FELIX MEZA R.
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
ESCUELA SUPERIOR DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE TECNICOS EN INGENIERIA: ELECTRONICA Y MECANICA CON MENCION EN EN MECANICA DE MANTENIMIENTO ASIGNATURA: CIRCUITOS C IRCUITOS Y DISPOSITIVOS HIDRONEUMATICO S
COMPLEMENTACION PRACTICA
INSTRUCTOR :
FELIX M EZA RODRIGUEZ RO DRIGUEZ
SEMESTRE
:
LIMA- PERU
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VIII
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HIDRAULICA 1.- HIDRÁULICA: OLEOHIDRAULICA La hid ráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarg a del estudio de l as propiedades mecánicas d e los fluido s y su aplicación en la generació n de movimiento s lineales y rot ativos. Todo esto depende de las fuerzas que s e interponen c on l a masa (fuerza) y empuje de la misma. VENTAJAS DE LA TRANSMICION HIDRAULICA FRENTE A LA MECANICA · · · · · · · ·
Movimientos suaves, silenciosos y libres de vibraciones. Posibilidad de invertir fácilmente el sentido de la marcha. Regulación sencilla de las velocidades de trabajo. Control simple de las fuerzas en los actuadores. Posibilidad de arranques y paradas progresivas. Fácil protección contra sobrecargas Auto lubricación de componentes, lo cual favorece a su larga vida. Gran transmisión de fuerzas.
DESVENTAJAS DE LA TRANSMICION HIDRAULICA FRENTE A LA MECANICA · · · ·
Se requiere una central hidráulica y otros componentes. Su elasticidad puede ser perjudicial en ciertos mecanismos.. Posibilidad de fugas que pueden ser dañinas, requiere permanente li mpieza. Baja velocidad en los movimientos de los actuadores, respecto e los actuadores neumáticos y electricos
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA HIDRAULICA FRENTE A LA NEUMATICA En muchas ocasiones se pueden usar cualquiera de l os 2 sistemas de transmisión de energía y se ti ene que ir a un análisis muy profundo, sobre todo en c ostos para decidir lo más c onvenientes, porque definitivamente la instalación de un sistema neumático es más sencillo, rápido que un hidráulic o pero si es cl aro que para fuerzas directas de 3 toneladas conviene usar l a hidráulica
Leyes físicas relativas a los fluidos. Hay infinidad de l eyes físicas relativas al comportamiento de los fl uidos, muchas de ellas son utili zadas con propósitos científicos o de experimentación, nosotros nos li mitaremos a estudiar aquellas que tienen aplicación práctica en nuestro trabaj o.
Ley de Pascal. "L a presión existente en un líqu ido con finado actúa igualmente en todas di reccion es, y lo hace formando ángulos rectos con la superficie del recipiente". La figura 1-2 il ustra la Ley de Pascal. El fluido confinado en la sección de una t ubería ejerce igual fuerza en t odas direcciones, y perpendicularmente a las paredes.
La figura 1-3 muestra la sección transversal de un recipiente de forma irregular, que tiene paredes rígidas El fluido confinado en el ejerce la misma presión en todas las dir ecciones, tal como lo indican las flechas. Si las paredes fueran flexibles, la sección asumiría forma circular. Es entonces la Ley de Pascal que hace que una manguera contra i ncendios asuma forma cilíndrica cuando es conectada al suministro. Aplicación de la Ley de Pascal :Transmision de fuerzas En una prensa hidráulica, si una pequeña fuerza, actua sobre un área pequeñ a, ésta creara una fuerza proporcionalmente más grande sobre una superficie mayor, el úni co límite a la f uerza que puede ejercer una máquina, es el área a la cual se aplica la presión. 2
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Esto se puede apreci ar en el siguiente ejemplo: ¿Qué fuerza F1 se requiere para mover una carga K de 10.000 kg? Considerar los datos del dibujo.
Como: p = F/A A2 = 10 cm²; K = 10.000 kgf p2 = 10.000 kgf/ 10 cm² => p2 = 1.000 kgf/cm² Como en un circuito cerrado, de acuerdo al principio de Pascal, la presión es igual en todas direcciones normales a las superficies de medición, se puede decir que la presión aplicada al área 2 es igual que la aplicada al área 1 p1 = p2 F1 = 1.000 kgf/cm² x 5 cm² => F1 = 5.000 kgf F=pxA De esto se concluye que el área es inversamente proporcional a la presión y directamente proporcional a la fuerza. Para el ejemplo se tiene que el equilibrio se logra aplicando una fuerza menor que el peso ya que el área es menor que la que soporta el peso. Un claro ejemplo de esto son los gatos hidráulicos.
BOMBAS HIDRÁULICAS Las bombas hidráulicas son los mecanismos encargados de producir la presión hidráulica, hasta el Valo r nominal que precisa el sist ema, de acuerdo con sus condi ciones de diseño. Para ello la bomba se alimenta de líquid o hidr áulico almacenado en un depósito . La energía requerida por la bomba se obtiene por uno de los siguientes procedimientos: Motores eléctricos Motor de la aeronave, por transmi sión de potencia Turbina accionada por la presión dinámica del aire · · ·
Son elementos destinados a elevar un fluido desde un nivel determinado a otro más alto o bien, a convertir la energía mecánica en energía hidráulica. La primera bomba conocida desplazamiento positivo fue utilizada en el imperio Romano, después del año 1 00 a.C. y era una bomba con un cilindro y un émbolo en su interior y válvulas en cada extremo. Actualmente las bombas son los aparatos más utilizados después del motor eléctrico. Todas las bombas desplazan l íquido, pero este desplazamiento puede ser: Positivo: produce un caudal y lo sostiene contra la resistencia del circuito hidráulico. No Positivo: produce un caudal no sostenido. · ·
Características d e las Bombas Caudal : Es el volumen de fluido que entrega la bomba en la unidad de tiempo a 1500 rpm. Existen bombas de: - Caudal constante - Caudal variable
Presión : Hay que conocer la presión máxima que soporta la bomba, esta valor es dado por el Fabricante. 3
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Velocidad de giro : Se debe conocer también para calcular el mecanismo de accionamiento para que de ese caudal.
Clasificación de bombas hidráulicas Podemos realizar una clasificación de las bombas hidráuli cas por su tipo de c onstrucción:
1. Bombas de engr anajes. -De engranajes externos. -De engranajes internos. -De engranajes múltiples. -De tornillo.
2. Bombas de paletas. -De construcción equilibrada. -De caudal variable
3. Bo mbas de piston es. -Bombas de pistones en línea. -Bombas de pistones radiales. -Bombas de pistones axiales.
4. Bo mbas de tornillo.
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EQUIPO DE ACCIONAMIENTO HIDRAULICO
:Circuito hidráulico de grupo generador de presión con bomba de caudal variable
1.1. COMPONENTES DEL CIRCUITO OLEOHIDRAULICO A. Principales Ø Ø Ø Ø Ø
B. Accesorios Depósito Bombas Válvulas Actuadores Tuberías
Ø Ø Ø Ø
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Enfriadores Filtros Racores Manómetros, Etc.
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Simbología hidráulica basica:
Válvula hidráulica 4/2 monoestable de palanca.
. Electro válvula hidráulica 4/3 dobl e bobina.
Válvula hidráulica 4/3 bloqueada en la posición central de palanca.
Electro válvula hidráulica 4/2 monoestable. Regulador de caudal bidireccional.
Válvula limitadora de presión. Válvula limitadora/secuencia. 6
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2.- CIRCUITOS HIDRÁULICOS BÁSICOS 2.1.- MANDO DIRECTO DE CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON VALVULA 4/2 MONOESTABLE Y VALVULA 4/3 DE PALANCA
2.3Circuito hidráulico para cambio de velocidad en la salida del vastago.
2.5.- Regulacion de velocidad de avance y retorno de cilindro de doble efecto
2.4. Circuito de apli cación con acumulador hidráulico.
2.6. Aplicació n de la valvula d e secuencia para generar la secuen cia A+ B+ A- B-
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3.- CIRCUITOS ELECTROHIDRAULICOS BASICOS 3.1.- Mando de actuadores co n electro valvulas 4/2 monoestab le
3.2.-Mando de cilin dro d e doble efecto con electro valvula hidrauli ca 4/3 doble bobinA
3.3.- MANDO SEMIAUTOMATICO CON FINALES DE CARRERA - DE CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON ELETROVALVULA HIDRAULICA 4/2 MONOESTABLE
CIRCUITO DE FUERZA
CIRCUITO DE MANDO ELECTRICO 8
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-DE CILINDRO DE DOBLE EFECTO CON ELECTROVÁLVULA HIDRÁULICA 4/3, DOBLE BOBINA
CIRCUITO DE FUERZA
CIRCUITO DE MANDO ELECTRICO
3.5.- MANDO ELECTROHIDRAULICO CON TEMPORIZACION CON RETARTO A LA CONEXIÓN
TON.
3.6.- MANDO ELECTROHIDRAULICO CON TEMPORIZACION CON RETARTO A LA DESCONEXIÓN
TOF
SENSORES INDUCTIVOS Y SENSORES CAPACITIVOS Los sensores de proximidad inductivos incorporan una bobina electromagnética la cual es usada para detectar la presencia de un objeto metálico conductor. Este tipo de sensor ignora objetos no metálicos. 9
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Los sensores de proximidad capacitivos son similares a los inductivos. La principal dif erencia entre los dos tipos es que los sensores capacitivos producen un campo electroestático en l ugar de un campo electromagnético.
Los interruptores de proximidad capacitivos sensan objetos metálicos también como materiales no metálicos tal como papel, vidrio, líquidos y tela.
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3.7.- MANDO DIRECTO CON SENSORES INDUCTIVOS
CAPACITIVOS
4.-CIRCUITOS ELECTROHIDRAULI COS SECUENCIAL ES SIMPLES Instalar circuitos de f uerza y mando eléctrico de l as siguientes secuencias electrohidráulicas simples: SECUENCIA : A+B+A-BSOLUCION : CI : A0,B0 ECUACIONES : A+ =S.B0 B+ =A1 A- =B1 _ _ B- =A0 B- = A0 Circuito de Fuerza y mando el ectric cuando son electrovalvulas hidraulicas biestables
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Circuito de Fuerza y mando el éctrico normal: A es EVH 4/3 doble bobina y B es EVH 4/2 monoestable
24V
I
S
KA+
A1 KA+
KB
KB KA-
B0
KA+
A0
A+
KB
B1
B
KA-
A-
0V Circuito de Fuerza y mando el éctrico reducido, A es EVH 4/3 dobl e bobina y B es EVH 4/2 monoestable
Circuito de mando eléctrico reducido, usando un sensor en lugar de final de carrera b1
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SECUENCIA: A-B-A+B+; Instalar con circuito de mando eléctrico reducido SOLUCION : CI : A1, B1 ECUACIONES : A- =S.B1 B- = A0 A+ =B0 _ _ B+ = A1 B+ = A1 a.
Las electrovalvulas son : A : 4/3 doble bobina y B : 4/2 monoestable
b.
Las electrovalvulas son :: 4/2 monoestables
5.-CIRCUITOS ELECTROHIDRAUL ICOS SECUENCIALES COMPUESTAS Instalar circuitos de f uerza y mando eléctrico de l as siguientes secuencias electrohidráulicas compuestas SECUENCIA: A-B+ A+B A- =S.Xo B+ =AoXo X+ = B1 B- = X1 A+ =Bo X- = A1
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SECUENCIA: A+B- B-A-
Con finales de carrera
Con finales de carrera y sensor
SECUENCIA: A+A- B+ B-
Con finales de carrera
Con finales de carrera y sensor 14
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SECUENCIA: A+A- B- B+
Con finales de carrera
Con finales de carrera y sensor
6.- SECUENCIAS ELECTROHIDRAULICAS COMPLEJAS Instalar circuitos de f uerza y mando eléctrico de l as siguientes secuencias electrohidráulicas complejas:
Instalar A+ B+ B- A- A+ A A es evh 4/3 doble bobina y B es EVH 4/2 monoestable SOLUCION : CI : Ao, Bo ECUACIONES : A+ =S.X0.Y0 B+ =A1.X0.Y0 X+ =B1.Y0 B- =X1.Y0 A- =B0.X1Y0 Y+ = Ao.X1 A+= X1.Y1 X-=A1.Y1 A-=X0.Y1 Y-=A0.X0
_ ____ X- = A1Y1 = _ ____ Y- = A0X0 =
__ A1 + Y0 __ A0 + X1
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SECUENCIA A+B+B-B+B-A A es evh 4/3 doble bobina y B es EVH 4/2 monoestable
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7.- SECUENCIAS ELECTROHIDRAULICAS TEMPORIZADAS SECUENCIA A+B+TB-B+B-A A y B , son electroválvulas 4/2 monoestables
SECUENCIA : A+B+B-TB+B-A A es evh 4/3 doble bobina y B es EVH 4/2 monoestable SOLUCION : CI : Ao, Bo ECUACIONES : A+=S.X0.Y0 B+=A1.X0.Y0 X+=B1.Y0 B-=X1.Y0 T=B0.X1Y0 Y+ = T.X1 = T B+= X1.Y1 X-=B1.Y1 B-=X0.Y1 A-=B0.X0.Y1 Y-=A0.X0
_ ____ __ X- = B1Y1 = B1 + Y0 _ ____ __ Y- = A0X0 = A0 + X1 17
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A0
A+
A1
B0
A-
B1
B
24V X
X K B0
B1
X Y
Y
Y
X
T
Y
X
A0
B1
Y
X Y S
K
Y Y
A1 A+
B
A-
K
T
Y
X
0V 24V X
X K
X
B0 Y
Y
Y
X
S
B1
T
Y
Y
X
A0
K A1 A+
X
Y B
B1 A-
K
T
Y
0V
Fig. 7.3.
Superior: Circuito de fuerza Medio: Circuito de mando el ectrico Inferior: Circuito de mando electrico reducido
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X
