Universidad Politecnica Salesaiana

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESAIANA AUTOMATISMOS 2 Moreno Paida Juan Fernando; [email protected] Ortega Machuca Christian Rene; [email protected]

INFORME 1

1. Dobladora de tubos

El circuito hidráulico en la figura 1.1 representa una maquina dobladora de tubos en el cual el actuador de 500mm de recorrido debe vencer la fuerza de 40 000 N para alcanzar su objetivo. Los datos proporcionados son:      

Bomba unidireccional: 10c.c/rev Motor eléctrico: 1450 rpm Válvula de alivio: Ptara=115bar Fluido: ρ=830kg/m^3 , v=50cSt Actuador: D=80mm d=45mm Conexiones: Dint=8mm; L=3m

Figura 1.1 Circuito Hidráulico de una maquina dobladora de tubos

Funcionamiento: La posición central de la válvula 4/3 permite enviar la presión directamente al depósito, ubicando al actuador en una posición establecida. La posición derecha de la válvula (Figura 1.2) permite el retorno del actuador ya que el fluido llega a la cámara anterior provocando el regreso de este y generando que el fluido en la cámara posterior se descargue al depósito. La válvula 4/3 tiene un accionamiento manual con triple accionamiento el cual nos permite elegir en qué posición ubicarla, la función de la válvula de alivio es la de abrir proporcionalmente el aumento de presión cuando se supere la presión de tarado; en la posición horizontal de la válvula (Figura 1.3), esta impide el paso debido a la caída de presión que se da, y en la posición derecha de la válvula cumple la misma función ya que la fuerza de presión no es la suficiente para abrir dicha válvula.

Figura 2 Circuito hidráulico, salida del vástago

Presiones PBomba P1 P2

Bar

Presiones PBomba P1 P2

Bar

Figura 1.3 Circuito Hidráulico, retroceso del vástago.

Salida del vástago Caudales 81.85 Q1 80.34 Q2 1.05 Entrada del vástago Caudales 7.62 Q1 4.26 Q2 6.29

l/min 14.46 9.92

l/min 21.24 14.52

Tabla 1 Presiones y caudales obtenidos

Conclusiones:  

La presión del circuito en la salida del vástago es de 81.92 bar y en la entrada de este es de 8.04 bar esto es debido a la fuerza exterior de 40000N que debe vencer en la salida. La presión en la válvula de alivio es cero, ya que esta no supera la presión de tarado de la misma en las posiciones horizontal y vertical de la válvula.

2. Dobladora de tubos con velocidad regulada. El circuito hidráulico en la figura 2.1 representa una maquina dobladora de tubos con velocidad regulada en el cual el actuador de 500mm de recorrido debe vencer la fuerza de 40000 N y 45000 N para alcanzar su objetivo, el proceso debe durar 12segundos. Los datos proporcionados son:

Figura 2.1 Circuito Hidráulico de una maquina dobladora de tubos con velocidad regulada

     

Bomba unidireccional: 10c.c/rev Motor eléctrico: 1450 rpm Válvula de alivio: Ptara=115bar Fluido: ρ=830kg/m^3 , v=50cSt Actuador: D=80mm d=45mm Conexiones: Dint=8mm; L=3m

Funcionamiento: El funcionamiento es el mismo que en el circuito anterior, con la diferencia que en este circuito se consta con una válvula estranguladora de caudal, el cual nos permite regular la velocidad del avance y del retroceso del embolo, logrando así un tiempo deseado en el movimiento del actuador según la apertura a la que se le ubique dicha válvula.

Figura 3.2 C. Hidráulico, salida del vástago (40000N)

Presiones PBomba P0 P1 P2

Bar 40000N 88.23 85.3 82.43 1.07

45000N 98.04 95.01 92.21 1.09

Figura 2..3 C. Hidráulico, salida del vástago (45000N)

Caudales Q1 Q2 QTanque QBomba

l/min 40000N 14.34 9.8 0 14.49

45000N 14.79 10.11 0 14.57

Tabla 2 Presiones y caudales obtenidos a distintas fuerzas de empuje con válvula estranguladora de caudal

Conclusiones: 



 

Para que el proceso tenga una duración de 12 segundos, al vencer la fuerza de 40 kN, la válvula estranguladora de caudal debe tener una apertura del 50% permitiendo obtener el tiempo deseado. Para que el proceso tenga una duración de 12 segundos, al vencer la fuerza de 45 kN, la válvula estranguladora de caudal debe tener una apertura del 75% permitiendo obtener el tiempo deseado. Los valores tanto en la presión como en el caudal varían debido a la apertura de la válvula y la fuera que debe vencer. La presión en la válvula de alivio es cero, ya que esta no supera la presión de tarado con los 40kN al igual que con los 45kN.

3. Circuito Hidráulico para cilindro de grúa

El circuito hidráulico en la figura 3.1 representa un cilindro de grúa, en el cual el recorrido es de 1m y debe soportar una carga equivalente máxima de 3000kg trabajando a tracción. Los datos proporcionados son:      

Bomba de engranajes internos Motor termico: 1450 rpm Válvula de seguridad: Ptara=115bar Válvula se secuencia: Ptara=125bar Fluido: HLP46 Actuador: D=80mm, d=45mm.

Figura 3.1 Circuito Hidráulico de un cilindro de grúa

Funcionamiento:

Figura 3.2 Circuito de grúa, salida del vástago

Figura 3.3 Circuito de grúa, retorno del vástago.

En el circuito se observa una válvula distribuidora 4/3 que tiene un accionamiento manual que al estar en la posición derecha (figura 3.2) permite el paso del fluido directamente a la cámara posterior del cilindro, generando la salida de este, el fluido en la cámara anterior del cilindro es descargado al depósito pasando por una válvula de secuencia que permite el paso de fluido si y solo si este ha alcanzado una presión predeterminada (125bar) para así ser descargada al depósito pasando por un filtro.

La posición izquierda de la válvula (figura 3.3) permite el retorno del vástago, pasando el fluido a presión directamente hacia la cámara anterior del cilindro, en este caso no influye la válvula de secuencia debido a la dirección a la que está ubicada ya que el fluido pasa directamente por la válvula anti-retorno con el que consta dicha válvula, provocando así que el fluido en la cámara posterior se descargue al depósito pasando por el filtro. El circuito consta también con una válvula anti-retorno con apertura neumática que está ubicada después de la válvula distribuidora, el cual nos permite la posición del vástago en cualquier posición intermedia.

Presiones PBomba P1 P2 Pvalvúla de secuencia

Bar

Presiones PBomba P1 P2 Pvalvúla de secuencia

Bar

Salida del vástago Caudales 85.88 Q1 85.56 Q2 125.03 125.02 Entrada del vástago Caudales 89.22 Q1 0.56 Q2 88.28 88.28

l/min 48 32.81

l/min 68.08 46.52

Tabla 3 Presiones y caudales obtenidos en el cilindro de grua.

Conclusiones:    

La presión del circuito en la cámara posterior del vástago a la salida es de 85.56 bar y en la entrada de este es de 0.56 bar esto es debido a la carga de 30000kg que está sometido. La presión en la válvula de seguridad es cero, ya que esta no supera la presión de tarado de la misma en las posiciones horizontal y vertical de la válvula. La presión de la válvula de secuencia a la salida del vástago es mayor o igual a los 125 bar ya que esta es la presión que debe alcanzar para el paso del fluido. La presión de la válvula de secuencia al retorno del vástago es de 88.28 bar, esto es debido a la dirección de la válvula, ya que el valor predeterminado no influye debido a que el fluido pasa directamente por la válvula antirretorno con el que consta la válvula de secuencia.

4. Dobladora de tubos El circuito hidráulico en la figura 4.1 representa una maquina dobladora de tubos en el cual el actuador de 500mm de recorrido debe vencer la fuerza de 40 kN para alcanzar su objetivo. Los datos proporcionados son:    

Válvula de alivio: Ptara=115bar Fluido: ρ=830kg/m^3 , v=50cSt Actuador: D=80mm d=45mm Conexiones: Dint=8mm; L=3m

Figura 4.1 Circuito Hidráulico de una maquina dobladora de tubo

Funcionamiento: El circuito hidráulico a través de la válvula de distribución pasa el fluido a presión en su posición izquierda (figura 4.2) directamente haca la cámara posterior del cilindro, generando el movimiento del vástago y provocando la descarga al depósito a través de un filtro. La posición derecha genera el retroceso del vástago de la misma manera.

Figura 4.4 Circuito hidráulico, dobladora de tubos

Conclusiones:  

La presión con la que trabaja la bomba es de 84.27 bar Se requiere una bomba que cumpla con esta condición, tomando en cuenta todas las pérdidas de presión que se da en el circuito hidráulico

5. Válvulas o Requerimientos 5.1. Circuito hidráulico con una válvula limitadora de presión.

Figura 5.1 Válvula Limitadora de Presión

Figura 5.2 Funcionamiento de la V. Limitadora de Presión

Funcionamiento: La válvula cumple la función de limitar la presión a un valor adecuado, es decir cuando el sistema se sobrecarga, esta se abre permitiendo el paso del fluido hacia el depósito, asegurando así que la presión permanezca en el valor establecido, generalmente se le usa en la salida de la bomba (figura 5.1) con el objetivo de proteger al circuito. 5.2. Circuito hidráulico con una válvula reductora de presión.

Figura 6.3 Válvula Limitadora de Presión

Figura 5.4 Funcionamiento de la V. Limitadora de Presión

Funcionamiento: La válvula reductora de presión generalmente se usan cuando en una parte del circuito se requiere una presión diferente a la presión del circuito principal, como se puede observar en la figura 5.3, esta válvula se encuentra en la entrada del actuador con el fin de reducir la presión principal del circuito, ya sea por determinadas razones que tena el usuario.

5.3. Circuito hidráulico con sincronización de movimiento en dos actuadores.

Figura 7.5 Circuito hidráulico con sincronización de movimiento.

Figura 8.6 Funcionamiento del circuito con sincronización de movimientos

Funcionamiento: para sincronizar el movimiento en los actuadores se usan unas válvulas de control de flujo, el cual se regulan para que un caudal determinado fluya, asegurando el paso del mismo caudal a la misma presión, provocando que los vástagos de los actuadores se muevan sincronizadamente. 5.4. Circuito hidráulico con control de cilindros múltiples.

Figura 9.7 Circuito hidráulico con control de cilindro múltiples.

Figura 10.8 funcionamiento del Circuito hidráulico con sincronización de movimiento.

Funcionamiento: Para un circuito con control de cilindros múltiples se usan 2 o más válvulas distribuidoras 4/3, algunas son accionadas por solenoide pero en la mayoría de casos son accionadas manualmente, en la figura 5.7 se puede observar un requerimiento, es decir un control de movimientos múltiples que costa de válvulas de control de flujo que nos permite tener una sincronización de movimiento en dos actuadores. 5.5. Circuito hidráulico con control de cilindros múltiples.

Figura 11.9 Regeneración en circuitos hidráulicos

Figura 5.10 Funcionamiento Regeneración de C. hidráulicos

Funcionamiento: La presión provoca el paso del fluido provocando el movimiento del vástago, el fluido desalojado cuando el vástago avanza se regenera como un fluido capaz de suministrar un trabajo mecánico.

5.6. Circuito hidráulico con sincronización de actuadores con una válvula reductora de presión.

Figura 12.11 sincronización con V. reductora de presión

Figura 5.12 Funcionamiento de la sincronización

Funcionamiento: La sincronización de los actuadores se dan mediante las válvulas de control de flujo, el cual permite el paso de la misma presión en los dos actuadores, no obstante también cuenta con una válvula reductora de presión el cual reduce la presión a un valor establecido.