Equipo1 2.1. Antecedentes Antecedent es históricos, aplicaciones, ventajas y desventajas de la hidráuli hidráulica. ca.
HIDRÁULICA La hidr á ulica es la tecnolog í a que emplea un l í quido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía, necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Estudia las propiedades mec ánicas de los l í quidos dependiendo de las fuerzas a que pueden ser sometidos. Consiste en hacer aumentar la pres í on de un fluido para utilizarla como un trabajo útil, normalmente en un elemento de salida llamado cilindro. El aumento de esta presión se puede ver y estudiar mediante el principio de Pascal.
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ANTECEDENTES HIDRÁULICA La rueda hidr á ulica y el molino de viento son pre á mbulos de mucho inter é s para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energ í a y le enseñaron en forma emp í rica los rudimentos de la Hidromec ánica y sus propiedades.
Mediante un canal se desv í a cierta cantidad de agua del r í o, la cual se hace entrar a gran velocidad y en cantidad suficiente en el molino. Al llegar, el agua choca contra las palas de una rueda hidr áulica que transmite a lo largo de su eje el movimiento a otras piezas tales como poleas, engranajes o bielas que comunican el giro de la rueda hidr á ulica a las muelas, los martinetes o cualquier otro mecanismo que gire u oscile.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. Ctesibio en el siglo II A.C., la convirti ó en una bomba de doble efecto.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA En la segunda mitad del siglo XV, LEONARDO DA VINCI en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para rí os, estableció sus experiencias y observaciones en la construcci ón de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Mil án y Florencia. Sierra hidráulica. La sierra era accionada con la energ í a del agua, transformada por medio de un sistema de engranajes y piezas mec á nicas en un movimiento vertical de la hoja de sierra y el movimiento simultáneo del carro.
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Galileo en 1612 elaboro el primer estudio sistem ático de los fundamentos de la Hidrost ática. Un alumno de Galileo, Torreceli, enunci ó en 1643 la ley del flujo libre de l í quidos a través de orificios. Construyo El barómetro para la medición de la presión atmosf érica.
Blaise Pascal ·
La formulación en 1650 de la ley de la distribución de la presión en un liquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de Pascal. ·
La comprobación de que la potencia del vac í o se debe al peso de la atm ósfera.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA Isaac Newton, además de muchas contribuciones a la ciencia y a las matemáticas, se le debe en Mecánica de Fluidos: · El primer enunciado de la ley de fricci ón en un fluido en movimiento. · La introducción del concepto de viscosidad en un fluido. · Los fundamentos de la teorí a de la similaridad hidrodin ámica.
Hasta la mitad del siglo XVIII no existí a aun una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos. Los fundamentos te óricos de la Mecánica de Fluidos como una ciencia se deben a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA Daniel Bernoulli, 1700-1782, en 1738 en su "Hidrodin ámica", formulo la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la relaci ón entre presión, velocidad y cabeza de fluido. Leonhard Euler, 1707-1783, desarrollo las ecuaciones diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos). Fue el principio de los m étodos teóricos de análisis en la mecánica de fluidos. A Euler se le debe tambi én la ecuación general del trabajo para todas las maquinas hidráulicas rotodinamicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores, etc.), adem ás de los fundamentos de la teorí a de la flotación.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA En 1985, Joseph Bramah construyo en Inglaterra la primera prensa hidr áulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presi ón. Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo t écnico e industrial de entonces.
El segundo periodo, que comprende los últimos años del siglo XVIII y la mayorí a del XIX, se caracterizó por la acumulaci ón de datos experimentales y por la determinación de factores de corrección para la ecuaci ón de Bernoulli. Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la viscosidad.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA
En los años posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron centrales de suministros de energí a hidráulica, la cual era distribuida a grandes distancias por tuber í as hasta las fabricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y gr úas. Todaví a funcionan en algunas ciudades europeas las redes de distribuci ón de energ í a hidráulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en servicio la empresa " The London Hydraulic Power Co.", con capacidad instalada de 700 HP y 180 millas de tuber í a de distribución. En la misma ciudad, el famoso Puente de la Torre, es accionado hidr áulicamente, así como el ascensor principal en el edificio de la institución de los Ingenieros Mec ánicos.
En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX, se tom ó en cuenta la viscosidad y la teorí a de la similaridad. Se avanz ó con mayor rapidez por la expansi ón tecnológica y las fuerzas productivas. A este perí odo están asociados los cientificos George Stokes y de Osborne Reynolds, 1819-1903 y 1942-1912, respectivamente.
ANTECEDENTES HIDRÁULICA En la Hidr á ulica contempor á nea se deben mencionar a: Ludwig Prandtl, Theodore von K á rm á n por sus trabajos en Aerodin á mica y Mec á nica de Fluidos que sirvieron para formular la teor í a del flujo turbulento. Y Johann Nikuradse por su obra sobre flujo en tuber í as.
En 1906 la Marina de los EE.UU. bot ó El U.S.Virginia, primer barco con sistemas hidr á ulicos para controlar su velocidad y para orientar sus ca ñones. En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta presi ó n y se introdujeron los sellos de caucho sint é tico. Diez a ñ os despu é s los servomecanismos electrohidr á ulicos ampliaron el campo de aplicaci ó n de la oleohidr á ulica (rama de la hidr á ulica que utiliza aceite mineral como fluido). Desde los a ñ os sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las entidades de formaci ó n profesional ha conducido hasta los sofisticados circuitos de la hidr áulica.
APLICACIONES DE LA HIDRÁULICA En la actualidad las aplicaciones de la hidr á ulica y neum á tica son muy variadas, dentro de las aplicaciones se pueden distinguir dos: Móviles Industriales:
Aplicaciones M ó viles: El empleo de la energ í a proporcionada por el aceite a presi ó n, puede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles tales como: Tractores Grúas Retroexcavadoras Camiones recolectores de basura Cargadores frontales Frenos y suspensiones de camiones Vehículos para la construcción y mantención Herramientas hidráulicas manuales
de carreteras
Aplicaciones Industriales: En la industria, es de primera importancia contar con maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar y mecanizar elementos o materiales propios de la línea de producción, para estos efectos se utiliza con regularidad la energía proporcionada por fluidos comprimidos. Se tiene entre otros: Maquinaria para la industria plástica Máquinas herramientas Equipamiento para robótica y manipulación Equipo para montaje industrial Maquinaria para la minería Maquinaria para la industria siderúrgica Cortadoras de agua a presión
automatizada
Otras Aplicaciones: Otras aplicaciones se pueden dar en sistemas propios de veh ículos automotores, como automóviles, aplicaciones aerospaciales y aplicaciones navales, por otro lado se pueden tener aplicaciones en el campo de la medicina y en general en todas aquellas áreas en que se requiere movimientos muy controlados y de alta precisión, así se tiene: Aplicación automotriz: suspensión, frenos, dirección, refrigeración, etc. Aplicación Aeronáutica: timones, alerones, trenes de aterrizaje, frenos, simuladores, equipos de
mantenimiento aeronáutico, etc. Aplicación Naval: timón, mecanismos de transmisión, sistemas de mandos, sistemas especializados de embarcaciones o buques militares Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de hospital, sillas e instrumental odontológico, etc.
VENTAJAS DE LA HIDRÁULICA •Al
utilizar aceites es auto lubricante. •El aceite empleado en el sistema es f ácilmente recuperable. •Instalaciones compactas. •Cambios rápidos de sentido •Requiere bajo mantenimiento. •El posicionamiento de sus elementos mecánicos es ajustado y preciso (velocidad y fuerza). •A causa de la incomprensibilidad del fluido el movimiento es uniforme. •Trasmite la presión más rapido que el aire comprimido. •Puede transmitir más fuerza que el aire comprimido. •Las perdidas de energía son menores que en un sistema neumático.
DESVENTAJAS DE LA HIDRÁULICA •Requiere
instalaciones especiales. •El fluido es más caro. •El mantenimiento es caro. •Los circuitos hidraulicos pueden presentar fugas, lo que provoca suciedad. •Algunos fluidos utilizados son inflamables y explosivos. •Es sensible a la contaminaci ó n y las temperaturas, el aceite contaminado puede provocar fallos. •Elementos mecánicos costosos . •El aceite envejece y sufre desgaste. •Tiene problemas de cavitación o entrada de aire. •Puede sufrir bloqueos.
Bibliografia Aplicaciones: Hidráulica:
HIDRAULICA Y NEUMATICA: MANUAL, JAVIER PERALTA
http://www.areatecnologia.com/que-es-hidraulica.htm
Antecedentes hidráulica : http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/historia/historiadelahidrauli ca/historiadelahidraulica.html
