Diapositiva 1
Vlvulas de cierre, vlvulas de caudal y vlvulas de presinVlvulas
de cierre: Como elemento bsico existe en las vlvulas de cierre una
vlvula de antirretornoVlvulas de Flujo: Vlvulas reguladoras de
Flujo.Vlvulas de presin: Vlvulas reguladoras de presin; Flecha
oblicua: la vlvula es ajustableNEUMTICA INDUSTRIAL:
1Vlvulas de cierre, vlvulas de caudal y vlvulas de
presinNEUMTICA INDUSTRIAL:
2Estructura de los sistemas neumticos
Los diseos de los sistemas neumticos deben de tener la siguiente
estructura para que se pueda tener un mejor funcionamiento del
mismo, desde luego que esto depende del tamao de la instalacin del
sistema neumtico.
Que se debe de considerar en la estructura de los sistemas
neumaticos:
Flujo de las seales: De abajo hacia arribaCadena de mando:
Principio S P A: Sensor, procesador, . actuador Principio E V A:
Entrada, . procesamiento, salidaAlimentacin de energa: Por tubo
flexible o tuberaNEUMTICA INDUSTRIAL:3NEUMTICA
INDUSTRIAL:ESTRUCTURA DE UN SISTEMA NEUMATICO: El siguiente
diagrama muestra la estructura en general que debe de incluir un
sistema neumtico:
4Estructura de los sistemas neumticos
NEUMTICA INDUSTRIAL:
5NEUMTICA INDUSTRIAL:ESTRUCTURA DE UN SISTEMA NEUMATICO: El
siguiente diagrama muestra la estructura en general que debe de
incluir un sistema neumtico incluyendo simbologa:
6NEUMTICA INDUSTRIAL:Denominacin de los componentes:
7NEUMTICA INDUSTRIAL:Denominacin de los componentes: Nmero del
equipo: * Empezando con 1* Slo se utiliza cuando el circuito de
conmutacin completo comprende ms de un equipoNmero del circuito de
Conmutacin: * 0: Componentes de la alimentacin de energa,
accesorios* 1, 2, ...: Circuito de conmutacin de fluidos; asignacin
. de nmeros por cada cilindroMarca de los Componentes: empleando
letras * Elementos de trabajo A * Compresores P * Captadores de
seales S * Vlvulas V * Otros componentes Z
8NEUMTICA INDUSTRIAL:Denominacin de los componentes: Nmero de
los Componentes:
* Comenzando con 1* Numeracin consecutiva para elementos
iguales
La numeracin se efecta de izquierda a derecha y de abajo hacia
arriba
Elementos de entrada accionados: sealados por medio de una leva
sombreada
9La energa neumtica tambin conocidos como sistemas neumticos es
idnea para obtener accionamientos lineales de gran velocidad de
actuacin debido a la baja inercia del fluido motriz.
Gracias a esta propiedad los tiempos de respuesta son bajos y
permiten controles remotos en los mecanismos.
El segundo elemento a considerar es el comportamiento de la
energa oleohidrulica el cual se analizara con ms detalle un poco ms
adelante.
NEUMTICA INDUSTRIAL:Sistemas NeumticoNEUMTICA INDUSTRIAL:
Las canalizaciones, debido a esta baja presin, son muy ligeras y
sencillas, manteniendo un factor de seguridad muy alto contra
roturas.
La velocidad de los cilindros neumticos es tambin fcilmente
controlable como en los cilindros de accionamiento oleohidrulico,
pero si existen limitaciones, debidas a la elasticidad del aire,
las cuales pueden ser superadas con la utilizacin de sistemas
mixtos aire-aceite gracias al uso de convertidores neumohidrulicos
e hidrocontroles, tambien conocidos como sistemas
hidroneumticos.NEUMTICA INDUSTRIAL:En cuanto a los accionamientos
rotativos se refiere, no se pueden hacer muchas comparaciones pues,
aunque los motores rotativos neumticos e hidrulicos tienen ventajas
en algunos campos de aplicacin, el motor de accin rotativa ms
eficaz es el elctrico en cualquiera de sus clases: trifsico,
monofsico o corriente continua.
Con los procesos de fabricacin moderna, estos motores elctricos
son econmicos y de gran rendimiento.
Los motores hidrulicos rotativos son ms caros que los elctricos
pero tienen un campo definido en el cual son indiscutibles: pocas
revoluciones y gran par de torsin. NEUMTICA INDUSTRIAL:En los
accionamientos neumticos se utilizan cilindros similares a los
hidrulicos pero de una construccin mucho ms ligera. Al ser muy baja
la presin utilizada en aire comprimido (10 bar mx.) los esfuerzos
son considerablemente bajos comparados con los accionamientos
hidrulicos.Sistemas de potencia hidrulicoSistemas Neumtico
NEUMTICA INDUSTRIAL:
Un sistema hidrulico de potencia es el conjunto de componentes
mecanicos que utilizan como medio de transmision de energia el
aceite.
Este tipo de sistemas se utiliza mucho en porcesos en los que se
requiere mover grandes cargas comparadas con las que se puede hacer
con un sistema neumtico.
Ambos tienen gran aplicacion pero depende entre otras cosas
principalmente de la carga que se va a mover la utilizacion de
cualquiera de stos sistemas
SISTEMAS HIDRAULICOS DE POTENCIA:Sistemas de potencia
hidrulico
Sistemas Neumtico
18
SISTEMAS HIDRAULICOS DE POTENCIA:
19
SISTEMAS HIDRAULICOS DE POTENCIA:
OLEOHIDRAULICAHerramientas para la construccin de circuitos
hidrulicos
Cualquier persona que desee proyectar, construir o reparar
circuitos hidrulicos puede hacerlo tomando en cuenta ciertas reglas
fundamentales.
Entre estas se encuentran:
1. Comprender la importancia y las limitaciones de lasunidades
bsicas para la construccin de los circuitos hidrulicos de acuerdo
como las utilizan los diseadores de circuitos en su prctica
normal.
OLEOHIDRAULICAHerramientas para la construccin de circuitos
hidrulicos
2. Mantener la proyeccin del sistema hidrulico dentro de la
mayor sencillez posible al no excederse en la instalacin de
controles adicionales que no sirvan a una finalidad en
especial.
3. Tener presente que los circuitos hidrulicos utilizan un
fluido relativamente incompresible a presiones altas haciendo que
ese fluido se vuelva conductor de fenmenos tales como calor,
choque, escapes, restricciones, etctera. stos pueden ser la fuente
de problemas importantes si no se realiza un trabajo de diseo
apropiado.OLEOHIDRAULICAHerramientas para la construccin de
circuitos hidrulicos4. Tome en cuenta tanto la temperatura de
funcionamiento como la temperatura ambiente en relacin al sistema;
stas podran influir sobre el funcionamiento del sistema.
5. Tenga presente la localizacin de los depsitos, cambiadores de
calor y calentadores, de las lneas de descarga y de las de
escape.
OLEOHIDRAULICASmbolos grficos ANS
En el caso de vlvulas auxiliares accionadas por solenoide es ms
fcil hacer uso de los modelos simplificados, que son, en la mayora
de los casos, bastante adecuados.
Estos modelos simplificados estn constituidos por figuras
fcilmente reproducibles compuestas de crculos, cuadrados,
tringulos, rectngulos, arcos, flechas, lneas, puntos y cruces.
Una vez conocidas las figuras bsicas puede elaborarse cualquier
smbolo compuesto, mediante el uso de combinaciones de estas
figuras. Se utilizan smbolos grficos para indicar conexiones,
trayectos de flujo y funciones de los componentes dentro de un
circuito y mostrar las condiciones operacin del
circuito.OLEOHIDRAULICALNEAS
El grosor de la lnea no afecta el significado de los smbolos;
sin embargo deber ser casi igual en todos los smbolos.
OLEOHIDRAULICALNEAS
SMBOLOS BSICOS
Los Smbolos bsicos pueden ser de cualquier tamao que sea
apropiado. Pueden variarse las dimensiones para mayor realce, o
claridad; sin embargo, es necesario respetar los tamaos
relativos.
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICAConductores de fluidosEstas lneas o conductos
pueden ser de tubera de acero inoxidable, sin costura, de aluminio
o cobre, o de tubo de hierro.
OLEOHIDRAULICAConductores de fluidos
OLEOHIDRAULICA Almacenamiento de fluidos y de energaTodos los
depsitos se dibujan, convencionalmente, en el plano horizontal.
Todas las lneas entran y salen del depsito desde la parte superior.
Una lnea que entre o salga por debajo del depsito se utilizar
nicamente cuando la conexin de fondo sea necesaria para comprender
el funcionamiento del circuito.
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICA
OLEOHIDRAULICAVlvulasUn smbolo de vlvulas bsico se compone por
una o ms envolturas, con lneas dentro de la envoltura para
representar los caminos del flujo y las condiciones de ste entre
las lumbreras, tambin conocidos como puertos de la vlvula.
Se emplean tres sistemas de smbolos para representar lostipos de
vlvulas:
1) Envoltura sencilla, posiciones tanto finitas como
infinitas;
2) Envoltura mltiple, posicin finita; y
3) Envoltura mltiple, posicin infinita. OLEOHIDRAULICAVlvulasLos
sistemas de smbolos son:
1. En vlvulas de posicin finita, de envoltura sencilla, nos
imaginamos que la envoltura se desplaza para representar la manera
cmo las condiciones de presin o de gasto se controlan al accionarse
la vlvula.
2. Las envolturas mltiples se utilizan para simbolizar vlvulas
que suministran al fluido ms de una opcin finita de trayecto del
flujo. La envoltura mltiple se desplaza para ilustrar el cambio en
los trayectos de flujo cuando el elemento de vlvula situado dentro
del componente se desva hacia sus posiciones
finitas.OLEOHIDRAULICAVlvulas
Las vlvulas de envoltura mltiple, capaces de tomar posiciones
infinitas entre ciertos lmites, se simbolizan igual que arriba pero
con la adicin de barras horizontales trazadas paralelamente a la
envoltura. Las barras horizontales son indicios de la funcin de
posiciones infinitas.
OLEOHIDRAULICAVlvulas
OLEOHIDRAULICAVlvulas
OLEOHIDRAULICAVlvulas
Circuitos bsicos de la unidad de potencia
El trabajo se efecta en un sistema hidrulico mediante el uso de
un lquido como portador de energa de su fuente degeneracin hasta su
punto, o puntos, de aplicacin.
Las propiedades que hacen de un fluido de buena calidad un
agente portador ideal, son:
1. Relativa incompresibilidad.2. Adaptabilidad a una variedad
infinita de configuraciones volumtricas.3. Capacidad para aceptar
una gama amplia de movimientoa diversas velocidades de flujo.4.
Capacidad de recibir energa en la forma de presin palpableCircuitos
bsicos de la unidad de potencia
Los dos parmetros que determinan la capacidad de trabajo de
cualquier sistema hidrulico son el gasto (galones o litros, por
minuto) y su capacidad de presin (libras por pulgada cuadrada, o
kilos por centmetro cuadrado).
El generador de la fluencia, o bomba hidrulica, es un componente
de desplazamiento volumtrico diseado para generar una velocidad (o
tasa) del movimiento del lquido contra una resistencia.
La magnitud de la velocidad de flujo se lee, por lo comn, en
trminos de galones de lquido desplazado por minuto, o gpm.
Circuitos bsicos de la unidad de potencia
La magnitud de la resistencia a la fluencia se lee,
ordinariamente, en trminos de fuerza/rea, o libras por pulgada
cuadrada (psi), o kilos por centmetro cuadrado (kg/cm2).
La bomba hidrulica, con sus accesorios suplementarios, comprende
la unidad generadora de energa de un sistema hidrulico.
Esta combinacin de bomba y accesorios suplementarios se designa
comnmente como la "unidad de potencia hidrulica".
Circuitos bsicos de la unidad de potencia
El nmero de componentes contenidos en una unidad de potencia
hidrulica puede variar, dependiendo de la complejidad del circuito
que vaya a dar servicio as como de la demanda que tenga que
satisfacer.
Una unidad de potencia puede incluir algunos o todos los
componentes siguientes:
Una unidad de desplazamiento volumtrico (bomba: es el elemento
que va a convertir la energa mecnica en energa de presin para el
sistema, normalmente las bombas para este tipo de sistemas es de
tipo de desplazamiento positivo por las presiones que tiene que
manejar.Circuitos bsicos de la unidad de potencia
2. Un depsito para el almacenamiento de lquidos (Tanque: ste
debe ser lo ms sellado posible para evitar la entrada de polvo y
partculas que contaminen el fluido principalmente las partculas; si
estas son metlicas, entonces la vida de los dems dispositivos
empezando por la bomba corre un serio peligro de deteriorarse
prematuramente.
Como mnimo, el tanque deber tener una capacidad de 3 a 4 veces
el caudal mximo de desplazamiento de la o las bombas.
Circuitos bsicos de la unidad de potencia
Hay que prever una salida en el fondo del depsito con vlvula
manual de purga para eventuales limpiezas de lodos; un elemento que
no debe despreciarse es el control del nivel mnimo de fluido en el
tanque.
Esto es debido a que si el tanque se vaca por debajo del nivel
mnimo, pueden presentarse problemas de cavitacin.
Es conveniente, en consecuencia, prever un sistema de
visualizacin externa del nivel del contenido del tanque tales como
una mirilla o un tubo para observar el nivel de aceite en el
tanque).Circuitos bsicos de la unidad de potencia
3. Una fuerza motriz para la bomba.(Motor: es ms que un
dispositivo de conversin de energa elctrica a energa mecnica).
4. Un dispositivo para limitar la resistencia de presin
mxima
(Vlvula reguladora de presin: Con sta se va a regular la presin
con la que va a trabajar el sistema, ya que la bomba puede generar
ms presin que la requerida por el mismo).Circuitos bsicos de la
unidad de potencia
5. Una unidad para retener contaminantes de los lquidos(Filtro:
Por un lado tiene que salir el fluido aspirado o impulsado por la
bomba; aqu es muy aconsejable colocar un filtro llamado de baja
presin o de aspiracin, es recomendable que ste filtro est dotado de
imanes, porque retienen las posibles partculas metlicas siempre que
estas sean o contengan metales frricos; se recomienda tener un
filtro de 160 (micras)).
6. Una unidad para leer la resistencia de la presin (Manmetro:
En ste se podr observar la presin a la que esta trabajando el
sistema).
Circuitos bsicos de la unidad de potencia
7. Una unidad para calentar el lquido.8. Una unidad para retirar
calor del lquido,Es conveniente saber la temperatura del fluido,
para ello se aconseja la instalacin de un dispositivo de medida
como por ejemplo un termmetro, cuya parte sensible est en contacto
directo con el fluido, lo ms cerca posible de la aspiracin.
El fluido no debe superar nunca la temperatura de 65 C, ni
tampoco deber bajar de los 45 C.
Si esto ocurre en una instalacin, sta deber equiparse con algn
sistema de refrigeracin o calefaccin segn sea el caso o de ser
necesario instalar los dos.Circuitos bsicos de la unidad de
potencia
Cuando la temperatura supera los 65 C, el aceite se hace
excesivamente fluido, una gran parte del caudal proporcionado por
la bomba se pierde en drenajes y fugas, lo que origina una gran
prdida de rendimiento.
El aceite pierde una parte importante de poder de adherencia y,
por tanto, de lubricacin; por lo que los elementos que tengan
movimiento sufren un prematuro desgaste.
Si la temperatura desciende por debajo de los 45 C, el aceite se
hace demasiado denso, los motores que accionan las bombas tienen
que consumir una energa extra para poder moverlo y se realicen los
movimientos de los actuadores.Circuitos bsicos de la unidad de
potencia
Es decir, los elementos que tienen que realizar el trabajo se
vuelven lentos, con lo que baja considerablemente el rendimiento
del conjunto, el fluido se calienta ms fcilmente, consecuentemente
la energa consumida para enfriarlo es mayor.
9. Lneas de interconexin.(Tuberas: Por stas es por donde fluye
el aceite en todo o el sistema).
La figura representa un paquete de unidad de potencia hidrulica
sencillo en el que se incluye el depsito, el filtro de succin B, la
bomba de desplazamiento fijo P, el motor M, la vlvula A de
desahogo, el manmetro G y la vlvula V de cierre, aunque hay dos
smbolos de depsito no significa la presencia de ms de un depsito;
es solo una simplificacin. El smbolo de envoltura incluye todos los
componentes utilizados en el paquete indicndose con la lnea X la
conexin alimentadora de presin externa al paquete.
CARACTERSTICAS MS RELEVANTES DE UNA INSTALACIN HIDRULICA USANDO
LA TCNICA DE FLUIDOS
* Transmisin de grandes fuerzas o pares de giro con elementos
relativamente reducidos.
* El arranque, desde parado, con carga completa no presenta
ningn inconveniente.
* No existe ninguna dificultad para la regulacin continua tanto
de velocidad como de par de giro o fuerza.
* No es necesaria ninguna proteccin contra
sobrecargas.CARACTERSTICAS MS RELEVANTES DE UNA INSTALACIN
HIDRULICA USANDO LA TCNICA DE FLUIDOS
* Puede realizar, con toda facilidad, movimientos muy rpidos y
tambin extremadamente lentos y a la vez controlarlos completamente,
en todos sus parmetros.
* La conduccin del fluido no presenta mayor complicacin que
cualquier otra, incluida la elctrica. Pero s, mucha mayor
seguridad, que la elctrica, en cuanto a posibilidad de
accidentes.
DISEO DE UNA INSTALACIN HIDRULICA
Lo primero que hay que considerar es de dnde o de qu manera
obtener la energa mecnica.
Despus, de qu manera podemos transformar la energa mecnica en
energa hidrulica.
Despus de estos primeros pasos, habr que pensar en cmo
transportar la energa hidrulica, comandarla y controlarla e incluso
regularla.
Es muy importante tener muy claro de qu manera vamos a convertir
la energa hidrulica en energa mecnica con el fin de que realice el
trabajo que se desea, lo cual se resume en la siguiente figura.
BOMBAS HIDRULICAS
Es muy importante tener muy claro, a la hora de decidir qu bomba
utilizaremos as como las exigencias que impondremos a este
elemento.
Estas pueden quedar resumidas en la siguiente frase:
El trabajo de una bomba hidrulica es convertir energa mecnica
(par de giro, velocidad de rotacin) en su equivalente, pero en
forma de energa hidrulica (presin y caudal respectivamente).
Aunque no slo con esto basta, en la prctica, las exigencias son
mucho ms precisas, y es importante tenerlas muy presentes BOMBAS
HIDRULICAS
En el momento de seleccionar una o varias bombas hidrulicas para
un determinado proyecto, se deber tomar en cuenta los siguientes
puntos:
El valor de presin mxima exigida. El valor mximo de caudal
necesario. La velocidad a que debe girar. La temperatura mxima y
mnima que el medio puede alcanzar. El tipo de fluido, su viscosidad
ms alta y ms baja. La situacin del montaje (entubado, etc.). El
tipo de accionamiento. La vida til que se prev. El nivel de ruido.
El precio (por razn de presupuesto).BOMBAS HIDRULICASLa lista
todava puede ser mayor. Sin embargo, el gran nmero de exigencias lo
que demuestra es que no cualquier bomba puede cumplir con el
cometido que se espera de ella.
Existen en el mercado una variada serie de bombas hidrulicas con
distintos criterios constructivos. Todas las bombas siguen un
principio comn: el desplazamiento positivo. Es decir, la bomba est
construida basndose en cmaras selladas. La funcin de estas cmaras
es:
Absorber fluido por el orificio de entrada (aspiracin), para lo
que, mecnicamente, se crea en ellas (las cmaras) un vaco,
BOMBAS HIDRULICAS2. transportar el fluido, una vez llena la
cmara, hasta el orificio de salida,
3. Expulsar el fluido por el orificio de salida con alta
presin.
Principios constructivosLas bombas ms utilizadas en los sistemas
hidrulicos para la industria en general son de tres tipos
fundamentales, todas siempre bajo el principio constructivo y
operacin del desplazamiento de fluido:* De engranajes, con dentado
exterior o dentado interior o sistema planetario, caudal fijo.* De
paletas, de caudal fijo o variable.* De pistones radiales o
axiales, de caudal fijo o variable.BOMBAS HIDRULICASBOMBA HIDRULICA
DE ENGRANAJES CON DENTADO EXTERIORLa cmara se forma entre los
flancos de los dientes y las paredes de la carcasa. Es decir, el
fluido es transportado por el hueco que queda entre los dientes y
la pared de la carcasa.
BOMBAS HIDRULICASBOMBA HIDRULICA DE ENGRANAJES CON DENTADO
EXTERIOR
Este tipo de bombas permite obtener altos rendimientos
volumtricos auntrabajando con presiones elevadas; producen un bajo
nivel de ruido; su aspecto ms general es el de siguiente
figuraBOMBAS HIDRULICASBOMBA HIDRULICA DE ENGRANAJES CON DENTADO
EXTERIOREl volumen de fluido que desplaza es fijo y determinado slo
por el nmero de revoluciones y el resultado de la siguiente
ecuacin: V= m z b h n
Donde: m = mdulo z = nmero de dientes b = ancho de dientes h =
altura de dientes
BOMBAS HIDRULICASBOMBA HIDRULICA DE ENGRANAJES CON DENTADO
INTERIOR.
En la seleccin de este tipo de bombas es necesario tomar en
cuenta dos caractersticas principales; una es el volumen que
desplaza el cual para este tipo de bombas es de caudal bien bajo y
ms bajo cuanto mayor sea la presin que tenga que soportar.
Otra caracterstica, muy importante tambin, es la presin mxima
que pueden soportar. Para este modelo bombas de dentado exterior no
suele ser superior a 225 bar. Algunas fabricaciones especiales,
llamadas de alta presin, puedenalcanzar los 300 e incluso 350
bar.
BOMBAS HIDRULICASBOMBA HIDRULICA DE ENGRANAJES CON DENTADO
EXTERIOREl principio de desplazamiento es tambin el desplazamiento
positivo sin embargo es una bomba ms robusta que la anterior y
soportan, sin problemas, presiones de 350 bar.
El clculo del volumen que desplaza, es igual a la bomba de
engranajes externos, pero sta puede alcanzar hasta los 400 1/min a
1500 rpm, para trabajos de pequea envergadura, es una de las bombas
ms seguras, de buen funcionamiento, poco ruido y pocas vibraciones,
verstil y econmica.
BOMBAS HIDRULICASBOMBA DE PALETAS DE CAUDAL FIJO.En este tipo de
bombas, la cmara se produce entre el estator o crter, el rotor y
las paletas, son bombas para trabajar con bajas presiones,
raramente pueden alcanzar los 250 bar. Sin embargo, se fabrican
tamaos que pueden desplazar ms de 300 litros a 1500 rpm. Son bombas
algo ruidosas y de muy fcil mantenimiento.
BOMBAS HIDRULICASBOMBA DE PALETAS DE CAUDAL FIJO.En este tipo de
bombas, la cmara se produce entre el estator o crter, el rotor y
las paletas, son bombas para trabajar con bajas presiones,
raramente pueden alcanzar los 250 bar. Sin embargo, se fabrican
tamaos que pueden desplazar ms de 300 litros a 1500 rpm. Son bombas
algo ruidosas y de muy fcil mantenimiento.