1. TÍTULO
Diseño y construcción de una prensa hidráulica
2. OBJETIVOS Diseñar y construir una prensa hidráulica con materiales de fácil acceso. Aplicar el instrumento elaborado para nuestra formación profesional.
3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
3.1.
Definición
Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores. En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascal comenzó una investigación referente al principio mediante el cual la presión aplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de Pascal. 3.2.
Importancia
Es importante ya que la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la palanca, pues se obtienen fuerzas mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad
y la longitud de desplazamiento, en similar proporción, por lo que es útil para transportar cualquier líquido como el agua (para beber, bañarse, etc), para almacenarla (presas), para generar energía (plantas hidroeléctricas, que con el movimiento o caída de agua generan energía eléctrica), para levantar cosas pesadas como autos, maquinaria, etc.,
por medio de pistones, cuyo
funcionamiento se basa en la hidráulica. Aunque no lo creas, parte de tu cuerpo se basa en la hidráulica, ya que tu sangre fluye gracias a esta ciencia así como diversos sistemas de los seres vivos. Las máquinas que fabrican plásticos utilizan los principios de esta ciencia.
3.3.
Partes de una prensa hidráulica
Constan de un estructura metálica fija, la misma que está formada por dos columnas las cuales se sostienen de una base cada una y ambas terminan en la parte superior unida por un travesaño. En esencia consiste, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, por medio de una manguera o tubo, cuyo interior está completamente lleno de líquido que puede ser gua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes que se ajustan, respectivamente, en cada uno de los cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. La fuerza que actúa en la superficie
del émbolo menor se transmite a través del fluido hacia el otro
émbolo, dando lugar a una fuerza mayor que la primera. Columna.- Soporte vertical de gran altura respecto a su sección transversal. Émbolo: Pieza que se mueve alternativamente en el interior de un cuerpo de bomba o del cilindro de una máquina para enrarecer o comprimir un fluido o recibir de él movimiento.
3.4.
Funcionamiento
Se basa en el principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras. Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos
permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de resbalar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, pero no la fuerza. Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos lo puntos) Entonces: F1/A1 es igual F2/A2 por lo que despejando un término se tiene que: F2=F1. (A2/A1) Si, por ejemplo, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del chico, entonces el módulo de la fuerza obtenida en él será el cuádruple de la fuerza ejercida en el pequeño. La prensa hidráulica, al igual que las palancas mecánicas, no multiplica la energía. El volumen de líquido desplazado por el pistón pequeño se distribuye en una capa delgada en el pistón grande, de modo que el producto de la fuerza por el desplazamiento (el trabajo) es igual en ambas ramas. 3.5.
Tipos de prensa hidráulica
Prensas hidráulicas manuales, en modelos estándar. Sus capacidades varían según la carga en toneladas que pueden soportar las cuales son desde
5 hasta 30 toneladas. Aunque en algunas ocasiones, incluso hay lugares donde construyen estas prensas según las necesidades del cliente de hasta 100 y 200 toneladas.
Prensas hidráulicas de 100 toneladas. Tienen el beneficio de poder soportar exactamente todo ese peso sin el problema de romperse. Así mismo, si se excede de esa cantidad, cuenta con una válvula de seguridad que da mayor confianza para realizar un mejor trabajo.
Prensas hidráulicas de 200 toneladas. Miden poco más de 2 metros, y aunque son un poco más grandes, sólo logran desplazar el 50% más de su peso total.
Prensas hidráulicas de banco. Son aquellas prensas que se colocan arriba de un banco de trabajo, ya que carecen de pies.
Prensas hidráulicas de pie. Son aquellas con “pies”. No se colocan arriba de un banco de trabajo, debido a que vienen provistas con armazón o estructura para colocar directamente sobre el piso. Se deben abullonar al piso.
Prensas hidráulicas motorizadas. Son aquellas que vienen provistas con una central hidráulica motorizada, en lugar de una bomba manual. 4. ELABORACIÓN
Para la construcción y elaboración del instrumento antes mencionado se utilizara materiales de fácil adquisición, como mano de obra gratuita.
4.1.
Materiales
Tablas finas de madera
Taladro y brocas
2 Jeringas de diferentes tamaños
25 cm de manguera
Pegamento
Listones
Lata de refrescos
4.2.
Proceso
Obtenidos los materiales procedemos a realizar la prensa hidráulica. Construimos una base de madera, la cual nos sirva de soporte para nuestra prensa hidráulica. Una vez realizada la base procedemos con el taladro a realizar dos agujeros en la base de madera. Posteriormente se procede a colocar cada una de la jeringas y asegurarlas con pegamento. . Una vez aseguradas cada una de las jeringas, se procede a conectar cada una de las salidas de ambas jeringas con la manguera. Posteriormente colocamos un soporte para sujetar la lata de refrescos, Finalmente, coloca la lata en su lugar y verás cómo realizando una pequeña fuerza sobre el émbolo de la jeringa más pequeña, la lata se prensa como si fuese de papel. Una vez concluido nuestro proyecto está listo para funcionar y nos quedar de la siguiente manera.
4.3.
Comprobación
El funcionamiento correcto de este instrumento se lo realizara mediante una práctica de laboratorio, siguiendo el principio que rige a la prensa hidráulica.
4.4.
Aplicaciones
Prensado de semillas para extracción de aceite.
Como elevador hidráulico o gatos hidráulicos en los talleres de mecánica.
Moldeamiento de grandes bloques de metal.
Compactación de chapas.
En ensambles.
En remachados.
Comandos en las máquinas topadoras.
Movimiento de alerones en los aviones grandes.
Camiones volqueteros.
El sillón de los dentistas que usa para levantar lo suficiente al paciente.
5. CONCLUSIONES La prensa hidráulica es una aplicación del principio de Pascal. La presión ejercida sobre un líquido confinado y en reposo se transmite integralmente a todos los puntos de este. El principio de funcionamiento de las prensas hidráulicas es que utilizan fluidos para realizar un trabajo. La prensa hidráulica puede levantar pesos muy grandes con una fuerza pequeña.
6. RECOMENDACIONES Al momento de colocar el líquido se observe que no haya escape de aire. Se debe tener cuidado con los espacios de aire y si existe retirar con cuidado.
Al conectar las manguera que une las salidas de las jeringa estas deben quedar seguras, si no entran a presión deberá asegurárselas con pegamento.
7. BIBLIOGRAFÍA http://www.monografias.com/trabajos32/pascal-arquimedes-bernoulli/pascalarquimedes-bernoulli.shtml#ixzz2XRjiDdY7 http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/prensas-hidraulicas http://es.wikipedia.org/wiki/Prensa_hidr%C3%A1ulica http://www.slideshare.net/viniciovargasestrada/tesis-prensa-hidrulica http://www.articulo.org/articulo/39365/las_aplicaciones_de_las_prensas_hidraulica s.html#sthash.BZ9K4Bbr.dpuf http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/1540/1/CD-0844.pdf
