documento de la materia beneficio de minerales de la Universidad Industrial de Santander Colombia de la carrera Ingenieria Metalurgica
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informe 2Descripción completa
jjfjfjfgDescripción completa
hidraulica
es un informe de física 4 , nivel universitarioDescripción completa
Descripción: gaviones
fisicoquimica
visita técnica al rio chillonDescripción completa
LABORATORIO ORGANICADescripción completa
hidraulicaDescripción completa
Descripción: sd
Descripción: 1
Descripción: hidraulica de canales y tuberias
Energia idrúlicaDescripción completa
Informe de diseño de plano de excavadora hidráulicaDescripción completa
aDescripción completa
informeDescripción completa
Hidraulica 2, Laboratorio Compuertas
Descripción: EES is particularly useful for design problems in which the effects of one or more parameters need to be determined. The program provides this capability with its Parametric Table, which is simil...
Introducci'n 3o452 Generales 6 es7ec8icos &escri7ci'n de instrumentos #arco te te'rico #>todo em7leado 3Paso a 7aso circ2 0 3Paso a 7aso circ2 Análisis de resultados Conclusi'n 3A7licaci'n industrial $i4liogra8a
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Introducción
-
@a oleo(idraulica (o6 en da está 7resente de manera di!ersi8icada en nuestras !idas cotidiana e5em7lo de ello las 7uertas del metro que utili"amos todos los das 7ara trans7ortarnos a nuestros destinos consta de sistemas oleo(idraulicos este ti7o de energa es 8undamental en los 7rocesos de aquellas em7resas donde eBistan maquinaria que tra4a5en de manera automati"adas 6 en 7rocesos continuos 6a que las tarea la e5ecutan maquinas en 8orma casi aut'nomas las cuales o4tienen generalmente sus mo!imientos mediante este ti7o de energa o en com4inaci'n con otras2 #ediante el siguiente in8orme de (idráulica se reali"ara el reconocimiento de los com7onentes de un circuito oleo (idráulico 6 además anali"ar la eB7eriencia en el la4oratorio de la cual se reali"' la interconeBi'n de mangueras2 @a idea 7rinci7al es adquirir la eB7eriencia que nos genere la con!icci'n 7ara inter7retar un 7lano (idráulico antes de comen"ar el monta5e 7ara as 7oder lograr el 8uncionamiento '7timo tomando las 7recauciones de no su8rir 7ercances al montarlo 6 que este 8uncione correctamente 7re!io a la !eri8icaci'n del 7aso a 7aso de 8orma segura2
Objetivos generaes
Am7liar conocimientos so4re la oleo(idraulica !er la e8ecti!idad que 7oseen estos sistemas 6 la !enta5a que a4arcan en el mundo de la mecánica2
Objetivos es!ec"#icos
Inter7retar un 7lano (idráulico 7ara 7oder montarlo 8sicamente en el 4anco didáctico2 Reconocer que ti7o de m>todo es el que se usara2 Sa4er c'mo 8unciona el 4anco didáctico antes de comen"ar el monta5e2 Ins7eccionar aco7les 6 mangueras antes de ensam4lar 6 conectar el circuito2 Reali"ar el monta5e de acuerdo al 7lano siguiendo el m>todo 7aso a 7aso 6 com7ro4ar que no eBista algo mal conectado2 Colocar en marc(a equi7os el>ctricos que alimentan el circuito 4om4aD 6 7osteriormente colocar en marc(a los acti!adores del circuito que lo (acen 8uncionar2 &esmontar el circuito correctamente sin daar 6 8or"ar mangueras 6 aco7les 6 de5ar todo lim7io 6 ordenado Emitir un in8orme detallado de las eB7eriencias en el la4oratorio
Descri!ción de instru$entos
%iindro de dobe e#ecto Datos generaes2
Cilindro (idráulico -; ,,,7si diámetro del !ástago 030.? marca Prince
ál!ulas direccionales el>ctrica ceto7 ;!.7 Centro cerrado en A $ 6 T a4iertos #arca: atos 6 arom
ál!ula direccional -.#arca: Sauer &a48oss
/
Marco teórico
Elemento del circuito (idráulico: aD Elemento generador de energa: en el circuito (idráulico es la 4om4a 4D Elemento de trans7orte: en este caso son usados los tu4os 6 mangueras 7or donde circula el 8luido2 Estos se encargan de unir los distintos dis7ositi!os del circuito2 cD Actuadores: son los encargados de trans8ormar la energa del 8luido en energa mecánica dD Elementos de mando 6 control: las !ál!ulas son los elementos que 7ermiten o im7iden la circulaci'n del 8luido2 Elementos de mantenimiento del circuito: aD 8iltro: la 8unci'n del 8iltro es se7arar las im7ure"as que se encuentran en el aceite 6 que as no entren cuer7os eBtraos al sistema2
Bo$ba ,idr'uica
%na 4om4a (idráulica es una máquina generadora que trans8orma la energa generalmente energa mecánicaD con la que es accionada en energa del 8luido incom7resi4le que mue!e2 El 8luido incom7resi4le 7uede ser lquido o una me"cla de lquidos 6 s'lidos como 7uede ser el (ormig'n antes de 8raguar o la 7asta de 7a7el2 Al incrementar la energa del 8luido se aumenta su 7resi'n su !elocidad o su altura todas ellas relacionadas segKn el 7rinci7io de $ernoulli2 En general una 4om4a se utili"a 7ara incrementar la 7resi'n de un lquido aadiendo energa al sistema (idráulico 7ara mo!er el 8luido de una "ona de menor 7resi'n o altitud a otra de ma6or 7resi'n o altitud2
<
2 Ti!os de bo$ba
@a 7rinci7al clasi8icaci'n de las 4om4as segKn el 8uncionamiento en que se 4ase: •
Bo$bas de +$boo aternativo : en las que eBiste uno o !arios com7artimentos
8i5os 7ero de !olumen !aria4le 7or la acci'n de un >m4olo o de una mem4rana2 En estas máquinas el mo!imiento del 8luido es discontinuo 6 los 7rocesos de carga 6 descarga se reali"an 7or !ál!ulas que a4ren 6 cierran alternati!amente2 Algunos e5em7los de este ti7o de 4om4as son la 4om4a alternati!a de 7ist'n la 4om4a rotati!a de 7istones o la 4om4a 7istones de accionamiento aBial2
•
Bo$bas vou$+tricas rotativas o
roto estáticas:
en las que una masa 8luida es con8inada en uno o !arios com7artimentos que se des7la"an desde la "ona de entrada de 4a5a 7resi'nD (asta la "ona de salida de alta 7resi'nD de la máquina2 Algunos e5em7los de este ti7o de máquinas son la 4om4a de 7aletas la 4om4a de l'4ulos la 4om4a de engrana5es la 4om4a de tornillo o la 4om4a 7eristáltica2
2
?
•
Bo$ba rotodin'$ica : en las que el 7rinci7io de 8uncionamiento está 4asado en
el intercam4io de cantidad de mo!imiento entre la máquina 6 el 8luido a7licando la (idrodinámica2 En este ti7o de 4om4as (a6 uno o !arios rodetes con ála4es que giran generando un cam7o de 7resiones en el 8luido2 En este ti7o de máquinas el 8lu5o del 8luido es continuo2 Estas tur4o máquinas (idráulicas generadoras 7ueden su4di!idirse en:
Radiaes o centr"#ugas cuando el mo!imiento del 8luido sigue una tra6ectoria
•
7er7endicular al e5e del rodete im7ulsor
2 •
A)iaes cuando el 8luido 7asa 7or los canales de los ála4es siguiendo una
tra6ectoria contenida en un cilindro2
•
Diagonaes o &eicocentr"#ugas cuando la tra6ectoria del 8luido se reali"a en otra
direcci'n entre las anteriores es decir en un cono coaBial con el e5e del rodete2
%iindro &idr'uico
&e acuerdo con su 8unci'n 7odemos clasi8icar a los cilindros (idráulicos en - ti7os: de E8ecto sim7le 6 de acci'n do4le2 En el 7rimer ti7o se utili"a 8uer"a (idráulica 7ara em7u5ar 6 una 8uer"a eBterna di8erente 7ara contraer2 El segundo ti7o se em7lea la 8uer"a (idráulica 7ara e8ectuar am4as acciones2 El control de direcci'n se lle!a a ca4o mediante un solenoide2 En el interior 7oseen un resorte que cam4ia su constante elástica con el 7aso de la corriente2 Es decir si circula corriente 7or el 7ist'n el>ctrico este 7uede ser eBtendido 8ácilmente2 %iindro de !resión din'$ica
@le!a la carga en la 4ase del cilindro2 @os costos de 8a4ricaci'n 7or lo general son 4a5os 6a que no (a6 7artes que res4alen dentro del cilindro2 Cilindro de sim7le e8ecto @a 4arra esta solo en uno de los eBtremos del 7ist'n el cual se contrae mediante resortes o 7or la misma gra!edad2 @a carga 7uede colocarse solo en un eBtremo del cilindro2
%iindro de dobe e#ecto
0,
@a carga 7uede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro2 Se genera un im7ulso (ori"ontal de4ido a la di8erencia de 7resi'n entre los eBtremos del 7ist'n
%iindro teescó!ico
@a 4arra de ti7o tu4o multietá7ico es em7u5ada sucesi!amente con8orme se !a a7licando al cilindro aceite a 7resi'n2 Se 7uede lograr una carrera relati!amente larga en com7araci'n con la longitud del cilindro2
Motor &idr'uico
En los motores (idráulicos el mo!imiento rotatorio es generado 7or la 7resi'n2 Estos motores los 7odemos clasi8icar en dos grandes gru7os: El 7rimero es uno de ti7o rotatorio en el que los engrana5es son accionados directamente 7or aceite a 7resi'n 6 el segundo de ti7o oscilante el mo!imiento rotatorio es generado 7or la acci'n oscilatoria de un 7ist'n o 7ercutorL este ti7o tiene ma6or demanda de4ido a su ma6or e8iciencia2 A continuaci'n se muestra la clasi8icaci'n de este ti7o de motores Motor de engranaje •
Ti7o rotatorio motor de !eleta
•
#otor de (>lice
•
#otor (idráulico #otor de le!a eBc>ntrica
•
Pist'n aBial
•
Ti7o oscilante #otor con e5e inclinado
•
#otor de engrana5e: El aceite a 7resi'n 8lu6e desde la entrada que actKa so4re la cara dentada de cada engrana5e generando torque en la direcci'n de la 8lec(a2 @a estructura del motor es sim7le 7or lo que es mu6 recomenda4le su uso en o7eraciones a alta !elocidad2 00
Motor con !istón eje incinado
El aceite a 7resi'n que 8lu6e desde la entrada em7u5a el 7ist'n contra la 4rida 6 la 8uer"a resultante en la direcci'n radial (ace que el e5e 6 el 4loque del cilindro giren en la direcci'n de la 8lec(a2 Este ti7o de motor es mu6 con!eniente 7ara usos a alta 7resi'n 6 a alta !elocidad2 Es 7osi4le modi8icar su ca7acidad al cam4iar el ángulo de inclinaci'n del e5e2
Motor osciante con !istón a)ia
Tiene como 8unci'n el a4sor4er un determinado !olumen de 8luido a 7resi'n 6 de!ol!erlo al circuito en el momento que >ste lo 7recise2
*'vuas
0-
ál!ulas Son los elementos de un circuito (idráulico que reali"an las 8unciones de a4rir cerrar regular 6 controlar el 8lu5o 6 la 7resi'n del 8luido en el circuito (idráulico2 *'vuas i$itadoras de !resión- su 8unci'n es la de limitar la 7resi'n de un circuito
(idráulico2 Su uso más comKn es como !ál!ula de seguridad 7ara e!itar re!entones en el circuito2
@as !ál!ulas limitadoras de 7resi'n son utili"adas como: 3 *'vuas de seguridad- se coloca en el circuito generalmente so4re la 4om4a 6 su 8unci'n es 7roteger el circuito de altas 7resiones 7eligrosas2 . *'vuas antirretorno o de cierre : estas !ál!ulas 7ermiten el 8lu5o en un sentido
mientras lo 4loquean en el contrario2 Este 4loqueo (a de ser totalmente (erm>tico 6 sin 8ugas 7or lo que siem7re son de asiento2 Están 8ormadas 7or un elemento de cierre generalmente 4ola o conoD que 7resiona so4re una su7er8icie de cierre2 *'vua antirretorno
Esta !ál!ula es la más sencilla se re7resenta en corte a la derec(a cuando el aceite llega 7or la 7arte de la derec(a em7u5a el cono 6 7asa (acia la i"quierda 7ero si llega 7or la i"quierda no 7uede 8luir 6 es 4loqueada2
0
. *'vua reguadora o reductora de !resión- son !ál!ulas que reducen la 7resi'n del
aceite en la salida a un !alor siem7re menor que el de la entrada eBisten 8undamentalmente tres ti7os:
. *'vuas reguadoras de cauda- estas !ál!ulas a5ustan el caudal que circula 7or ellas
a un !alor más o menos constante 6 siem7re menor al que el circuito 7odra conseguir 7or lo que qui"á de4eramos llamarlas reductoras de caudal2 •
•
•
*'vuas reguadoras de cauda #ijo : estas !ál!ulas o8recen una secci'n de
estrangulamiento constante al 7aso de la corriente 7or lo que tam4i>n se llaman !ál!ulas estranguladoras 8i5as2 Se em7lean 7ara reducir el caudal en determinadas 7artes de los circuitos (idráulicos2 *'vuas reguadoras de cauda variabe no co$!ensadas- al igual que las anteriores 7roducen una resistencia al 7aso del lquido (idráulico mediante el estrangulamiento de la secci'n de 7aso de este a di8erencia de las anteriores dic(o estrangulamiento es regula4le 4ásicamente eBisten dos ti7os: las de agu5a 6 las de le!a 8rontal2 En las de agu5a el aceite 7asa 7or un ori8icio circular que se con!ierte en anular al a!an"ar una agu5a 7or mediaci'n de un tornillo dic(a agu5a 7uede llegar a cerrar totalmente el ori8icio2 En las de le!a es 7aso del aceite se estrangula (aciendo girar la le!a lo que moti!a la 7erdida de 7resi'n 6 el menor 7aso de aceite2 Este ti7o de !ál!ulas tienen como incon!eniente el distinto caudal que circula 7or ellas 7ara distintas 7resiones de 8uncionamiento manteniendo la misma secci'n de estrangulamiento 7ro4lema que se soluciona con el siguiente ti7o de !ál!ulas reguladoras2 *'vuas reguadoras de cauda variabe co$!ensadas : estas !ál!ulas
dis7onen de un >m4olo de com7ensaci'n 6 un muelle de com7resi'n que consiguen mantener constante la cada de 7resi'n entre la entrada 6 la salida de la !ál!ula 7or lo que el caudal que la atra!iesa se mantiene constante 7ara un am7lio rango de 7resiones de 8uncionamiento2 •
*'vuas reguadoras de cauda con antirretorno : tanto en el caso de !ál!ulas
com7ensadas como no com7ensadas se 7uede incor7orar un antirretorno a la 0;
!ál!ula lo que 7ermite regular el caudal en un sentido de circulaci'n sin que a8ecte sensi4lemente a la circulaci'n en el otro sentido2 3 *'vuas distribuidoras o de v"as- son elementos que modi8ican el 8lu5o en los circuitos (idráulicos 7ermiten controlar la direcci'n del mo!imiento 6 la 7arada de los cilindros 6 otros actuadores2 Se 7ueden clasi8icar en dos ti7os en cuanto a su modo de 8uncionamiento: •
•
ál!ulas de 8uncionamiento continuo estas !ál!ulas tienen dos 7osiciones 8inales 6 in8initas 7osiciones intermedias entre am4as con di8erentes caractersticas de estrangulamiento 7ueden ser !ál!ulas 7ro7orcionales 6 ser!o!ál!ulas2 ál!ulas todo3nada: estas !ál!ulas siem7re tienen una cantidad determinada de 7osiciones - ; 222D (a4itualmente se las llama distri4uidores !ál!ulas direccionales o de !as2 Estas !ál!ulas se clasi8ican 6 se nom4ran en 8unci'n del nKmero de coneBiones o !as 6 el de 7osiciones: 3 ál!ula -.- - !as.- 7osicionesD 3 ál!ula .3 ál!ula ;. 3 ál!ula =. 3 ál!ula ;. son algunas de las más comunes2
0=
;2 M+todo e$!eado Paso a 7aso circuito - del la4oratorio nM; de (idráulica2 @a 8unci'n que cum7le este circuito (idráulico se descri4e: conmutando la !ál!ula ;. comandada 7or solenoides mediante 7rogramaci'n de P@C2 Cuando la !ál!ula de distri4uci'n ;!.7 se encuentra en 7osici'n P3A.$T el 8luido que nos entrega la 4om4a lnea ro5aD 7asara directamente (acia el motor el cual girara en sentido anti (orario 8ig2 0D2 Por el contrario cuando la !ál!ula de distri4uci'n se encuentre en 7osici'n P$.AT 8ig2 -D la !elocidad de giro del motor se 7uede !ariar 6 0/
7ara ello tenemos dos o7ciones2 Por accionamiento 7or P@C al conmutar la !ál!ula de distri4uci'n en P$.AT 5unto con ella tam4i>n conmutara nuestra !ál!ula -.- 7or lo que el 8lu5o de la 4om4a 7asara (acia el motor en 8orma directa lnea ro5aD 6 la lnea de retorno a"ulD 7asara atre!es de la !ál!ula -.- (aciendo que el retorno al estanque sea directo 7or ende más rá7ido 6 as 7ermitiendo que el mo!imiento de giro del motor alcance su máBima !elocidad 7ermitida 7or la 4om4aD2 @a segunda o7ci'n es mediante P@C desacti!ar nuestra !ál!ula -.- 8ig2 D 7ara as regular el 8lu5o atre!es de la RC 7resente en el circuito (aciendo que el giro del motor en sentido (orario sea más lento2 Nota: como regla la RC siem7re de4e actuar en la lnea de menos 7resi'n en este caso la de retorno2
An'isis de resutados
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En este la4oratorio tu!imos incon!enientes con el sistema de 7rogramaci'n del 7anel 6a que no e5ecuta4a en 8orma correcta el circuito que (a4amos instalado en nuestro 0er circuito el cilindro de4a llegar al 8inal de su carrera 7ara luego mediante un sensor inducti!o lograr el retroceso automático 6 esto 8ue lo que no se logr' 7or ende solo 7udimos reali"ar los mo!imientos de a!ance retroceso en 8orma manual 7or P@C2 Para nuestro -do circuito se 7resentaron 7ro4lemas similares 6a que las solenoides de la !ál!ula ;. no 8unciona4an en 8orma correcta como soluci'n cam4iamos dic(a !ál!ula 7or la ;. del 0er circuito donde la Knica di8erencia entre am4as !ál!ulas era la interconeBi'n de sus centros como consecuencia de este cam4io nuestro -do circuito no 8unciona4a segKn 7arámetros corres7ondiente 6a que este de4a girar en un sentido más lento que en otro 6 no se logr' reali"arlo de 8orma automática 7or P@C sino más 4ien en 8orma manual mediante el intercam4io de coneBiones2
%oncusión
Con esta eB7eriencia (emos estudiado 6 anali"ado en 7ro8undidad 0?
Circuitos electros (idráulicos controlados desde un 7rogramador de control @'gico P@CDD que eB7resamos 7or medio de este in8orme2 Como 7rimera eB7eriencia en circuitos electro (idráulicos en la4oratorio nos encontramos 6 conocimos de 8orma 8sica los elementos com7onentes como !ál!ulas sensores de 7roBimidad actuadores mangueras 7rogramador l'gico 6 dis7ositi!os de coneBi'n2 Por medio de este sistema P@CD construimos dos circuitos controlados 7or !ál!ulas el>ctricas 6 sensores inducti!os o de 7roBimidad2 El segundo circuito 8ue controlar el 8uncionamiento de un motor (idráulico2 )4ser!amos en este 7ro6ecto la menor utili"aci'n de mangueras 6 accesorios !arios en la construcci'n de estos tam4i>n el menor es7acio utili"ado 7or su menor tamao de los com7onentes2 Ho6 en la industria es cada !e" mas utili"ado estos 7rogramadores de control l'gico en maquinarias de lneas automati"ada como en el caso del 7rimer circuito que 7er8ectamente se a7lica a una ci"alla (idráulica que corta automáticamente tro"os de 8le5es metálicos 7erteneciente a una lnea de 7roducci'n de 7ie"as estam7adas2 Es im7ortante el resultado de esta eB7eriencia en la4oratorio 7ara com7render 6 a7licar los conocimientos adquiridos tanto en lo la4oral o cotidiano2 A!icación Industria
