Unitat 3 oleohidràulica

24/11/2011 Unitat 3. Oleohidràulica 1


• La oleohidràulica o hidràulica de l’oli, és el conjunt de tècniquesbasades en la utilització d’oli mineral com a fluid transmissord’energia per a l’accionament de màquines i mecanismes.

Neix en el segle XX amb la utilització dels olis minerals, en lloc del’aigua, ja que aquests:

Faciliten la lubricació de les peces mòbils dels mecanismes.

Disminueixen l’oxidació de les peces.

Minoren les fuites del fluid.

• Els sistemes oleohidràulics són essencialment sistemes detransmissió d’energia, ja que no permeten l’emmagatzematge.

• Pel que fa al tipus d’oli que s’utilitza depèn de l’aplicació, però tambéd’altres factors com la disponibilitat, els factors mediambientals,...

OLEOHIDRÀULICA


• La oleohidràulica i la pneumàtica són les 2 tècniques més empradesactualment en la indústria per a la transmissió d’energia, encara queambdós sistemes presenten característiques ben diferenciades.

Fàcil regulació de la velocitat regulant el cabal al ser unfluid incompressible.

OLEOHIDRÀULICA

AVANTATGES DE LA OLEOHIDRÀULICA vs LA PNEUMÀTICA

AQ

v si Q v

Transmissió de grans potències augmentant la pressió (finspressions de 145 atm (14,7 MPa))

QPPot si P Pot

F = P·A

Pot = F·v

Q = v·A

Pot = P·A·v


Control de la posició gràcies a la incompressibilitat del fluidpodem detenir els actuadors de forma precisa, regulant Q.

Reversibilitat dels accionaments de forma instantània permitjà d’una vàlvula o bomba adequades.

Protecció dels sistema existeix vàlvula de seguretat(limitadora de pressió) i els amortidors eviten que lessobrecàrregues puguin ocasionar sobrepressions.

Possibilitat d’arrencada i aturada en càrrega podembloquejar el moviment en qualsevol moment i tornar a arrencar.

Nivell de soroll inferior

OLEOHIDRÀULICA

AVANTATGES DE LA OLEOHIDRÀULICA vs LA PNEUMÀTICA


Accionaments oleohidràulics són més complicats, cars i lents

Els sistemes oleohidràulics no permeten l’acumulaciód’energia, només la transmissió

OLEOHIDRÀULICA

INCONVENIENTS DE LA OLEOHIDRÀULICA vs LA PNEUMÀTICA

Cilindre pneumàtic Cilindre oleohidràulic

Resposta Ràpida Lenta

Força Petita Elevada

Massa Lleugera Pesant

Control de posició Difícil Possible

Control de velocitat Inadequat Adequat

Pressió d’alimentació Baixa Alta

Rigidesa posició intermèdia Baixa Alta

Sistema d’accionament Senzill Més complex

Preu Baix Alt


OLEOHIDRÀULICA

APLICACIONS DE LA OLEOHIDRÀULICA


OLEOHIDRÀULICA

APLICACIONS DE LA OLEOHIDRÀULICA


Tenir un bon rendiment en la transmissió d’energia.

Bon comportament amb la temperatura.

Poca compressibilitat.

Ser un bon lubricant.

No ser oxidant.

Inalterable amb el temps.

No ser tòxic.

No ser inflamable.

OLEOHIDRÀULICA

CARACTERÍSTIQUES DELS LÍQUIDS HIDRÀULICS

Els fluids hidràulics han de reunir tot un seguit de condicions:


OLEOHIDRÀULICA

PRINCIPIS BÀSICS D’OLEOHIDRÀULICA

El principi bàsic de l’oleohidràulica és lallei de Pascal, que diu que:

“la pressió exercida sobre un puntd’un fluid incompressible i en repòses transmet íntegrament en totesles direccions de la massa líquida”.

21 PP2

2

1

1

AF

AF

11

22 F

AA

F


OLEOHIDRÀULICA

PRINCIPIS BÀSICS D’OLEOHIDRÀULICA


OLEOHIDRÀULICAHIDRODINÀMICA. CABAL I POTÈNCIA HIDRÀULICA








• Un circuit oleohidràulic és un conjunt d’elements disposats deforma que mitjançant un oli realitzen un treball o executen una sèried’accions destinades a l’accionament de màquines o mecanismes.

• Consten essencialment de:

EL CIRCUIT OLEOHIDRÀULIC

Una central generadora de pressió (constituïda per un grupmotor-bomba i els seus accessoris).

Unes conduccions (canonades i unions).

Dispositius de regulació i control.

Elements de treball.


• Els components principals que integren un sistema hidràulic podenagrupar-se en:


Elements de potència transformen l’energia mecànica enhidràulica (grup motor-bomba).

Elements de regulació i control s’encarreguen de controlar iregular els paràmetres del sistema (pressió, cabal, sentit decirculació del fluid, temperatura,...)

Elements de treball actuadors (cilindres, motors,...) queaprofiten l’energia hidràulica del fluid per tornar-la a convertiren energia mecànica i així realitzar el treball.

Condicionadors i accessoris són la resta de components queconfiguren el sistema(dipòsits, filtres, manòmetres, pressostats, intercanviadors decalor,...)


• Per poder definir completament un sistema oleohidràulic haurem deconèixer les dades següents:

EL CIRCUIT OLEOHIDRÀULIC (3)

Característiques del fluid emprat (viscositat, toxicitat,rendiment en la transmissió, comportament amb la Tª,...).

Característiques del motor d’accionament (potència, parell,velocitat, tensió,...).

Característiques de la bomba (pressió, cabal, regulació,...).

Tipus i nombre de distribuïdors (vàlvules distribuïdores).

Longitud i diàmetre de les canonades.

Característiques dels actuadors hidràulics (cilindres,...).

Esquema de les connexions.


• És l’encarregada de la producció i control de l’energia oleohidràulica.Està formada principalment per:


1. Recipient.

2. Motor d’accionament.

3. Bomba

4. Conducció de sortida d’oli apressió (P).

5. Vàlvula de seguretat.

6. Conducció de retorn d’oli (R).

7. Filtre de retorn.

8. Filtre d’aspiració.

9. Altres elements auxiliars:manòmetres, indicador denivell, sonda de Tª,...

LA UNITAT OLEOHIDRÀULICA


• Les característiques principals més usuals de les centralsoleohidràuliques estàndard de cabal constant són:

EL CIRCUIT OLEOHIDRÀULIC (5)

LA UNITAT OLEOHIDRÀULICA (2)

Cabal de la bomba (de 0,3 a 200 l/min)

Volum del dipòsit (aproximadament 3 vegades el cabal de labomba per minut)

Pressió nominal subministrada (fins 200 bar)

Potència del motor (de 0,25 a 30 CV)

Filtre d’aspiració (porus de 160 μ)

Filtre de retorn (porus de 15 μ)

Vàlvula de seguretat (reglada a 1,1 vegades la P de servei)

Temperatura màxima d’oli (70 ºC)


• Les bombes hidràuliques són elements destinats a convertirl’energia mecànica en hidràulica, provocant el moviment del fluid alllarg de les conduccions de la instal·lació.

• Les característiques més importants de les bombes són:

ELEMENTS DE POTÈNCIA: BOMBES

Pressió de treball: és el valor nominal de pressió màximacontínua de treball per a una velocitat determinada.



Cabal o desplaçament geomètric: el desplaçament geomètricés el volum de líquid bombejat en una volta completa. El cabalde sortida teòric és el producte de la cilindrada o capacitat percicle, multiplicat pel nombre de cicles o revolucions per unitatde temps. El cabal real és inferior al teòric a causa delrendiment volumètric de la bomba.

rpmvelocitatcmcilindradarpmcm cabal 33

Rendiment volumètric: és la relació entre el cabal real i elteòric. Oscil·la entre 0,80 i 0,99 i depèn del tipus de bomba.

teòric

realV Q

Qη



Rendiment total: és el producte dels seus rendimentsvolumètric i mecànic. Pot oscil·lar entre 0,50 i 0,90.

mecànicvolumètrictotal ηηη

• Existeixen dos tipus de bombes:

Hidrodinàmiques: utilitzades generalment per al transvasamentde líquids quan la resistència a vèncer sigui petita, ja que lapressió de treball no és massa gran. No s’utilitzen enoleohidràulica, només en hidràulica. Funcionen generalmentmitjançant la força centrífuga; són bombes tipus turbina.


ELEMENTS DE POTÈNCIA: BOMBES• Bomba centrífuga:



Hidrostàtiques: per la transmissió d’energia. Subministren lamateixa quantitat de líquid a cada cicle de l’element debombeig, independentment de la pressió del circuit.

Les més utilitzades en aplicacions oleohidràuliques són:

• Bombes rotatives d’engranatges externs.

• Bombes rotatives de paletes.

• Bombes rotatives de pistons.



Són les més emprades eninstal·lacions oleohidràuliques per laseva senzillesa i economia.

Són les menys sensibles alscontaminants del fluid.

El rendiment volumètric pot arribaral 93% en condicions òptimes. La Pde servei pot arribar a 300 bar i lavelocitat màxima a 7000 rpm.

Són molt sorolloses.

Tenen un rendiment baix.

BOMBES ROTATIVES D’ENGRANATGES EXTERNS



BOMBES ROTATIVES D’ENGRANATGES EXTERNS



Pot ser de cabal fix o variable i téuna gamma d’utilització de cabalsmolt àmplia (2,5-300 l/min).

Treballen a baixa P (0-140 bar) ivelocitats entre 500 i 3000 rpm.

BOMBES ROTATIVES DE PALETES



Ofereixen generalment pressions de treball més elevades i unamajor varietat de cabals que les bombes d’engranatges o paletes.

El rendiment també sol ser millor.

BOMBES ROTATIVES DE PISTONS


ELEMENTS DE REGULACIÓ I CONTROL





http://ares.cnice.mec.es/electrotecnia/nivel2.swf

http://ares.cnice.mec.es/electrotecnia/nivel2.swf
































ELEMENTS DE TREBALL: CILINDRES I MOTORS






• La fase de disseny d’un circuit hidràulic comporta:

El càlcul i la definició concreta dels components en funció deles necessitats del sistema (P, Q,...)

La confecció del croquis o esquema del circuit.

• Per tant, els passos a seguir fins arribar al disseny del circuit són:

DISSENY DE CIRCUITS OLEOHIDRÀULICS

Conèixer el mecanisme que cal accionar: les sevescaracterístiques funcionals (velocitats, forces, temps, cicles,...)i les seves limitacions (potència disponible, espai, tipusd’energia,...).

Determinar els elements a col·locar i com elsinterconnectarem.


Fer els diferents diagrames i representacions gràfiques:

Plànol de situació.

Quadre de seqüència de moviments.

Diagrama espai-fase.

Diagrama espai-temps.

GRAFCET.

Calcular i definir, ara amb detall, els diferents componentsen funció de les necessitats del sistema.

Determinar els elements a col·locar i com elsinterconnectarem.

• A part del circuit caldrà tenir un llistat que contempli lescaracterístiques més significatives de tots els components delcircuit (referència, model, descripció, nombre d’unitats,...)



• A continuació veurem alguns dissenys senzills de circuits hidràulicsper comandar cilindres de simple o de doble efecte.

COMANDAMENT D’UN CILINDRE DE SIMPLE EFECTE



COMANDAMENT D’UN CILINDRE DE SIMPLE EFECTE



COMANDAMENT D’UN CILINDRE DE DOBLE EFECTE









SIMBOLOGIA HIDRÀULICA


EXERCICIS


EXERCICIS


EXERCICIS


EXERCICIS


EXERCICIS (5)

Unitat 3 oleohidràulica

Education