un desplazamiento
interno de 2 lts/Rev, indica que son dos litros de aceiteimpulsado por cada vuelta de su eje. Si la bomba gira
a 500 revoluciones por minuto (RPM) claramente en
un minuto de tiempo expuls 1000 litros. O sea, su
caudal a 500 RPM es de 1000 Lts/min.
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=
Si la misma bomba gir a 250 RPM, y su desplazamiento es de 2 lts/Rev, su
caudal a 2200 RPM es de 500 Lts/min.
Hay que considerar que toda bomba hidrulica tiene
un lmite de revoluciones por minuto, indicadas por el
fabricante. Si se hace girar a ms de ese lmite, los
componentes internos pueden daarse por exceso
de velocidad. (Sobre calentamiento, fatiga, prdida
de lubricacin).
Un dato importante: Toda bomba hidrulica tiene el
orificio de aspiracin ms grande que el orificio de
salida de aceite. La razn se explicar ms adelante.
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La velocidad indica cuanto tarda en extenderse
un cilindro en su totalidad. Se considera la
distancia mxima que recorre el vstago, y se
divide esa medida por el tiempo que tarda en
recorrerla.
La velocidad de un motor hidrulico se mide en
Revoluciones por minuto. (RPM).
=
.
Ambas velocidades dependen del caudal con que se
alimenta el componente.
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La velocidad del vstago se calcula fcilmente. Se debe tener la capacidad
total del cilindro a su mxima extensin y la medida en metros del recorrido
del vstago, sin olvidar que se debe conocer tambin el caudal con que se
alimenta.
=
.
Ejemplo: Si se tiene uncilindro con capacidad
mxima de 75 litros, y el
vstago recorre una distancia
de 2 metros, todo lo anterior
es alimentado por un caudal de 20litros/minuto, entonces hay que ordenar los
datos de la siguiente forma:
= 75 .
= 20 /
= 2 .
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Lo primero que hay que tener claro, es que cuando el cilindro se llena a mxima
capacidad, con los 75 litros de aceite en su interior, habr recorrido la distancia de
dos metros indicada.
=
.
= 75 . = 2 .
Hay que determinar en cuanto
tiempo se llena el cilindro.
Para eso hay que preguntarse: Si tenemos un suministro (Caudal) de 20 litros
por minuto, en cuantos minutos se juntarn 75litros?
Arriba se tiene la frmula de caudal la cual hay que transformarla para
sacar el valor que no se tiene.
=
=
Se despeja la variable tiempo (Min) y queda as: =
-
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=
.
= 75 . = 2 .
Como la frmula qued igual a se reemplazan los valores que
s se tienen y que sirven para reemplazar en la frmula: ( )
=
=
Entonces: si ,
=75
20 /= 3,75 minutos.
Los 3,75 minutos indican lo que el cilindro demor en llenarse completamente. No
olvidar que significa que con un caudal de 20 lts/minuto, los 75 litros del cilindro se
llenaron en 3,75 minutos.
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=
.
= 75 . = 2 .
Finalmente, como el cilindro tard 3,75 minutos en llenarse completamente, no hay
que olvidar que tambin en 3,75 minutos el vstago recorri los 2 metros que mide
el recorrido de ste.
Con ese resultado se puede concluir que el vstago recorri aproximadamente medio
metro por minuto, que al fin y al cabo es su velocidad de accionamiento.
Como la velocidad se mide en este
caso en metros / min, los 2 metros losrecorri en 3,75 minutos, por lo tanto
la velocidad del vstago es:
=
.Y por lo tanto = 0,53333 mts/min. =
2
3,75.
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La velocidad de un motor hidrulico se mide en Revoluciones por minuto. (RPM).
El motor hidrulico tambin tiene cierta capacidad de aceite en su interior. Cada
vez que al motor se le inyecta una cantidad de aceite igual a su capacidad, el eje
de salida gira una vuelta completa. Esta capacidad interna, al igual que la bomba
hidrulica, se denominaDesplazamiento interno
Por lo tanto, cuando se alimenta un motor con un
determinado caudal, esa cantidad de aceite
indicada en el lapso de un minuto, indica tambin
una cierta cantidad de vueltas de su eje, tambin
en el lapso de un minuto.Un dato importante: Toda motor hidrulico tiene el
orificio de aspiracin del mismo tamao que el orificio
de salida de aceite. La razn se explicar ms
adelante.
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Por ejemplo: Si un motor tiene una capacidad interior de 2 litros, cada vez que
por su entrada pase esa cantidad de aceite, el eje de salida girar una vuelta
completa.Aunque suene obvio, si al motor se le
inyectan seis litros, el eje del mismo girar
tres vueltas. Todo esto independiente del
tiempo que demore en entregarse esa
cantidad de lquido.
El asunto cambia cuando esos seis litros se
entregan en cierto lapso de tiempo. Si esevolumen de seis litros se entrega en el lapso
de un minuto, ya est claro que apareci el
elemento llamado caudal.
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Como el caudal de ejemplo son seis litros por minuto, y el motor girar tres
vueltas, dado que por cada dos litros entregados el eje gira una vuelta. En este
caso son tres vueltas por minuto, y por lo tanto la velocidad del motor a ese
caudal se indica como 3 RPM.
SI este mismo motor se alimenta con un caudal de 200litros/min, claramente en ese mismo lapso de tiempo el
motor girar 100 vueltas. (No olvidar que el eje gira
una vuelta por cada dos litros que ingresan a su
interior).
Por lo tanto ese mismo motor ahora girar a 100 RPM.
Un dato importante: Lo que no cambia nunca es su
capacidad interna de aceite, ni la cantidad de lquido
requerido para hacerlo girarSolouna vuelta
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Si. La presin. El gran dolor de cabeza de todos. Lo ms difcil de todo.
Ni tanto en todo caso
Qu es la presin?
Sencillamente es una fuerza aplicada sobre una superficie determinada.
El clsico elemento de la Figura no secaracteriza precisamente por ser muy
liviano.
Sin embargo, el gran peso que tiene puede
traer resultados insospechados cuando se
busca la presin que ejerce sobre la
superficie donde se apoya.
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El elemento pesado de la figura, lo pongan
donde lo pongan siempre va a pesar lo mismo.
Sin embargo la presin que ejerce sobre su
base depende del tamao de la misma.
Para entender lo que es el rea, hay que saber
cunto miden los costados de una superficiedeterminada, por ejemplo, el cermico de la
imagen derecha.
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Si la placa cermica tuviera como medidas de sus costados 3 x 3 cm, indicara
que en total su superficie es de 9
3cm
3c
m
1cm 1cm 1cm
1cm
1cm
1cm
Esos 9 significan simplemente que
dentro de esa superficie de 3 cm por
lado, caben 9 cuadrados de 1 cm de
lado cada uno.
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Cuando el cuerpo se deja descansar sobre esa superficie, hay que pensar que
cada centmetro cuadrado de superficie est sintiendo una parte del peso total.
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Si la base de cermica fuera exactamente de la misma forma que la base del
peso encima, eso significara que ese peso se distribuye uniformemente sobre
los9 de superficie.Por lo tanto, cada de superficie
recibira la novena parte del peso total de
la carga. Recordando que tal peso essoportado entre todos, tal como los
trabajadores sostienen una carga entre
dos. Cada uno soporta la mitad del peso
total del saco.
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Si el peso de la carga fuera de 900 kilos, y si se distribuye uniformemente
sobre los 9 de superficie inferior, cada centmetro cuadrado soportara un
peso de 100 kilos.
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Como cada cuadrado mide 1 significa que hay 100 kg por cada centmetro
cuadrado, y se expresa como 100 Kg/.
Y precisamente as se define la presin. Como una fuerza aplicada sobre una
superficie de 1 .
En este caso, una carga de
900 kilos gener una presin
sobre el piso de 100 kg/
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Si la misma carga se apoya en una mesa
que ocupe la misma superficie que su base,
la presin sobre la superficie de la lesa igual
es de 100 Kg/.
Sin embargo, la presin sobre el suelo es
distinta, porque los 900 kilos se distribuyenuniformemente en 4 patas. Por lo tanto cada
para soporta la cuarta parte del peso total,
es decir, 225 kilos.
Si cada para tiene una forma cuadrada de
1cm de lado, significa que ocupa unasuperficie de 1 . Por lo tanto ese de
superficie de la pata soporta 225 kilos.
Se concluye que la presin sobre el suelo es
de 225 kg/.
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Si la carga se apoya en un pistn presionando un
lquido, dentro del bombn se genera una presin
que reacciona en todas direcciones, debido a que
un lquido intenta esparcirse en todas
direcciones. Como el lquido no se puede
comprimir, la carga no baja ni sube. Se mantieneinmvil.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que la
carga hacia abajo no se mueve porque el lquido
reacciona con una fuerza igual en sentido
contrario, es decir, hacia arriba.
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Si se conoce la superficie del pistn de goma
negro de la jeringa, hay que tener en cuenta que
esa superficie es la que est soportando el peso
de la carga, y tratando de presionar el agua.
Si el rea del pistn midiera 2 . Podramos
concluir que los 900 kilos que pesa la carga,
descansa sobre esos 2 centmetros cuadrados,
generando una presin interna del lquido de 450kg/.
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Si la carga sobre el mismo pistn pesara 2000
kilos, la presin generada sera de 1000 kg. / .
Mirando la presin desde el interior de la jeringa, la
presin de 1000 kg. / . Se est aplicando sobre
la parte inferior del pistn. Quiere decir que cada
de superficie inferior est ejerciendo hacia
arriba una fuerza de 1000 kilos. Lo cual suma
2000 kilos de fuerza, que terminan anulando los2000 kilos hacia abajo que est ejerciendo el
yunque.
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No importan los tamaos de las jeringas
ni el tamao de los pesos sostenidos.
Todo genera una presin interna sobre el
lquido. Como regla, hay que tener claro
que la presin es la misma en cualquier
parte del circuito.
Las cargas pueden ser distintas, los
dimetros de las jeringas pueden ser
distintos, pero la presin en la jeringa 1
siempre va a ser idntica a la presin en
la jeringa 2, y tambin dentro de lamanguera que las comunica.
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CONTINUARA...???