Tema 4 - Sistemas Hidráulicos

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1 Sistemas Hidráulicos y Neumáticos 513103008 Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos UD1. Introducción a los sistemas de potencia fluida hidráulicos y neumáticos T1. Componentes de los sistemas de potencia fluida. Simbología T2. Fluidos hidráulicos de trabajo. Propiedades. Tratamiento del aire comprimido T3. Bombas de desplazamiento positivo (BDP) y compresores UD2. Sistemas hidráulicos T4. Componentes de sistemas hidráulicos. Válvulas y Actuadores T5. Análisis de circuitos hidráulicos básicos T6. Dimensionado de componentes y cálculos básicos en sistemas hidráulicos UD3. Sistemas neumáticos y redes de aire comprimido T7. Componentes de sistemas neumáticos. Válvulas y Actuadores T8. Análisis de circuitos neumáticos básicos T9. Dimensionado de componentes y cálculos básicos en sistemas neumáticos T10. Diseño y dimensionado de redes de aire comprimido y transporte neumático Resultados esperados del aprendizaje: 1. Explicar la función que cumplen los componentes básicos de los sistemas de potencia fluida hidráulicos y neumáticos e identificarlos por su representación simbólica según normativa. 2. En sistemas hidráulicos, enumerar las propiedades que debe tener el fluido y seleccionar el más adecuado en función de la aplicación. En sistemas neumáticos y redes de aire comprimido, determinar las necesidades de tratamiento del aire en cuanto a secado, filtración y lubricación en función de la aplicación y explicar en qué consiste cada una de ellas. 3. Seleccionar la bomba de desplazamiento positivo (BDP), o el compresor más adecuado en sistemas hidráulicos o neumáticos respectivamente y explicar su funcionamiento. Así como, los actuadores lineales o rotativos necesarios en cada caso. 4. Dimensionar los componentes básicos de sistemas hidráulicos y neumáticos, tales como, válvulas distribuidoras, actuadores lineales y rotativos, redes de conductos y depósitos. 5. Diseñar y dimensionar redes de aire comprimido utilizando programas comerciales o de libre distribución de utilidad profesional. 6. Analizar y simular el funcionamiento de circuitos hidráulicos y neumáticos mediante la utilización de herramientas y programas informáticos. 7. Proyectar y documentar sistemas hidráulicos y neumáticos integrando los contenidos de toda la asignatura y trabajando en equipo.

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Universidad Politécnica de Cartagena

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    Sistemas Hidrulicos y Neumticos 513103008 Departamento de Ingeniera Trmica y de Fluidos

    UD1. Introduccin a los sistemas de potencia fluida hidrulicos y neumticos T1. Componentes de los sistemas de potencia fluida. Simbologa T2. Fluidos hidrulicos de trabajo. Propiedades. Tratamiento del aire comprimido T3. Bombas de desplazamiento positivo (BDP) y compresores UD2. Sistemas hidrulicos T4. Componentes de sistemas hidrulicos. Vlvulas y Actuadores T5. Anlisis de circuitos hidrulicos bsicos T6. Dimensionado de componentes y clculos bsicos en sistemas hidrulicos UD3. Sistemas neumticos y redes de aire comprimido T7. Componentes de sistemas neumticos. Vlvulas y Actuadores T8. Anlisis de circuitos neumticos bsicos T9. Dimensionado de componentes y clculos bsicos en sistemas neumticos T10. Diseo y dimensionado de redes de aire comprimido y transporte neumtico

    Resultados esperados del aprendizaje:

    1. Explicar la funcin que cumplen los componentes bsicos de los sistemas de potencia fluida hidrulicos y neumticos e identificarlos por su representacin simblica segn normativa. 2. En sistemas hidrulicos, enumerar las propiedades que debe tener el fluido y seleccionar el ms adecuado en funcin de la aplicacin. En sistemas neumticos y redes de aire comprimido, determinar las necesidades de tratamiento del aire en cuanto a secado, filtracin y lubricacin en funcin de la aplicacin y explicar en qu consiste cada una de ellas. 3. Seleccionar la bomba de desplazamiento positivo (BDP), o el compresor ms adecuado en sistemas hidrulicos o neumticos respectivamente y explicar su funcionamiento. As como, los actuadores lineales o rotativos necesarios en cada caso. 4. Dimensionar los componentes bsicos de sistemas hidrulicos y neumticos, tales como, vlvulas distribuidoras, actuadores lineales y rotativos, redes de conductos y depsitos. 5. Disear y dimensionar redes de aire comprimido utilizando programas comerciales o de libre distribucin de utilidad profesional. 6. Analizar y simular el funcionamiento de circuitos hidrulicos y neumticos mediante la utilizacin de herramientas y programas informticos. 7. Proyectar y documentar sistemas hidrulicos y neumticos integrando los contenidos de toda la asignatura y trabajando en equipo.

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    UD2. Sistemas hidrulicos T4. Componentes de sistemas hidrulicos. Vlvulas y Actuadores T5. Anlisis de circuitos hidrulicos bsicos T6. Dimensionado de componentes y clculos bsicos en sistemas hidrulicos En esta Unidad Didctica se estudian en detalle todos los aspectos relativos al anlisis, diseo, dimensionado y proyecto de sistemas hidrulicos. Se estudian las caractersticas constructivas y de funcionamiento de todo tipo de componentes utilizados en los sistemas hidrulicos: vlvulas reguladoras de caudal, presin, distribuidoras, actuadores lineales y rotativos, depsitos, accesorios, etc. Se analizan tambin una serie de circuitos hidrulicos bsicos para desarrollar funciones simples. Por ltimo, se aplican los conceptos bsicos de la Mecnica de Fluidos al dimensionado de componentes y al clculo de prdidas, presiones y caudales de funcionamiento necesarios para realizar una determinada accin Los resultados esperados del aprendizaje para esta Unidad Didctica son:

    - Explicar los tipos y la funcin que cumplen los actuadores lineales o rotativos en los sistemas hidrulicos

    - Dimensionar los componentes bsicos de sistemas hidrulicos, tales como, vlvulas distribuidoras, actuadores lineales y rotativos, redes de conductos y depsitos.

    - Analizar y simular el funcionamiento de circuitos hidrulicos mediante la utilizacin de herramientas y programas informticos.

    - Proyectar y documentar sistemas hidrulicos integrando los contenidos de toda la asignatura y trabajando en equipo.

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    T4. Componentes de sistemas hidrulicos. Vlvulas y Actuadores 4.1 Introduccin 4.2 Vlvulas direccionales 4.3 Vlvulas reguladoras de caudal 4.4 Vlvulas reguladoras de presin 4.5 Vlvulas de tcnica proporcional 4.6 Servo vlvulas 4.7 Vlvulas de cartucho 4.8 Actuadores 4.9 Accesorios e instrumentacin

    4.1 Introduccin Una vez estudiadas en la UD1 las bombas de desplazamiento positivo (BDP) encargadas de comunicar al fluido la energa mecnica necesaria para posteriormente desarrollar un determinado trabajo, se estudian en esta Unidad Didctica, y en concreto en este tema los elementos de regulacin y control para circuitos de potencia fluida oleo hidrulicos que se encargan de regular y controlar los parmetros de presin y caudal del flujo, as como de direccionarlo convenientemente. Se estudian tambin los diferentes tipos de actuadores utilizados en este tipo de sistemas, y otros componentes auxiliares Las vlvulas se clasifican segn su funcin en:

    - Vlvulas direccionales - Vlvulas reguladoras de presin - Vlvulas reguladoras de caudal

    En funcin de su forma de actuar y de su precisin se clasifican en:

    - Vlvulas convencionales actuadas manual o elctricamente - Vlvulas de tcnica proporcional - Servo vlvulas

    4.2 Vlvulas direccionales Son las vlvulas que se utilizan para dirigir convenientemente el fluido hacia los diferentes actuadores del sistema. Tambin se pueden utilizar para pilotar otras vlvulas del circuito, entendindose por vlvula pilotada, una vlvula que es accionada hidrulicamente. Generalmente se emplean cuando la fuerza que hay que ejercer sobre las partes mviles, corredera, etc. son demasiado grandes como para ser actuadas directamente por los solenoides. Pueden clasificarse segn el nmero de vas o posiciones de funcionamiento:

    4.2.1 Vlvulas unidireccionales

    Permiten el paso del fluido en un solo sentido y evitan el flujo en sentido inverso. Pueden ser:

    - Vlvulas anti-retorno. Es una vlvula normalmente cerrada. La presin mnima de apertura debe vencer la fuerza de un resorte y puede ser utilizada para mantener una presin mnima en el circuito.

    - Vlvulas anti-retorno pilotadas. Funciona exactamente igual que las anti-retorno convencionales, pero adicionalmente, una presin puede actuar como pilotaje externo y permitir el paso en sentido inverso.

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    Figura 4.1 Vlvula unidireccional anti-retorno.

    Figura 4.2 Vlvula unidireccional anti-retorno pilotada.

    4.2.2 Vlvulas direccionales de 2 vas

    Las vlvulas direccionales de varias vas permiten el paso del fluido desde la entrada (presin) hacia las diferentes vas activas. Estas vas pueden ser normalmente abiertas o normalmente cerradas, segn cul sea su posicin normal de funcionamiento. Pueden ser de regulacin o todo-nada, y el tipo ms comn es la vlvula de esfera.

    - Vlvulas 2/2 (2 vas/2 posiciones). Sirven para gobernar el paso del fluido y se emplean para apertura y cierre de circuitos hidrulicos (Figura 4.3 a). Sus caractersticas son:

    - Dos vas (P, A) - Dos posiciones (paso/cierre) - Pueden ser normalmente abierta/normalmente cerrada

    - Vlvulas direccionales de varias vas. Tienen un orificio de entrada, otro de retorno y otros varios hacia diferentes actuadores o partes del sistema. Pueden ser:

    - Vlvulas direccionales rotativas - Vlvulas direccionales de desplazamiento lineal (corredera)

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    Los tipos de accionamiento son (en una vlvula cada posicin puede actuarse de manera combinada):

    - Mecnico (palanca, botn, pedal, etc.) - Elctrico (solenoide, electroimn, motor elctrico, etc.) - Hidrulico neumtico (pilotaje en grandes vlvulas que requieren esfuerzos

    elevados) - El pilotaje puede ser externo o interno (electrovlvula interna).

    4.2.3 Vlvulas direccionales 3/2

    Permiten el flujo en una direccin mientras cierran otra. Se utilizan para gobernar cilindros de simple efecto. En una vlvula 3/2 como la representada en la Figura 4.3 b), en la posicin a el fluido a presin que llega por la va P, se queda bloqueado, y la va activa A queda conectada a retorno a depsito T. En la posicin b de la vlvula el fluido a presin pasa de P a A.

    a) b)

    Figura 4.3 Vlvulas direccionales: a) 2/2 (2 vas/2 posiciones) b) 3/2 (3 vas/2 posiciones).

    4.2.4 Vlvulas direccionales 4/2

    Son vlvula de 4 vas, 2 posiciones que permiten el flujo en dos direcciones, es decir, se pueden utilizar para gobernar cilindros de doble efecto. Como se indica en la Figura 4.4, en reposo (posicin a) se comunica P con A y B con el retorno a depsito T, mientras que en la posicin b de trabajo, P comunica con B, y es A la que queda conectada al retorno a depsito T.

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    Figura 4.4 Vlvula direccional 4/2 (4 vas/2 posiciones).

    4.2.5 Vlvulas direccionales 5/2 Son una ampliacin de las 4/2. El escape de un cilindro de doble efecto puede realizarse de modo independiente para cada lado. Pudiendo realizar otras funciones de mando. Se utilizan tambin para gobernar cilindros de doble efecto, con la diferencia de que los retornos a depsito para cada una de las vas activas es independiente.

    Figura 4.5 Vlvula direccional 5/2 (5 vas/2 posiciones).

    4.2.6 Vlvulas direccionales 4/3

    La diferencia con respecto a la 4/2 es que estas vlvulas tienen una posicin central o intermedia a las dos posiciones de trabajo convencionales de la 4/2 que puede ser utilizada para otras posibilidades de mando. Se utilizan para el accionamiento de cilindros de doble efecto y para el accionamiento de motores hidrulicos. La posicin central normalmente es la posicin de reposo y puede obtenerse mediante dos resortes de centrado, o con un sistema mecnico o elctrico de enclavamiento para poder fijar las tres posiciones. La posicin de reposo intermedia puede originar un bloqueo o una liberacin del elemento de trabajo, segn el diseo constructivo de la vlvula (Figura 4.6).

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    Figura 4.5 Vlvula direccional 4/3 (4 vas/3 posiciones).

    Las anteriores vlvulas son de inversin axial, pero pueden ejecutarse en construccin rotativa.

    4.3 Vlvulas reguladoras de caudal

    Son elementos de regulacin empleados para modificar la velocidad de los elementos de trabajo o actuadores variando el caudal de alimentacin mediante la estrangulacin de la seccin de paso. Pueden ser:

    - De caudal fijo o variable. - Compensadas o no compensadas (con o sin anti-retorno). Solo regulan el flujo en

    un sentido de circulacin, cuando el fluido circula en sentido contrario el flujo es libre y no es posible la regulacin.

    El caudal a travs de un estrangulamiento viene dado por:

    =p

    KQ c (4.1)

    4.3.1 Vlvulas no compensadas

    Se denominan vlvulas no compensadas cuando el caudal regulado depende de la presin aguas arriba de la vlvula, de tal manera que al aumentar sta tambin aumenta el caudal. Las fluctuaciones de presin o sobrecargas tambin afectan al caudal. Pueden ser:

    - Vlvulas reguladoras de caudal fijo (debe estar acompaada de una vlvula limitadora de presin). Presentan una seccin constante de paso. Al disminuir la seccin de paso se produce un incremento de presin y una parte del caudal se

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    deriva al depsito a travs de una vlvula limitadora de presin. Se produce adems una cada de presin. El caudal de paso en este tipo de reguladoras depende de: la viscosidad del fluido, la seccin de paso y la diferencia de presiones.

    - Vlvulas reguladoras de caudal variable. Presentan una seccin de paso

    ajustable. Pueden ser de tornillo de regulacin (vlvula de aguja) o de leva (no le afectan los cambios de viscosidad del fluido).

    Figura 4.6 Vlvula reguladoras de caudal con anti-retorno.

    4.3.2 Vlvulas compensadas Son vlvulas de 2 3 vas, y se denominan compensadas cuando el caudal regulado se mantiene constante independientemente de la presin de trabajo. Para ello estn dotadas de un sistema denominado balanza de presin (Figura 4.7) que mantiene el caudal regulado constante.

    muelle22e2 FSpF += (4.2) Por la condicin de equilibrio,

    21 FF =

    m2e21e11 FpSpSF +== teniendo en cuenta que SSS 21 ==

    pS

    Fpp m2e1e == (4.3)

    como mF y S son constantes p y por tanto el caudal regulado tambin lo es, sea cual sea la

    presin de entrada 1ep . Se pueden utilizar vlvulas de 2 vas o de 3 vas (en este caso una va es

    de retorno al depsito del caudal sobrante). Igualmente pueden estar compensadas frente a cambios de presin y frente a cambios de temperatura (no les afecta en este caso el cambio de viscosidad del fluido). Pueden ser:

    - Vlvulas divisoras de caudal (una entrada y dos salidas). Se utilizan por ejemplo

    para mover simultneamente dos cilindros iguales (aunque la mejor solucin es interconexionar los ejes).

    - Vlvulas de deceleracin (frenado). - Vlvulas reguladoras de caudal con anti-retorno. Regulan el paso del fluido en un

    solo sentido.

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    Figura 4.7 Vlvula reguladora de caudal compensada.

    4.4 Vlvulas reguladoras de presin

    Son los componentes que se encargan de adecuar la presin local en cada punto de la instalacin al valor requerido, y mantenindola contante dentro de un rango establecido. Dentro de las vlvulas reguladoras de presin se engloban los siguientes tipos:

    - Vlvulas reguladoras de presin. - Vlvulas de seguridad (limitadoras de presin).

    4.4.1 Vlvulas reguladoras de presin

    Suelen ser vlvulas de 2 vas y pueden ser de accin directa o pilotadas. Hay varios tipos:

    a) Vlvulas reductoras Regulan la presin en una lnea determinada. La presin de salida debe ser constante aunque flucte la presin de entrada,

    A

    Fp resortesalida = (4.4)

    Tienen el inconveniente de que si no hay flujo de salida no se puede ajustar la presin a un valor diferente del de la entrada y requieren una vlvula limitadora de presin para eliminar las sobrepresiones producidas por las fluctuaciones de caudal. En las vlvulas normalmente abiertas, cuando la presin de salida excede a la de regulacin, se cierra y se reduce la presin de entrada en la lnea secundaria. En las de accin directa se mantienen abiertas por la accin de un resorte, mientras que en las pilotadas la corredera se equilibra hidrulicamente.

    a) b)

    Figura 4.8 Vlvula reductora de presin: a) Accin directa b) Pilotada

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    El fluido entra por la va de presin de entrada y acta sobre las caras internas del doble mbolo de la corredera, equilibrndose por un lado con el resorte y por otro con la lnea de pilotaje de la salida. La presin de salida (presin reducida, sP ) debe mantenerse constante en un valor establecido: - Si sP disminuye, la fuerza ejercida por el pilotaje de salida es menor que la que ejerce el

    resorte, la corredera se desplazar hacia la izquierda y comunicar la va de entrada con la de salida, ajustndose nuevamente la presin reducida.

    - Si sP aumenta, sucede el efecto contrario, desplazndose la corredera hacia la derecha y estrangulando el paso de fluido, con lo que la presin de salida disminuir.

    En las vlvulas reductoras de presin pilotadas la presin aguas abajo que llega por el pilotaje acta sobre la corredera principal y tambin sobre una vlvula de pilotaje de menor tamao (a travs de un paso axial) y ms sensible en cuanto a su apertura. Cuando la presin aguas abajo (presin reducida) aumenta se transmite a travs del paso axial hasta la vlvula de pilotaje, al abrir esta se establece un flujo en este pasaje axial, establecindose una diferencia de presiones entre la entrada y la salida suficiente para que la fuerza ejercida sobre la corredera principal venza la fuerza del resorte y cierre el paso del fluido aguas abajo hasta conseguir regular la presin al valor ajustado. Si la presin aguas abajo desciende, el resorte principal abre el paso y la presin aguas abajo aumenta.

    b) Vlvulas de secuencia Son vlvulas normalmente cerradas, y se utilizan para actuar los diferentes cilindros de un circuito en un orden determinado. A la presin de trabajo requerida para el circuito principal, la fuerza que ejerce sobre la corredera el pilotaje lateral de la presin de entrada es menor que la del resorte y la va que conecta con el circuito secundario permanece cerrada. Al finalizar el ciclo de trabajo del circuito principal, la presin de entrada aumentar y la fuerza ejercida por el pilotaje lateral aumenta, desequilibrando la corredera principal y desplazndola hacia la derecha, dando paso al fluido hacia el circuito secundario.

    Figura 4.9 Vlvula de secuencia

    c) Vlvulas de contrapresin Son vlvulas normalmente cerradas que se utilizan para mantener una presin mnima de funcionamiento. Se utilizan, por ejemplo, para controlar el descenso de un cilindro que trabaja en posicin vertical o con carga de gravedad.

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    Figura 4.10 Vlvula de contrapresin En la posicin normal de funcionamiento permanece cerrada. Cuando entra presin por la va izquierda, el pilotaje lateral izquierdo vence el resorte y mantiene cerrada la va derecha (el fluido tampoco puede circular por el anti-retorno superior). En el caso por ejemplo de querer controlar el descenso de un cilindro vertical, se colocara el puerto de salida del cilindro a esta entrada (va izquierda de la vlvula de contrapresin). Para hacer la carrera contraria, es decir, levantar la carga asociada al cilindro, el fluido a presin (proveniente de la bomba) entrara por la va derecha de la vlvula de contrapresin, la presin de entrada acta sobre la parte derecha de la corredera principal a travs del pilotaje lateral derecho y la fuerza ejercida junto con el resorte desplazara la corredera dejando pasar el fluido hacia el anti-retorno superior que abrira, saliendo finalmente por la va derecha y entrando al cilindro para levantar el vstago.

    d) Vlvulas de descarga (puesta en vaco venting)

    Se utilizan para descargar la bomba cuando no se est realizando trabajo en los actuadores. Comunican directamente la impulsin con el depsito de aspiracin, sin pasar por la vlvula de seguridad. Suelen ser vlvulas normalmente cerradas y se suelen utilizaR en circuitos con dos bombas (una de gran caudal y baja presin y otra de pequeo caudal y alta presin) para conmutar de una a otra y descargar directamente al depsito el caudal de una de las bombas. Tambin se suele utilizar en circuitos con acumuladores, cuando el acumulador est cargado la vlvula de descarga comunica la bomba con el depsito de aspiracin, trabajando en vaco.

    Figura 4.11 Vlvula de descarga

    En estas vlvulas mientras llega presin de pilotaje por el orificio derecho la corredera principal permanece cerrada, pero en el momento que no se pilota esta lnea la presin de entrada acta a travs del pilotaje lateral izquierdo y comunica la entrada con la salida, que normalmente est conectada al depsito de aspiracin.

    e) Vlvulas de seguridad

    Su funcin es limitar la presin de trabajo a un valor mximo admisible. Es un dispositivo de proteccin frente a sobrecargas y debe colocarse inmediatamente aguas abajo de la bomba. Hay varios tipos:

    Salida

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    e.1) Vlvulas de seguridad directas

    En estas vlvulas entre la entrada y la salida se interpone un elemento obturador en forma de esfera o cono, que se mantiene presionado contra su asiento por medio de un resorte regulable. Sus caractersticas son: - Pueden tener regulacin externa o regulacin pilotada. - Se utilizan para pequeos caudales. - La presin desde que empieza a abrir hasta que est totalmente abierta es diferente. - Tienen elevada velocidad de respuesta. - Son muy adecuadas para sobrecargas puntuales y no para trabajar en presiones prximas

    a la de regulacin.

    a) b) Figura 4.12 Vlvula de seguridad: a) Directa b) Directa con regulacin

    Cuando la fuerza que ejerce la presin de entrada es superior a la fuerza del resorte la vlvula abre y descarga la cantidad de lquido necesaria para que la presin vuelva a descender por debajo del valor lmite establecido, que puede ser fijo o variable.

    e.2) Vlvulas de seguridad pilotadas Cuando se requiere el paso de grandes caudales con bajas prdidas de carga se recurre a un pilotaje externo hidrulico. La presin diferencial entre el valor de apertura y el de mxima descarga (vlvula totalmente abierta) es menor que en el caso de las vlvulas de seguridad directas. Su funcionamiento tambin es ms lento, aunque la presin se mantiene constante y no se inducen perturbaciones durante el cierre y la apertura.

    Figura 4.13 Vlvula de seguridad pilotada La presin externa de pilotaje junto con el resorte mantienen cerrado el obturador principal, y esta presin de pilotaje no es suficiente para abrir la vlvula de pilotaje de menor tamao. Cuando la presin en la entrada aumenta, antes de abrir el obturador principal, la presin pasa

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    a travs del tubo-orificio en el obturador y llega a la vlvula de pilotaje. Si la presin es suficiente vencer la fuerza del resorte y se establece un flujo que produce una diferencia de presiones entre la entrada y la salida del tubo-orificio que puede llegar a ser suficiente para vencer el resorte principal y abrir el obturador principal, descargando un caudal mucho mayor hasta que la presin vuelve a descender hasta el valor establecido.

    4.5 Vlvulas de tcnica proporcional Las vlvulas convencionales pueden ser actuadas mecnicamente (mediante palancas, pedales, rodillos, pulsadores, etc.), pilotadas por el propio fluido a presin, o elctricamente. Cuando son actuadas elctricamente el solenoide puede ser todo-nada (cuando se energiza abre y cuando no est energizado cierra o viceversa), o proporcional (en este caso el desplazamiento de la corredera axial o rotativa es proporcional a la tensin aplicada al solenoide. Las vlvulas actuadas por solenoides proporcionales se utilizan para regular el caudal o la presin proporcionalmente a la seal elctrica (en tensin o en intensidad) que reciben.

    Proporcionan gran precisin a bajo coste, ya que el cuerpo de la vlvula tiene las mismas tolerancias de fabricacin que las vlvulas convencionales, por lo que el grado de filtraje requerido no es tan elevado por ejemplo como en las servo-vlvulas, en las que el accionamiento se realiza mediante un motor-par o un motor-fuerza en funcin de un sensor de realimentacin. Segn los caudales y presiones de regulacin pueden tambin ser de accionamiento directo o pilotadas: En las vlvulas de accionamiento directo, el solenoide proporcional y la vlvula principal son accionados directamente, mientras que en las pilotadas el solenoide proporcional activa la corredera de una vlvula de pilotaje, que a su vez acciona la corredera de la vlvula principal. Se pueden utilizar para:

    a) Regulacin y control de presin

    a.1) Vlvula de seguridad de boquilla. En estas vlvulas un solenoide proporcional acta sobre un vstago que empuja a su vez contra la boquilla con una fuerza proporcional a la tensin que recibe. Se utiliza muy frecuentemente para pilotaje de vlvulas de seguridad, ya que se puede establecer una presin mxima para el sistema que puede ser regulada electrnicamente.

    Figura 4.14 Vlvula proporcional de seguridad de boquilla

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    La bobina proporcional produce un desplazamiento de la armadura y la varilla proporcional a la tensin aplicada. La varilla obstaculiza la salida del fluido a presin a travs de la boquilla (desde P hacia T). a.2) Vlvula de seguridad de obturador. En este caso el solenoide proporcional produce el desplazamiento de una varilla que a su vez desplaza un obturador. Este obturador tapona un tubo orificio por el que ha de circular el fluido desde P a T. La posicin del obturador se puede controlar instalando un sensor de posicin para realimentacin.

    Figura 4.15 Vlvula proporcional de seguridad de obturador

    a.3) Vlvula de seguridad de placa. Cuando las bobinas desplazan directamente una placa con una esfera obturadora soldada.

    b) Regulacin y control de caudal

    b.1) Regulacin de caudal con mando directo. Se acta sobre la corredera de una vlvula de 2 vas. El paso del fluido vara con la posicin de la corredera, proporcional a la tensin o a la corriente recibida. Se instalan con un sensor de posicin para la seal de realimentacin. b.2) Regulacin de caudal con compensacin por presin. Cuando se requiere un caudal constante independientemente de la presin en la vlvula. c) Accionamiento de vlvulas direccionales

    Una vlvula direccional controlada por un mando proporcional puede gobernar simultneamente la direccin del fluido y el caudal. Pueden ser:

    - De accin directa. - Pilotadas.

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    Pueden realimentarse con sensor de posicin instalado en la vlvula principal o en la de pilotaje.

    Figura 4.16 Vlvula distribuidora proporcional pilotada

    En el cuerpo de la vlvula principal (pilotada hidrulicamente) se tienen las vas de pilotaje x (entrada de presin) y (retorno). Al activar los solenoides proporcionales a o b de la vlvula de pilotaje superior, se direcciona el fluido a presin de la lnea de pilotaje x hacia las cmaras a ambos lados de la corredera de la vlvula principal. El desplazamiento de esta corredera principal permite dirigir el fluido desde P a A o B, quedando la va no alimentada con presin conectada al retorno T en el cuerpo de la vlvula principal. 4.6 Servo-vlvulas Las servo-vlvulas son activadas por un motor-par o un motor-fuerza. As, el desplazamiento de la corredera se realiza con suficiente precisin para regular el caudal o la presin de lnea. Es una vlvula direccional de ms de una va, que en funcin de una seal de realimentacin realiza funciones de regulacin de caudal o de presin con gran sensibilidad. El desplazamiento de la corredera se realiza por medio de un motor elctrico (motor-par o motor-fuerza) y su posicin es corregida mediante un sensor de medida situado en la lnea de salida (realimentacin).

    La regulacin de caudal en este tipo de vlvulas es lineal con el grado de apertura. La seal de realimentacin puede ser de diferentes tipos, y en funcin de cul sea el tipo de seal de realimentacin, la servo-vlvula se utiliza para diferentes fines: - Control de posicin. Seal de un transductor de posicin del vstago en el cilindro. - Control de la velocidad. Seal de un tacmetro instalado en el actuador del sistema (se

    utilizada en actuadores rotativos o motores hidrulicos). - Control de la fuerza o presin. Seal de un transductor de fuerza o presin instalado en

    el actuador o en la lnea. El filtrado requerido es muy elevado debido a que por las tolerancias entre camisa corredera son muy ajustadas (se utilizan filtros de 3 m).

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    En la Figura 4.17 se muestra el smbolo utilizado para representar una servo-vlvula 4/3 y un detalle del sistema de regulacin de caudal. Se observa que las entradas de fluido a presin A y B descargan a travs de sendas toberas que son obstruidas en mayor o menor medida en funcin de la posicin de la lengeta central P. Esta lengeta est controlada por un motor elctrico que recibe una seal elctrica regulada en funcin de la salida de un sensor de realimentacin. Si el motor desplaza la lengeta acercndola hacia la salida de la tobera de descarga de la lnea A, la descarga de esta va se ve obstaculizada y en consecuencia la presin en el circuito A aumenta, provocando el desplazamiento del elemento mvil de la servo-vlvula en el sentido de corregir la seal del sensor de realimentacin hasta alcanzar la consigna establecida.

    Figura 4.17 Representacin simblica de una servo-vlvula y detalle del sistema de regulacin del caudal

    En la Figura 4.18 se muestra una seccin de una servo-vlvula pilotada. El fluido a presin entra por P en la vlvula principal y se bifurca en dos alimentaciones laterales A y B. La presin en cada lateral es establecida en funcin de la posicin de la lengeta vertical de la servo-vlvula superior actuada por un motor-fuerza. En funcin de si la presin en A es mayor que en B o menor, la corredera principal se desplazar hacia la derecha o la izquierda, respectivamente, conectado la entrada P con las vas A o B al desplazarse la corredera principal.

    Figura 4.18 Seccin de una servo-vlvula pilotada.

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    4.7 Vlvulas de cartucho (vlvulas lgicas) Se denominan as por su construccin y forma de montaje. Este tipo de vlvulas se empezaron a usar principalmente en maquinaria de inyeccin de plsticos, prensas de gran tonelaje y algunas aplicaciones marinas, sistemas tpicos en los que se emplean grandes caudales. Sin embargo en la actualidad sus aplicaciones se han extendido a todo tipo de maquinaria, aun con caudales reducidos, gracias a las mltiples ventajas que presentan. La principal ventaja de este tipo de vlvulas es su economa y el hecho de que permiten la circulacin de grandes caudales con un mando (vlvula) hidrulico de pequeo tamao. Al hablar de economa se entiende la del cartucho, comparado con el coste de las vlvulas tradicionales para grandes caudales. As, un solo bloque mecanizado, en el que se insertan diversas vlvulas de cartucho, consigue realizar funciones de vlvula de seguridad, reguladora de caudal, direccional, etc. En la Figura 4.19 se muestra una vlvula de cartucho simple. Las vlvulas de cartucho son aquellas en que un cartucho (formado por un pistn, un muelle y una tapa de cierre) se inserta sobre un alojamiento especialmente diseado en un bloque.

    Figura 4.19 Vlvula de cartucho simple. 4.7.1 Funcionamiento

    El principio del funcionamiento de estas vlvulas es el mismo de los anti-retornos pilotados, y combinadas con distintos mandos, pueden emplearse para regulacin de presin, caudal, o como vlvulas direccionales. Sus caractersticas bsicas son:

    - Relacin de reas del pistn (va inferior A, rea circular, va lateral B, corona circular, va pilotaje Ax) (Relaciones tpicas 1, 1.1, 1.2) (Figura 4.20)

    - Tipo de tapa (pistn, muelle y tapa de cierre).

  • 18

    Figura 4.20 Relacin de reas en vlvulas de cartucho.

    Si en la tapa del cartucho se instala un dispositivo mecnico que permita regular la fuerza del muelle, se convierte la vlvula en una de seguridad, regulable por medio de este mecanismo; si se instala un dispositivo regulable que limite la carrera del cartucho, se convierte la vlvula en una limitadora de caudal. As pues la funcin de la vlvula de cartucho depender del tipo de elemento que se instale en la tapa (o control), pudiendo incluso incorporar elementos proporcionales.

    Un factor muy importante en el montaje y puesta en funcionamiento de este tipo de vlvulas es la seccin del pilotaje. Un pilotaje de paso excesivamente pequeo reducir la velocidad de funcionamiento de la vlvula, pero un pilotaje con un dimetro excesivo producir un movimiento demasiado rpido del cartucho, que ocasionar golpes y marcas o desgaste en el asiento.

    Sus posibilidades de funcionamiento son:

    - Vlvula anti-retorno. - Vlvula de seguridad directa en funcin del taraje del muelle. - Vlvula de seguridad directa regulable (sustituyendo la tapa ciega por un mando

    regulable que permita variar la fuerza del muelle. - Vlvula anti-retorno o de seguridad con regulador de caudal (insertando en la tapa

    un tope mecnico que limite el recorrido del pistn y con ello el rea de paso del fluido).

    - Combinacin como vlvulas direccionales. - Vlvula direccional de 2 vas (pilotaje externo hidrulico, puede ser una reguladora

    de presin o de caudal s la lnea de pilotaje viene regulada). - Vlvula direccional de 4 vas (mandada por electrovlvula como combinacin de 4

    vlvulas de cartucho). - Combinacin como vlvulas reguladoras:

    o Reguladoras de presin (sustituyendo la tapa de pilotaje por otra con un

    sistema hidrulico o mecnico de regulacin de presin se convierte en reguladora).

    o Reguladoras de caudal (sistema de regulacin de caudal). o Reguladoras proporcionales (conectar la tapa de pilotaje a una vlvula

    proporcional que acta como pilotaje de la vlvula de cartucho).

  • 19

    4.7.2 Combinacin como vlvulas direccionales Para utilizar una vlvula de cartucho como vlvula direccional (por ejemplo con mando elctrico) bastara colocar una electrovlvula de dos vas (abierta-cerrada) en el pilotaje de la vlvula. Cuando la presin de pilotaje est conectada al depsito (no hay presin), la presin de las vas de trabajo puede desplazar el cartucho y abrir el paso entre la entrada y la salida. Cuando hay presin de pilotaje, el cartucho se cierra y se mantiene cerrado, cortando la circulacin de fluido entre la entrada y la salida de la vlvula. Con cuatro vlvulas de cartucho pilotadas por una pequea vlvula direccional de cuatro vas y tres posiciones se obtiene un sistema equivalente a una vlvula direccional de cuatro vas y tres posiciones para grandes caudales.

    Figura 4.21 Vlvula direccional 4/3 de cartucho para grandes caudales.

    4.7.3 Combinacin como vlvula reguladora de presin

    Sustituyendo la tapa de pilotaje por otra que disponga de un sistema hidrulico o mecnico de regulacin de presin, se convierte la vlvula de cartucho en una vlvula reguladora de presin o una vlvula de seguridad.

    La Figura 4.22 muestra una vlvula de cartucho asociada a una vlvula de seguridad que controla la presin de pilotaje interno del cartucho. As, cuando la presin en la vlvula de pilotaje supera a la de taraje, sta se abre, despresurizando la lnea. Esta disminucin en la presin de pilotaje del cartucho hace que este se desplace, abriendo el paso de la lnea de presin hacia el depsito.

    Figura 4.22 Vlvula de seguridad de cartucho para grandes caudales.

  • 20

    4.8 Actuadores

    Los actuadores son los elementos de trabajo que sirven para transformar la energa de presin que posee el fluido en energa mecnica capaz de producir movimiento y trabajo. Pueden ser: - Cilindros. Desarrollan un movimiento lineal en ambos sentidos. - Actuadores rotativos. Desarrollan un giro parcial en ambos sentidos. - Motores hidrulicos. Desarrollan un movimiento rotativo continuo en ambos sentidos. 4.8.1 Cilindros

    Los cilindros pueden ser de simple efecto o doble efecto.

    a) Cilindros de simple efecto. El fluido produce el movimiento en un solo sentido, y es en este desplazamiento en el que se realiza trabajo til. La recuperacin se efecta por muelle o mediante la aplicacin de una fuerza externa. La velocidad de desplazamiento es,

    SQ

    U = (4.5)

    La fuerza ejercida por el vstago del cilindro es,

    rme FFSpF = (4.6)

    La principal aplicacin es en cilindros para levantar, sujetar, levantar, expulsar, etc. En general cuando se requiere realizar un trabajo simple de traccin o compresin. b) Cilindros de doble efecto. Realizan un trabajo til en ambos sentidos de desplazamiento, es decir, existen dos carreras activas de avance y retroceso. La velocidad en ambas carreras ser distinta si el caudal de la bomba es constante, excepto en el caso de cilindros de doble vstago, debido al diferente volumen barrido en la carrera. La fuerza del cilindro es,

    reavance FSpF = (4.7) ( ) roeretroceso FSSpF = (4.8)

    c) Otros tipos de cilindros - Cilindros con amortiguacin. Aunque son ms tpicos en circuitos neumticos, tambin

    se utilizan en sistema hidrulicos. En este tipo de cilindros se produce un estrangulamiento al final de la carrera para evitar golpes bruscos al finalizar la carrera de trabajo.

    - Cilindros con doble vstago. Son cilindros que permiten desarrollar la misma fuerza y la misma velocidad en ambas carreras.

    - Cilindros ciegos. Son cilindros de simple efecto. Se montan verticalmente y el mbolo y el cilindro son del mismo dimetro, por lo que solo se puede presurizar un extremo. Se utilizan para desplazamientos cortos y cargas pesadas.

    - Cilindros sin vstago. Son cilindros en los que el fluido a presin acta directamente sobre el mbolo (por una de sus caras). El trabajo til se realiza anclando la carga a desplazar sobre un carro externo solidario con el mbolo. Se suelen utilizar para desplazar masas en el plano horizontal, y el anclaje mbolo-carro puede ser magntico.

    - Cilindros telescpicos. Son cilindros de simple efecto y se emplean para desplazamientos muy largos, en equipos mviles, volquetes, gras, etc. La fuerza a desarrollar disminuye progresivamente conforme va disminuyendo el rea activa.

    - Cilindros de cable. El mbolo se conecta con un cable y no mediante un vstago. Se utilizan en grandes desplazamientos de pequeas cargas.

  • 21

    l

    llk = llk 2=

    l

    llk = llk 2=

    - Cilindros tndem. Son varios cilindros montados en lnea y un vstago comn, con lo que se consigue multiplicar la fuerza a desarrollar.

    - Cilindros multiplicadores de presin. Se utilizan para incrementar la presin. En la cara anular se obtiene la mayor presin.

    Figura 4.23 Actuador lineal. d) Clculo del dimetro del vstago a pandeo

    43

    2k

    E

    sFl64D

    = (4.9)

    siendo, D , el dimetro mnimo del vstago, F , la fuerza ejercida, kl , la longitud del vstago

    modificada en funcin del tipo de sujecin de este, s , el coeficiente de seguridad entre 5,35,2 normalmente y E , el mdulo de elasticidad, (2,1.106 kg/cm2 para el acero).

    Figura 4.24 Clculo de kl para el dimensionado del vstago de cilindros a pandeo 4.8.2 Actuadores rotativos En actuadores rotativos el vstago acciona una cremallera, o cualquier otro mecanismo, que engrana sobre un pin generando un movimiento circular de precisin. Los Actuadores de rotacin limitada tienen las siguientes caractersticas:

    - Proporcionan una salida rotativa en un ngulo finito. - Proporcionan un par elevado en ambas direcciones. - Las presiones de trabajo pueden llegar hasta 350 bar. - Los diseos ms utilizados son el actuador de paletas y el de pin y cremallera.

  • 22

    Figura 4.25 Actuador rotativo de pin y cremallera 4.8.3 Motores hidrulicos (transmisiones hidrostticas)

    Generan energa mecnica entregando un par motor en el eje de salida. Tienen un funcionamiento inverso al de las bombas. La presin y el caudal obligan al elemento impulsor a girar. En las bombas hidrulicas reversibles que pueden funcionar como motor se requiere un drenaje directo a tanque para eliminar presin en la lnea de admisin y en el retn de lubricacin del eje. Pueden ser:

    - Motores de engranajes (externos, internos, tornillo). Pequeos caudales y presiones hasta 200 bar.

    - Motores de paletas (diseos equilibrados). Caudales medios y presiones hasta 175 bar. - Motores de pistones (radiales y axiales). Grandes caudales y presiones hasta 350 bar.

    Pueden ser de cilindrada fija o variable.

    =DQ (4.10)

    =2

    pDT (4.11)

    = TW (4.12)

    Figura 4.26 Curvas caractersticas de motores hidrulicos de desplazamiento positivo.

  • 23

    4.9 Accesorios e instrumentacin 4.9.1 Filtros

    El filtrado puede ser mecnico o mediante alguna sustancia absorbente (materiales porosos, papel, celulosa, etc.). Las partculas arrastradas pueden provocar mal funcionamiento de componentes y desgastes prematuros. Pueden ser totales o proporcionales, en funcin de si pasa por el filtro todo el caudal o solo parte. Se pueden instalar en diferentes posiciones:

    - En la lnea de entrada a la bomba. La cada de presin debe ser baja para evitar problemas de cavitacin (50-100 m).

    - Despus vlvula de seguridad. Trabaja a alta presin y protege vlvulas y actuadores (10-25 m).

    - En la lnea de retorno. Puede tener elevadas cadas de presin. Trabaja en baja presin y limita el tamao de las partculas que retornan al depsito (25-30 m).

    a) b) c) Figura 4.27 Instalacin de filtros: a) En aspiracin b) En impulsin c) En retorno

    4.9.2 Acumuladores

    Su funcin consiste en almacenar fluido a presin durante una parte del ciclo de trabajo, para liberarlo bajo demanda en otra fase diferente. La presin de descarga es generada por: - Resorte (pistn generador). - Gas presurizado (Nitrgeno con membrana de separacin). Se utilizan para: - Proporcionar potencia auxiliar. Suministran un caudal suplementario en el accionamiento

    de cilindros para reducir tiempo de operacin. - Proporcionar potencia en caso de avera de la bomba. - Compensar fugas en funcionamiento esttico. - Reducir puntas de presin y vibraciones. (Apertura y cierre de vlvulas y frecuencia del

    caudal impulsado por la bomba).

  • 24

    Figura 4.28 Acumuladores.

    4.9.3 Depsitos

    Su funcin es almacenar el fluido necesario para el funcionamiento del sistema, disipar el calor generado por efecto viscoso y separar el aire disuelto en el fluido. Debe cumplir una serie de condiciones:

    La superficie libre debe ser suficiente para enfriar el fluido. El tamao debe ser suficiente para que la velocidad sea baja y se produzca la

    sedimentacin de partculas. Debe tambin permitir el vaciado completo del circuito para operaciones de mantenimiento. El volumen debe ser de aproximadamente 2 a 3 veces el caudal impulsado por minuto.

    Debe tener una cmara de aire para eliminacin del aire disuelto. Debe permitir el montaje de accesorios:

    - Indicador de nivel (ptico o elctrico). - Indicador de temperatura. - Tabiques separadores de aspiracin y retorno. - Tapn de vaciado e inspeccin del filtro de aspiracin. - Vlvula de seguridad en depsitos presurizados. - Intercambiador de calor.

    4.9.4 Manmetros y vacumetros

    Se utilizan para medir la presin en una lnea del sistema. Se emplean manmetros circulares con bao de glicerina para amortiguar las fluctuaciones de presin.

    4.9.5 Caudalmetros

    Pueden ser medidores de caudal instantneo (rotmetro o medidor de turbina) o medidores volumtricos.

  • 25

    4.9.6 Sensores (presostatos, detectores neumticos, etc.)

    Existen diferentes tipos se sensores utilizados para la automatizacin de procesos: captadores de presin, sensores de posicin, etc. Los presostatos son elementos que generan una seal elctrica de control cuando la presin alcanza un valor establecido. Los detectores neumticos son micro-vlvulas de accionamiento neumtico a baja presin. Generalmente son vlvulas de 2 o 3 vas normalmente cerradas y de reducido tamao. Se pueden utilizar amplificadores de presin integrados en los propios distribuidores. Los sensores se dividen en: f.1) Captadores de presin - Presostatos. Convierten la seal de presin (0,6 a 10 bar) en seal elctrica. - Captadores de umbral de presin. Realizan la funcin lgica NO. Si hay presin en la

    entrada se anula la presin en la salida. Si no hay presin en la entrada, se comunica la presin de trabajo en la salida

    f.2) Captadores de posicin - Captadores de fuga. Muy seguro y verstil. Requiere contacto. Se utilizan como final de

    carrera. Cuando la pieza a detectar tapa la salida de aire y lo enva hacia la salida de pilotaje (amplificador de presin).

    - Captador de proximidad (reflex) (Deteccin desde 2 a 3 mm hasta 10 m). Est basado en la reflexin del aire expulsado sobre la pieza a detectar (no requiere contacto) mediante una tobera. Es un sensor apropiado para objetos delicados o blandos.

    - Captador de paso. Basado en la ausencia de presin en una tobera receptora cuando un objeto atraviesa la barrera de aire establecida.

    - Encoders pticos lineales y rotativos f.3) Amplificadores de seal Reciben una seal de baja presin y generan seal de presin de trabajo. Pueden ser de 1 o 2 etapas. Se suelen utilizar vlvulas 3/2 normalmente cerradas f.4) Contadores neumticos Son convertidores de seales neumticas a elctricas. Se suelen utilizar para actuar electrovlvulas.

    4.9.7 Intercambiadores de calor

    Acondicionan la temperatura del fluido:

    - Calentadores (resistencias elctricas en el depsito). - Enfriadores. - Intercambiadores (calentadores/enfriadores).

    4.9.8 Bloques de vlvulas, tuberas, mangueras, racores, juntas y retenes

    La seleccin del tipo de conducto depende de los siguientes factores:

    - La presin de operacin del sistema y el caudal

  • 26

    - Condiciones ambientales: Tipo de fluido, temperatura de operacin, vibraciones, movimiento relativo entre componentes, etc.

    Los conductos utilizados en sistemas oleo-hidrulicos pueden ser:

    - Conductos de acero (rgido de uniones roscadas steel piping o deformable steel tubbing). El acero deformable soporta presiones mayores y requieren menos piezas de acoplamiento, aunque son ms caros que los rgidos.

    - Conductos de materiales plsticos. Se utilizan cada vez con mayor frecuencia debido a su bajo coste y flexibilidad de montaje. Se utilizan sobre todo en neumtica.

    - Mangueras flexibles. Se utilizan cuando los componentes conectados tienen movimiento relativo entre s.

    a) Dimensionado de conductos

    Los conductos deben ser dimensionados con un coeficiente de seguridad para proteger de las sobrepresiones durante los procesos de maniobra de componentes.

    - Dimensionado por caudal. Criterio de velocidad

    - Velocidad de aspiracin en bombas de 1,2 m/s (cavitacin). - Velocidad en lneas de presin de 6 m/s (prdidas y calentamiento del fluido).

    - Dimensionado por presin

    - Se considera esfuerzo uniforme de traccin en la pared del conducto. - El coeficiente de seguridad recomendado depende de la presin de trabajo. El proceso a seguir es el siguiente:

    1) Calcular el dimetro interior en funcin del caudal 2) Seleccionar un conducto comercial con dimetro superior al calculado 3) Determinar el espesor del conducto comercial 4) Determinar la tensin admisible del material y el coeficiente de seguridad en funcin de

    la presin de trabajo 5) Calcular las presin de rotura y de trabajo. Compararlas con la presin de operacin del

    sistema

    2e

    pDint= int

    admrotura D

    2ep

    =

    rotura

    trabajop

    p =

    bar 175p 4

    bar 175p70 6

    bar 70p 8

    Los dimetros normalizados en tubera de acero son: Dnom Dext Dinterior

    SCHED 10

    SCHED 20

    SCHED 30

    SCHED 40

    SCHED 60

    SCHED 80

    SCHED 100

    SCHED 120

    SCHED 140

    SCHED 160

    1/8 0.405 0.269 0.215 1/4 0.540 0.364 0.302 3/8 0.675 0.493 0.423 1/2 0.84 0.622 0.546 0.46 3/4 1.05 0.824 0.742 0.614 1 1.315 1.049 0.957 0.815

    1 1/4 1.66 1.38 1.278 1.16

  • 27

    1 1/2 1.9 1.61 1.5 1.338 2 2.375 2.067 1.939 1.689

    2 1/2 2.875 2.469 2.323 2.125 3 3.5 3.068 2.9 2.624

    3 4 3.548 3.364 4 4.5 4.026 3.826 3.624 3.438 5 5.563 5.047 4.813 4.563 4.313 6 6.625 6.065 5.761 5.501 5.189 8 8.625 8.125 8.071 7.981 7.813 7.625 7.439 7.189 7.001 6.813 10 10.75 10.250 10.136 10.02 9.75 9.564 9.314 9.064 8.75 8.5 12 12.75 12.250 12.090 11.934 11.474 11.374 11.23 10.2 10.3 10.5

    Tabla 4.1 Dimetros normalizados en tubera de acero para sistemas oleo-hidrulicos

    Las carreras normalizadas son: 25, 50, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400 y 500 mm. El dimetro interior de los cilindros as como el del vstago tambin est normalizado,

    Dimetro interior (mm)

    8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 (280) 320 (360) 400 (450) 500

    Dimetro vstago (mm)

    4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360

    Tabla 4.2 Dimetros normalizados de cilindros y vstagos

    Las relaciones recomendadas entre el dimetro del mbolo y del vstago son:

    vstago

    mbolo

    DD

    = 1.25, 1.4, 1.6, 2, 2.5, 5

  • 28

    Cuestiones y problemas:

    1) Explicar el funcionamiento bsico de las vlvulas distribuidoras de corredera. Representarlas grficamente mediante su smbolo normalizado

    2) Explicar el funcionamiento y enumerar los diferentes tipos de vlvulas reguladoras de presin

    3) Explicar el funcionamiento y enumerar los diferentes tipos de vlvulas reguladoras de caudal

    4) Explicar el funcionamiento y caractersticas bsicas de las vlvulas de tcnica proporcional y representarlas por su smbolo normalizado

    5) Explicar el funcionamiento y caractersticas bsicas de las servo-vlvulas y representarlas por su smbolo normalizado

    6) Explicar el funcionamiento y caractersticas bsicas de las vlvulas de cartucho 7) Enumerar y explicar los diferentes tipos de actuadores en circuitos oleo-hidrulicos 8) Explicar la aplicabilidad de los acumuladores en circuitos oleo-hidrulicos

    Referencias bibliogrficas: Bibliografa bsica Apuntes de la asignatura Roca Ravell, F.: Oleohidrulica bsica. Diseo de circuitos. 1 Ed. Barcelona, Servicio de publicaciones de la Universidad Politcnica de Catalua, 1997 Neumtica e hidrulica. A. Creus Sol. 1 Edicin Ed. Marcombo, 2007 Manual de aire comprimido. Edicin 2011. Atlas Copco Bibliografa complementaria Manuales de hidrulica y neumtica. FESTO Oleohidrulica. A. Serrano Nicols. 1 Ed. McGraw Hill 2002 Prontuarios de Hidrulica y Neumtica Industrial. J. Roldn Viloria. 1 Ed. Paraninfo 2001 Fluid Power with Applications. A. Esposito. 4th Ed. Prentice Hall Int. 1997 Recursos en red y otros recursos Aula virtual de la asignatura: http://moodle.upct.es: Enlaces a pginas web, presentaciones visuales, otros recursos de utilidad para resolucin de ejercicios y problemas Manual de Prcticas de Laboratorio (Aula virtual) Normativa UNE 101149. Simbologa (Servicio de documentacin) Catlogos comerciales de componentes FESTO, VOLVO, DANFOSS, HIMATRA, etc. Training hidrulico. Volumen 1. Mannesmann Rexroth

    Figura 4.4 Vlvula direccional 4/2 (4 vas/2 posiciones).Figura 4.5 Vlvula direccional 5/2 (5 vas/2 posiciones).Figura 4.5 Vlvula direccional 4/3 (4 vas/3 posiciones).Figura 4.6 Vlvula reguladoras de caudal con anti-retorno.En la posicin normal de funcionamiento permanece cerrada. Cuando entra presin por la va izquierda, el pilotaje lateral izquierdo vence el resorte y mantiene cerrada la va derecha (el fluido tampoco puede circular por el anti-retorno superior). En ...Figura 4.23 Actuador lineal.Figura 4.24 Clculo de para el dimensionado del vstago de cilindros a pandeoLos dimetros normalizados en tubera de acero son:

    Las relaciones recomendadas entre el dimetro del mbolo y del vstago son: