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APUNTES DE HIDRULICA


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INDICE:

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I. HIDRULICA 3

II. PRINCIPIOS DE LOS CIRCUITOS HIDRAULICOS 9

2.1 PRINCIPIOS DE LOS CIRCUITOS HIDRAULICOS

2.2 CALCULO DE ENERGIA Y POTENCIA HIDRULICA

2.3 CIRCUITOS HIDRULICOS BSICOS Y SUS COMPONENTES

2.4 GENERALIDADES FLUIDOS HIDRULICOS

2.5 ESTRUCTURA DE BLOQUES DE UNA INSTALACIN OLEOHIDRULICA

III. ESTRUCTURA DE BLOQUES DE UNA INSTALACION

OLEOHIDRULICA 20

3.1 BOMBA

3.2 DEPOSITO O TANQUE

3.3 VALVULAS

3.4 FILTROS

3.5 SIMBOLOGIA

IV. MAGNITUDES FSICAS 40

V. FALLOS MS COMUNES EN HIDRULICA 43

VI. EJERCICOS 48

VII. BIBLIOGRAFIA 56


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I. HIDRULICA

La hidrulica es un sistema de transmisin de energaa travs de un fluido.

La palabra Hidrulica proviene del griego hydor que significa agua. Hoy el

trmino hidrulica se emplea para referirse a la transmisin y control de fuerzas y movimientos

por medio de lquidos, es decir, se utilizan los lquidos para la transmisin de energa.

1.1 APLICACIONES

Las fuentes de energa mecnica suelen ser motores elctricos o de explosin con

movimiento rotativo; con esta energa, en la mayora de mquinas, se desea obtener una

diversidad de movimientos lineales y rotativos y de fuerzas de valores distintos; cuando la

transmisin de esta energa se realiza mecnicamente se requieren gran cantidad de mecanismos

para la transformacin y regulacin (embragues, reductores, bielas, frenos, etc., o incluso

fuentes adicionales de energa), que implican un elevado coste y una considerable reduccin en

el rendimiento total del sistema.

Cuando la transmisin de esta energa se realiza hidrulicamente, la transformacin se

consigue simplemente con tuberas y vlvulas, consiguiendo, adems, un elevado rendimiento.

Gracias a la leo-hidrulica se consigue que una sola fuente de energa produzca

diversos movimientos simultneos en una misma mquina.

En la vida diaria encontramos muchas mquinas que disponen de accionamientos

hidrulicos, sin necesidad de introducirse en ambientes industriales. En muchos casos, por su

familiaridad, no relacionamos el aparato con su componente hidrulico, por ejemplo cualquier

automvil tiene sistemas hidrulicos para el circuito de frenado y la servodireccin.


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Las principales ventajas de una transmisin hidrulica, en comparacin con otra

mecnica, son:

Variacin de la velocidad: La posibilidad de modificar la velocidad final del accionador

Reversibilidad: La posibilidad de invertir el sentido de giro o de desplazamiento

sin parada intermedia

Proteccin: La posibilidad de incluir elementos de seguridad para laproteccin de los componentes

Arranque y paro en carga:La posibilidad de arrancar y/o parar el equipo con una carga

acoplada

Simultaneidad:La posibilidad de accionar diversos accionadores

simultneamente

Ahorro de energa: La posibilidad de consumir exclusivamente la energa requerida

Seguridad (1):

La posibilidad de separar las fuentes de energa de los

accionadores

Seguridad: La posibilidad de parar la mquina instantneamente

(1) Factor muy importante en determinados ambientes explosivos


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Transmisin mecnica

Motor elctrico Motor de explosin

Transmisin

hidrulica

- Variacin de la velocidad difcil difcil a partir de "0"

- Reversibilidad (*) no si

- Proteccin si si si

- Arranque y paro en carga no no si

- Simultaneidad difcil muy difcil si

- Ahorro de energa no no si

- Seguridad (1) muy difcil muy difcil si

- Seguridad peligroso peligroso si

(*) los que lo permiten precisan de una deceleracin, hasta la parada completa antes de

invertir el sentido giro


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1.2 PRINCIPIOS FSICOS

1.2.1 Presin:

La presin (p) en cualquier punto es la razn de la fuerza normal,

ejercida sobre una pequea superficie, que incluya dicho punto.

P = F/A

[N/m2; kg/cm2]

F = Fuerza en N

A = Superficie en m2

En la mecnica de los fluidos, fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gasperpendicularmente a dicha superficie. En el Sistema Internacional de unidades (SI), la presin

se expresa en newton por metro cuadrado (N/m2):

1 N/m2 = 1 Pa (pascal)

105Pa = 1 bar

1.2.2 Caudal:

El caudal, es el volumen de fluido (litros, m3, cm3 , etc.) por unidad de tiempo (min, horas,

etc.) que circula por una determinada conduccin.

Q = A . v

[m3/s]

A = Superficie en m2

V = velocidad del fluido (m/s)

Para que exista un caudal debe existir una diferencia de presin entre dos puntos. As, por

ejemplo, el fluido presurizado contenido en un recipiente hermtico NO circula hasta que noencuentra un punto por donde salir del recipiente (presin inferior a la del fluido); el fluido

SIEMPRE circular desde el punto de mayor presin hacia el de menor presin

A pesar de su interrelacin, debemos considerar que en un sistema oleohidrulico:


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El caudal y la presin son factores TOTALMENTE independientes

En condiciones normales de trabajo existe una presin y un caudal, sin embargo puede haber

caudal sin presin (la mnima para que se genere un movimiento del fluido) y puede haber

presin sin caudal; en un sistema oleohidrulico:

Caudal Velocidad

Presin Fuerza

1.2.3 Viscosidad:

Es la resistencia que opone un fluido al movimiento o a escurrir. Esta propiedad fsica est

relacionada en forma directa con la temperatura. Si la temperatura aumenta, la viscosidad de un

fluido lquido disminuye y al revs, si la temperatura disminuye la viscosidad aumenta.

Segn el Sistema Internacional de Unidades se entiende bajo Intensidad la viscosidad

cinemtica (Unidad: mm2/s)

Los lmites de viscosidadson importantes en la prctica:

Una viscosidad demasiada baja(mucha fluidez) provoca fugas. La pelcula lubricante

es delgada, por lo que puede romperse ms fcilmente. En ese caso disminuye la

proteccin contra el desgaste. A pesar de ello, es preferible utilizar aceite de baja

viscosidad, ya que por su menor friccin se pierde menos presin y potencia.

Una viscosidad elevada (ms consistencia) causa ms friccin, lo que provoca prdidas

de presin y calentamiento especialmente en las zonas de estrangulamiento. De este

modo se dificulta el arranque en fro y la segregacin de agua, por lo que existe una

mayor tendencia a desgaste por cavitacin.

Viscosidad cinemtica

Limite inferior 10 mm2/s

Margen de viscosidad ideal 15 a 100 mm2/s

Lmite superior 750 mm2/s


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En las aplicaciones debern tenerse en cuenta las caractersticas de la viscosidad de los fluidos

en funcin de la temperatura, puesto que la viscosidad del fluido sometido a presin cambia

segn la temperatura

Las caractersticas de la relacin entre la viscosidad y la temperatura suelen ser expresadas

mediante el ndice de viscosidad (VI). Cuanto mayor es el ndice de viscosidad de un aceitehidrulico, tanto menos vara su viscosidad o, en otras palabras, tanto mayor es el margen de

temperaturas dentro del cual puede utilizarse el aceite.


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II. CIRCUITOS HIDRULICOS

Figura 1

Un circuito hidrulico, sea simple o complejo, utiliza los siguientes principios

hidrulicos bsicos:

2.1 PRINCIPIOS DE LOS CIRCUITOS HIDRAULICOS

La hidrulica consta de 5 principios:

Un liquido puede asumir cualquier forma

Un liquido es prcticamente incompresible

Ley de Pascal

Ley de Continuidad

Teorema de Bernouilli

Que desarrollaremos en los siguientes pargrafos.


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1. Un lquido puede asumir cualquier formay puede ser bidireccional sin que esto afecte el

movimiento libre del flujo (Fig. 2).

Figura 2

2. Los lquidos son incompresibles.

3. La LEY DE PASCALsostiene que cuando un fluido dentro de un contenedor es sometido a

presin, la presin se transmite igualmente en todas direcciones y a todas las caras del

contenedor. ste es el principio que se usa para extender el apriete en un cilindro hidrulico

(Fig. 3).

Figura 3

F1 (N)

F2 (N)

S1 (m2)

S2 (m2)


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LEY DE PASCAL

21

1

11 S

FP 2

22 S

FP

Al fabricar los contenedores o cilindros de diferentes tamaos, aumenta la ventana mecnica en

la fuerza de trabajo (Fig. 4).

Figura 4

LEY DE PASCAL

21

1

11

S

FP

2

22

S

FP

Como:

S2 >> S1

F2 >> F1


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4. LEY DE CONTINUIDAD

Considerando a los lquidos como incompresibles y con densidad constantes, por cada seccin

de un tubo pasara el mismo caudal por unidad de tiempo

2211

21

vAvA

QQ

Cuando las secciones de las conducciones son circulares

2221

21 vDvD

5. TEOREMA DE BERNOUILLI

El fluido hidrulico, en un sistema que trabaja contiene energa bajo tres formas:

Energa potencial: que depende de la altura de la columna sobre el nivel de referencia y

por ende de la masa del lquido.

Energa hidrosttica: debida a la presin.

Energa cintica: o hidrodinmica debida a la velocidad

Energa trmica: Disipacin de calor por rozamiento del liquido con los elementos del

sistema.

El principio de Bernouilli establece que la suma de estas energas debe ser

constante en los distintos puntos del sistema, esto implica por ejemplo, que si el dimetro de la

tubera vara, entonces la velocidad del lquido cambia. As pues, la energa cintica aumenta odisminuye; como ya es sabido, la energa no puede crearse ni destruirse, en consecuencia esta

variacin de energa cintica ser compensada por un aumento o disminucin de la energa de

presin.


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2.2 CALCULO DE ENERGIA Y POTENCIA EN HIDRULICA

2.2.1 Energa potencial

La Energia potencial (J) se calcula:

W = m.g.h

Con

m = masa (Kg)

g = gravedad (9,81 m2/s)

h = altura del liquido (m)

2.2.2 Energa de presin

La Energa de presin (J) se calcula

W = p . V

Con

P = presin (Pa)

V = variacin del volumen (m3)

La energa de presin corresponde a la energa

absorbida para la compresin del lquido. La

compresin asciende a 1 - 3% del volumen en consecuencia se trata de una compresin

relativamente pequea.

La energa de presin es el resultado de la presin que el fluido opone a la

compresin

2.2.3 Energa cintica

La energa cintica viene determinada por lavelocidad del flujo y por la masa

W = m .v2

Con

m = masa en Kg

v = velocidad en m/s


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2.2.4 Energa trmica

La energa trmica en un sistema hidrulico

es generada debido a la friccin

W = V . p

Con

p = perdidas de presin por friccin (Pa)

V = volumen desplazado

2.2.5 Potencia

La potencia hidrulica viene determinada por la presin y el caudal volumtrico

P = p. Q

P = potencia (W = N/s)p = presin (Pa)Q = caudal (m3/s)

Resumen de transformacin de la potencia:


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Cavitacin:

La cavitacin es la eliminacin de pequesimas partculas en las superficies de los materiales.

En los elementos hidrulicos (bombas y vlvulas), la cavitacin se produce en los perfiles

agudos de los elementos de mando. Esta destruccin del material se debe a picos locales de

presin y a rpidos y fuertes aumentos de temperatura.

Cules son las causas para los picos de presin y de temperatura?

Si en un segmento de estrangulamiento aumenta la velocidad del caudal de aceite, se necesita

energa cintica. Esa energa cintica implica una reduccin de la energa de presin. De este

modo pude provocarse una reduccin de la presin en una zona de estrangulamiento, llegndose

a producir una depresin. A partir de una depresin de -0,3 bar se forman burbujas del aire que

escapa del aceite.Si a continuacin vuelve a subir la presin a raz de una reduccin de la velocidad, el aceite

invade repentinamente la zona ocupada por las burbujas de aire.

Despus del segmento de estrangulamiento, vuelve a subir la presin, las burbujas se rompen y

entonces se produce la cavitacinpor las siguientes razones:

Picos de presin:

En el lugar en el que aumenta el dimetro se desprenden pequeas partculas de la

pared, provocando una fatiga del material y, posiblemente, su destruccin. Este proceso

de cavitacin es acompaado por ruidos considerables


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Combustin espontneade la mezcla de aceite y aire:

Al romperse las burbujas, el aceite las invade instantneamente. Debido a la elevada

presin implicada en este proceso y por la consecuente compresin del aire, surgen

temperaturas muy altas. De esta manera puede producirse una combustin espontnea

de la mezcla de aceite y aire en las burbujas, similar a la que puede observarse en los

motores de gasleo (Efecto diesel).

2.3 GENERALIDADES: FLUIDOS HIDRULICOS

Misin de un fluido en leo hidrulica

1. Transmitir potencia

2. Lubricar3. Minimizar fugas

4. Minimizar prdidas de carga

Fluidos empleados

Aceites minerales procedentes de la destilacin del petrleo

Aguaglicol

Fluidos sintticos

Emulsiones aguaaceite

El aceite en sistemas hidrulicos desempea la doble funcin de lubricar y transmitir

potencia. Constituye un factor vital en un sistema hidrulico, y por lo tanto, debe hacerse una

seleccin cuidadosa del aceite con la asistencia de un proveedor tcnicamente bien capacitado.

Una seleccin adecuada del aceite asegura una vida y funcionamiento satisfactorios de

los componentes del sistema, principalmente de las bombas y motores hidrulicos y en general

de los actuadotes. Algunos de los factores especialmente importantes en la seleccin del aceitepara el uso en un sistema hidrulico industrial, son los siguientes:

1. El aceite debe contener aditivos que permitan asegurar una buena caracterstica anti

desgaste. No todos los aceites presentan estas caractersticas de manera notoria.


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2. El aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las caractersticas de lubricante

y limitante de fugas a la temperatura esperada de trabajo del sistema hidrulico.

3. El aceite debe ser inhibidor de oxidacin y corrosin.

4. El aceite debe presentar caractersticas antiespumantes.

Para obtener una ptima vida de funcionamiento, tanto del aceite como del

sistema hidrulico; se recomienda una temperatura mxima de trabajo de 65C.

2.4 CIRCUITOS HIDRULICOS BSICOS Y SUS COMPONENTES

Si bien la disposicin en los circuitos hidrulicos puede variar considerablemente endiferentes aplicaciones, muchos de los componentes son similares en su diseo o funcin. El

principio detrs de la mayora de los sistemas hidrulicos es similar al de los gatos hidrulicos.

El aceite del depsito es empujado a travs de una vlvula anti-retorno dentro de una bomba de

pistones durante el ciclo ascendente del pistn (Fig. 5).

Figura 5


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Cuando se empuja el pistn de la bomba hacia abajo, el aceite pasa por una segunda

vlvula anti-retorno hacia el interior del cilindro. Cuando la bomba es accionada hacia arriba y

hacia abajo, el aceite entrante extender el apriete del cilindro. El cilindro de elevacin se

mantendr en posicin extendida porque la vlvula anti-retorno se asienta por la presin que se

ejerce sobre ella desde el lado de carga del cilindro. El cilindro retorna a la posicin neutra al

sacar de asiento o pasar por alto la vlvula anti-retorno, lo cual permite que el aceite del cilindro

retorne al depsito (Fig. 6).

Figura 6

Como por lo general el desplazamiento de la bomba es menor que el del cilindro, cada

tiempo de la bomba mover el cilindro en una cantidad muy pequea. Si se requiere que el

cilindro se mueva ms rpido, se debe aumentar el rea de superficie del pistn de la bomba y/o

la rapidez con que se acciona la bomba. El flujo de aceite (CAUDAL) da al cilindro su

velocidad de movimiento y la presin de aceite genera la fuerza de trabajo.

Atencin:

A pesar de su interrelacin, debemos considerar que en un sistema oleohidrulico:

El caudal y la presin son factores TOTALMENTE independientes


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En condiciones normales de trabajo existe una presin y un caudal, sin embargo puede haber

caudal sin presin (la mnima para que se genere un movimiento del fluido) y puede haber

presin sin caudal; en un sistema oleohidrulico:

Caudal Velocidad

Presin Fuerza

2.5 ESTRUCTURA DE BLOQUES DE UNA INSTALACION

OLEOHIDRULICA

Esquema:

Circuito de presin:El aceite es mandado a presin desde la bomba hacia los elementos de trabajo.

Presin de trabajo 100 bar (hasta 420 bar)

Circuito de descarga:

El aceite retorna desde los elementos de trabajo al depsito.

Presin de trabajo 7 bar (hasta 30 bar)

Circuito de aspiracin

El aceite es aspirado desde el deposito hacia la bomba.

Presin de trabajo depresin (< 1 bar = aspiracin)


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III.COMPONENTES:

3.1. BOMBA

Hemos definido la Oleohidrulica como la ciencia que estudia la transmisin y elcontrol de energa por medio de un fluido (lquido) presurizado, pero esta energa NO es

generada por el sistema oleohidrulico, ste slo la transmite.

Por ello, en todos los sistemas oleohidrulicos se necesita una FUENTE de

ENERGA; sta puede ser de muchos tipos: traccin animal (bombas manuales), motores

elctricos o de explosin, o cualquier otro tipo de fuente de energa hidrulica, elica o

mecnica.

Asuna fuente externa de energa acciona una bomba, sta la transforma en energa

hidrulica, la cual, en forma de caudal y presin, es transportada por el fluido hidrulico hasta

un elemento accionador, donde se vuelve a transformar en la energa mecnica necesaria para

realizar un trabajo

Las bombas hidrulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite o lquido

hidrulico, transformando la energa mecnica rotatoria en energa hidrulica.

El proceso de transformacin de energa se efecta en dos etapas: aspiracin y descarga.

Aspiracin:

Al comunicarse energa mecnica a la bomba, sta comienza a girar y con esto se genera

una disminucin de la presin en la entrada de la bomba, como el depsito de aceite se

encuentra sometido a presin atmosfrica, se genera entonces una diferencia de presiones lo que

provoca la succin y con ello el impulso del aceite hacia la entrada de la bomba.

Descarga

Al entrar aceite, la bomba lo toma y lo traslada hasta la salida y se asegura por la forma

constructiva que el fluido no retroceda. Dado esto, el fluido no encontrar mas alternativa que

ingresar al sistema que es donde se encuentra espacio disponible, consiguindose as la

descarga.


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3.1.1. Clasificacin de las Bombas: CAUDAL

Atendiendo el tipo de caudal

El desplazamiento de fluido en cada cilindrada de una bomba de caudal fijo se mantiene

constante en cada ciclo o revolucin, pues el caudal es constante a una velocidad de trabajo

determinada; por el contrario, el caudal de salida de una bomba de caudal variable puede

cambiarse y alterar la geometra del elemento de bombeo o la cilindrada del mismo

Caudal de una bomba:

El caudal de una bomba esta determinado por la siguiente relacin:

CAUDAL = CILINDRADA * VELOCIDAD

VnQ

El caudal as obtenido es llamado caudal terico, que es simplemente superior al caudal real en

funcin del rendimiento volumtricode la bomba, es decir de las fugas internasde la misma.

Se define el rendimiento volumtrico como la relacin entre el caudal real y el caudal terico:

Este rendimiento volumtrico oscila entre el 80 y el 99% segn el tipo de bomba, su

construccin y sus tolerancias internas, y segn las condiciones especificas de velocidad,

presin, viscosidad del fluido, temperatura, etc.

Cuando se calcula el rendimiento total total de bombas, es necesario tener en cuenta el

rendimiento volumtrico vol (Visto anteriormente) y el rendimiento hidromecnico vol

(Perdidas de calor por friccin del liquido y de los elementos mecnicos)

hmvoltotal

Caudal

Constante (cilindrada constante)

Variable (Cilindrada variable)

v real teoricoQ Q


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Pues la potencia resultante se quedan en:

Presin de Trabajo de una bomba

Todos los fabricantes otorgan a sus bombas un valor denominado presin mxima de trabajo,

algunos incluyen las presiones de rotura o la presin mxima intermitente, y otros adjuntan la

grfica de presin/vida de sus bombas. Estos valores los determina el fabricante en funcin deuna duracin razonable de la bomba trabajando en condiciones determinadas.

Se debe saber que mientras no se conecte el orificio de salida de una bomba a un accionador que

genere contrapresin, el accionamiento consumir muy poca energa, y se limitar a suministrar

el caudal determinado. Cuando exista la contrapresin, la energa para mover el mbolo

incrementar en funcin de la presin que alcance el fluido.

3.1.2. Clasificacin de las Bombas: CONSTRUCCION

Atendiendo el tipo de construccin (Ver tablas adjuntas)


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Muy silenciosa, suministra un flujo de aceite

sin pulsaciones. Sensible a las alturas deaspiracin-cavitacin. Dentro de cada bomba se

introducen dos tres husillos helicoidales.

15 hasta

3500

75900-5000

Normal:1450-2900

80 / 200Bomba de husillo

Utilizacin en instalaciones con alta presin detrabajo. Nivel de ruido medio.

0.5 hasta 10088-92750-3000Normal:

1450

350 / 700Radiales

Bomba empleada a menudo en combinacin

con transmisiones hidrostticas, sobre todo conpotencias superiores a 30 C.V. Se instalarpreferentemente (sumergida en recipiente de

aceite) bajo el nivel de aceite.

0.5 hasta 25088-92750-3000

Norma: 1450

250 / 400AxialesPistones

CaractersticasCilindrada(cm)

Rendimiento%

Velocidadde giro(r.p.m.)

Presin(bar)Trabajo /

Momentnea

Tipo de bomba


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3.2. DEPSITO O TANQUE

La funcin natural de un tanque hidrulico es:

Contener o almacenar el fluido de un sistema hidrulico

Evacuar el calor

Sedimentacin

Separacin del aire

Separacin del agua

Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora (5) bloquea el fluido de retorno para

impedir su llegada directamente a la lnea de succin. As se produce una zona tranquila, la cual

permite sedimentarse a las partculas grandes de suciedad, que el aire alcance la superficie del

fluido y da oportunidad de que el calor se disipe hacia las paredes del tanque.

La desviacin del fluido es un aspecto muy importante en la adecuada operacin del tanque. Por

esta razn, todas las lneas que regresan fluido al tanque deben colocarse por debajo del nivel

del fluido y en el lado de la placa deflectora opuesto al de la lnea de succin.

1. Filtro de aeracin2. Tubera de retorno con filtro

incluido.3. Tapn de llenado de aceite4. Tubera de aspiracin de la

bomba5. Placa de separacin zona retorno

y aspiracin.6. Orificio de vaciado7. Mirilla de nivel8. Tapa superior del depsito


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3.3. VLVULAS

Los sistemas hidrulicos lo constituyen:

Elementos de informacin rganos de mando Elementos de trabajo

Para el tratamiento de la informacin y rganos de mando es preciso emplear aparatos quecontrolen y dirijan el flujo de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie deelementos que efecten las funciones deseadas relativas al control y direccin del flujo delaceite.

Las vlvulas en trminos generales, tienen las siguientes misiones:

Distribuir el fluido Regular caudal Regular presin

3.3.1. VLVULAS DISTRIBUIDORAS

Son vlvulas de varios orificios (vas) los cuales determinan el camino el camino que debeseguir el fluido bajo presin para efectuar operaciones tales como puesta en marcha, paro,direccin, etc.

Representacin esquemtica

Hay que distinguir, principalmente:

1. Las vas, nmero de orificios correspondientes a la parte de trabajo.2. Las posiciones, las que puede adoptar el distribuidor para dirigir el flujo por una u otra

va, segn necesidades de trabajo

Funcionamiento de la vlvula

La vlvula en estudio, corresponde a una vlvula distribuidora de corredera 4/2,lo que significa que posee 4 vas (A, B, P y T) y 2 posiciones (con el conmutador hacia laderecha y con el conmutador hacia la izquierda).

En la primera posicin (figura 1) el conmutador comunica la lnea de presin Pcon la lnea de trabajo A y la lnea de trabajo B queda comunicada con tanque T, por lo tanto elfluido que proviene de la bomba se dirige hacia A y el fluido de B retorna al tanque o depsitodel sistema.

En la segunda posicin (figura 2) ocurre exactamente lo contrario, la lnea depresin P queda comunicada con la lnea de trabajo B y la lnea de trabajo A se comunica contanque T.


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Clasificacin de las vlvulas direccionales

SISTEMA DE ASIENTO SISTEMA DE CORREDERA

A B

P TFigura 1

A B

P TFigura 2

VALV. DE ASIENTO

VALV. DE CORREDERA

Esfrico

Disco Plano

Longitudinal

Corredera y Cursor

Giratoria


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Centros de las vlvulas direccionales

Centro cerrado

En este tipo de centro, todas las vas permanecen cerradas, lo que impide, porejemplo, mover el vstago del cilindro manualmente. Adems ya que la lnea de presin estcerrada el fluido no encuentra ms alternativa que seguir al estanque a travs de la vlvula deseguridad. Esta situacin origina lo siguiente: el aceite debe vencer la resistencia que opone elresorte de dicha vlvula por lo cual se eleva la presin hasta el nivel mximo, punto en el cual lavlvula se abre y permite la descarga de la bomba a alta presin.

Centro Tandem

Aqu, en la posicin central de la vlvula direccional, se bloquean lasconexiones de trabajo, por lo tanto el sistema no puede ser movido manualmente.

Por otro lado, las conexiones de presin y tanque, estn comunicadas, lo quepermite que la bomba en esta posicin descargue directamente al depsito y a baja presin.

La reaccin del sistema, cuando se ubica en una posicin de trabajo es por lotanto mas lenta que en el caso anterior.

Centro flotante

La posicin central de la vlvula direccional, mantiene comunicadas las lneasde trabajo con la lnea de tanque, por lo que se encuentran a baja presin, el vstago puede serdesplazado manualmente.

La conexin de presin se encuentra bloqueado por lo que el aceite no tiene masalternativa que seguir hacia el depsito a travs de la vlvula de seguridad, elevndose por lotanto la presin y se dice entonces que la bomba descarga a alta presin.

Centro Abierto

En este caso todas las vas estn comunicadas, lo que significa en otras palabras,comunicadas con la lnea de tanque, es decir, a baja presin. Dada esta situacin, la bombadescarga tambin a baja presin.

La reaccin del sistema es ms lenta que en todos los casos anteriores.

P R

A B

P R

A B

P R

A B

A B

P R


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3.3.2. ACCIONAMIENTO DE LAS VLVULAS

Estos estn referidos a la forma o el medio que se utiliza para desplazar elconmutador dentro de la vlvula o el elemento de cierre. Pueden ser mecnicos (como muelles,rodillos, rodillos abatibles), manuales (pulsadores, palancas, pedales) y adems accionadoshidrulicamente.

En los accionamientos del tipo mecnico y manual, es necesario aplicar unafuerza directamente sobre el conmutador ya sea con palancas resortes o pedales, entre otros, encambio en los accionamientos hidrulicos es la presin de un fluido que acta sobre elconmutador la que genera la fuerza necesaria para provocar el desplazamiento, por otro ladopuede generar tambin fuerza, la depresin del fluido para desplazar el conmutador.

3.3.3. VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL

Las aplicaciones de los reguladores de caudal (tambin reguladores de flujo) noestn limitadas a la reduccin de la velocidad de los cilindros o actuadores en general, puesadems tienen gran aplicacin en accionamientos retardados, temporizaciones, impulsos, etc.

Los reguladores de caudal pueden se unidireccionales y bidireccionales.

En los reguladores bidireccionales el flujo es regulado en cualquiera de las dosdirecciones. Tienen su principal aplicacin cuando se precisa idntica velocidad en uno y otrosentido del fluido.

Hay otros casos en los que se precisa que la vena fluida sea susceptible deregularse en una direccin, pero que quede libre de regulacin en la direccin contraria. Enestos casos se recurre al empleo de reguladores de caudal unidireccionales.

Las vlvulas reguladoras bidireccionales, representan en palabras simples, unaestrangulacin en el conducto por el cual fluye el fluido, con lo cual se le restringe el paso, sinembargo la vlvula de regulacin unidireccional, est constituida a su vez, por otras dos

vlvulas; una de retencin y otra que permite regular el caudal.

3.3.4. VALVULAS DE PRESION

Las vlvulas de presin ejercen influencia sobre la presin del fluido o bienreacciona frente a valores de presin determinados.

Las principales vlvulas de presin son:

1. Vlvula reguladora de presin (reductora de presin)

Las vlvulas reguladoras de presin reducen la presin de entrada hasta alcanzar el valor deuna presin de salida previamente ajustada.


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2. Vlvulas limitadoras de presin (o Vlvulas de seguridad)

Estas vlvulas permiten ajustar y limitar la presin en un sistema hidrulico. La presin demando es consultada en la entrada (P) de la vlvula.


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Las vlvulas limitadoras de presin funcional segn el siguiente principio:La presin de entrada (p) acta sobre la superficie del elemento de cierre de la vlvula ygenera la fuerza F = p1.A1

Si la fuerza de la presin de entrada es superior a la fuerza del muelle la vlvula empiezaabrir. Entonces, una parte del caudal fluye hacia el depsito. Si la presin de entradacontina subiendo, la vlvula sigue abriendo hasta que la totalidad del caudal de transportefluye hacia el depsito.

3. Vlvula de secuencia (control de presin)

Estas vlvulas permiten ajustar un valor de presin a partir del cual se quiere trabajar en unaparte del circuito.

3.4. FILTROS

Para prolongar la vida til de los aparatos hidrulicos es de vital importanciaemplear aceites limpios, de buena calidad y no contaminado. La limpieza de los aceites se puede

lograr reteniendo las partculas nocivas o dainas y efectuando los cambios de aceite en lasfechas y periodos que establecen los fabricantes o que determinan las especificaciones tcnicasdel aceite y/o elementos del circuito.

Los elementos que constituyen contaminantes para el aceite pueden ser entre

otros:

Agua cidos Hilos y fibras Polvo, partculas de junta y pintura Partculas desprendidas de los elementos mecnicos

y el elemento que debe retener estos contaminantes es el filtro.

Para evitar que los aceites entren en contacto con elementos contaminantes;puede procurarse lo siguiente:


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1. En reparaciones, limpiar profusamente2. limpiar el aceite antes de hacerlo ingresar al sistema3. cambiar el aceite contaminado peridicamente4. contar con un programa de mantenimiento del sistema hidrulico5. cambiar o limpiar los filtros cuando sea necesario

Elementos filtrantes

La funcin de un filtro mecnico es remover la suciedad de un fluido hidrulico.Esto se hace al forzar la corriente fluida a pasar a travs de un elemento filtrante poroso quecaptura la suciedad.

Los elementos filtrantes se dividen en dos tipos: de profundidad y de superficie.

Elementos tipo profundidad

Los elementos tipo profundidad obligan al fluido a pasar a travs de muchascapas de un material de espesor considerable. La suciedad es atrapada a causa de la trayectoriasinuosa que adopta el fluido.

El papel tratado y los materiales sintticos son medios porosos comnmenteusados en elementos de profundidad.

1. Papel micronic. Son de hoja de celulosa tratada y grado de filtracin de 5 a 160. Losque son de hoja plisada aumenta la superficie filtrante.

2. Filtros de malla de alambre. El elemento filtrante es de malla de un tamiz ms o menosgrande, normalmente de bronce fosforoso.

3. Filtros de absorcin. As como el agua es retenida por una esponja, el aceite atraviesa elfiltro. Son de algodn, papel y lana de vidrio.

4. Filtros magnticos. Son filtros caros y no muy empleados; deben ser estosdimensionados convenientemente para que el aceite circule por ellos lo mas lentamenteposible y cuanto mas cerca de los elementos magnticos mejor, para que atraigan laspartculas ferrosas

Elementos de tipo superficie

En un elemento filtrante tipo superficie la corriente de fluido tiene una

trayectoria de flujo recta, a travs de una capa de material. La suciedad es atrapada en lasuperficie del elemento que est orientada hacia el flujo del fluido.

La tela de alambre y el metal perforado son tipos comunes de materiales usadosen los elementos de superficie.

Grados de filtracin

Las partculas de suciedad se miden en m y en concordancia con ello tambin se indica elgrado de filtracin. Dicha graduacin se clasifica de la siguiente manera


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Grado absoluto de filtracin:Indica el tamao de la partcula ms grande que puede atravesar el filtro

Grado nominal de filtracin:Las partculas del tamao nominal de los poros son retenidas por el filtro despus devarios pasos

Dimensin media de poros:Unidad para el tamao promedio de los poros de un filtro segn la frmula dedistribucin de gauss

ValorIndica la diferencia de la cantidad de partculas de un determinado tamao que se

encuentra en el lado de entrada y en el lado de salida del filtro.

Grado de filtracin

recomendado x en

m, siendo x = 100

Tipo de sistema hidrulico

12 Para impurezas finas en sistemas altamente sensibles con gran

fiabilidad; preferentemente en aviacin y laboratorios

25 Para sistemas de mando y control sensibles y de alta presin; con

frecuencia en la aviacin, robots industriales y mquinas herramientas

510 Para sistemas hidrulicos de alta calidad y fiabilidad con previsible

larga vida til de sus componentes

1020 Para hidrulica general y sistemas hidrulicos mviles; presiones

medianas y tamaos intermedios.

1525 Para sistemas de baja presin en la industria pesada o para sistemas de

vida til limitada

20 - 40 Para sistemas de baja presin con holguras grandes

Tipo de Filtracin

Filtracin del aceite de descarga:

Los filtros para el aceite de descarga son montados directamente sobre el depsito deaceite. El cuerpo y el cartucho del filtro tienen que poder resistir picos de presin que se

producen cuando se abren repentinamente vlvulas grandes, o tienen que estar provistosde una vlvula de desviacin de respuestas rpida que dirija el aceite directamente haciael depsito.


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Parmetros importantes:

Presin de funcionamiento Segn el tipo, hasta mx. 30 barCaudal Hasta 1300 l/min (en filtros incorporables al depsito)

Hasta 3900 l/min (en filtros grandes para tuberas)Grado de filtracin 10 25 mDiferencia max.De depresin p

Hasta 70 bar, segn el tipo de cartucho

Filtracin del aceite de aspiracin:

Estos filtros se hallan en la lnea de aspiracin de la bomba; con ello, el fluidohidrulico es aspirado del depsito a travs del filtro.

Grado de filtracin: 60100m.Este tipo de filtro se utiliza preferentemente en sistemas hidrulicos que no ofrecengarantas en relacin con la pureza del aceite en el depsito. Su funcin principal

consiste en proteger la bomba y tienen un bajo rendimiento de filtracin ya que permiteel paso de partculas de 0,06 a 0,1 mm. Adems dificultan la aspiracin del aceite por labomba debido a una considrale disminucin de la presin. Esta es la razn por la queestos filtros no pueden tener una mayor grado de filtracin, ya que en ese caso generarauna depresin en la bomba con el consecuente efecto de cavitacin.

Filtro de presin:Estos filtros estn ubicados en la tubera de impulsin del sistema hidrulico delante deelementos son sensibles a la suciedad, como por ejemplo vlvulas o reguladores decaudal. Este filtro tiene que ser muy resistente, ya que est expuesto a la presin detrabajo mxima.

Parmetros importantes

Presin de funcionamiento Hasta 420 barCaudal Hasta 330 l/minGrado de filtracin 3 5 mDiferencia mx.De depresin p

Hasta 200 bar, segn el tipo de cartucho


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Perdida de presin:

Cualquier filtro provoca una perdida de presin. En este sentido, pueden aplicarse los siguientes

criterios orientativos:

- Filtro de presin: p 1 hasta 1,5 bar- Filtro de descarga p 0,5 bar- Filtro de aspiracin p 0,05 a 0,1 bar


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3.5. SIMBOLOGIA

3.5.1. LINEAS

Lnea slida - Principal ____________

Lnea interrumpida - Piloto

----------------------

Lnea punteada - Escape o lnea de drenaje

--------------------

Lnea de centrosBloques o conjuntos

Lneas cruzadas (no es necesario hacer lainterseccin en un ngulo de 90)

Unin de lneas

Lnea flexible Flechas (cualquier flecha que cruza un smbolo a45 indica ajuste o regulacin)


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3.5.2. BOMBAS

Dispositivo rotatorio bsico Dispositivo rotatorio con puertos

Bomba unidireccional de caudal constante Bomba bidireccional de caudal constante

Bomba unidireccional de caudal variable Bomba bidireccional de caudal variable

3.5.3. MOTORES HIDRAULICOS

Motor unidireccional de desplazamiento constante Motor bidireccional de desplazamiento constante

Motor unidireccional de desplazamiento variable Motor bidireccional de desplazamiento variable

3.5.4. VALVULAS DIRECIONALES

Una posicin Dos posiciones

Tres posiciones Posicin de paso abierto

Posicin de Bloqueo de flujo Conexiones (pequeos segmentos en losrectngulos)

Vlvula 2 vas 2 posiciones (2/2) normalmentecerrada

Vlvula 2 vas 2 posiciones (2/2) normalmenteabierta

A

P

A

P


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Vlvula 4 vas 2 posiciones (4/2) Vlvula 5 vas 2 posiciones (5/2)

Vlvula 4 vas 3 posiciones (4/3) Centro cerrado Vlvula 4 vas 3 posiciones (4/3) Centro tandem

Vlvula 4 vas 3 posiciones (4/3) Centrosemiabierto

Vlvula 4 vas 3 posiciones (4/3) Centro abierto

3.5.5. ACCIONAMIENTO DE VLVULAS DIRECCIONALES

3.5.5.1. Manuales

Pulsador Manual

Pedal Palanca

3.5.5.2. Mecnicos

Resorte Rodillo

Rodillo abatible Enclavamiento

P R

A

P R

A

P R

A B BA

R RP

P R

A B

P R

A B

P R

A BA B

P R


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3.5.5.3. Elctrico

Simple solenoide (1 sentido) Doble solenoide (1 sentidos)

Doble solenoide (2 sentidos)

3.5.5.4. Neumtico

Directo por presin Indirecto por presin

Directo por depresin Indirecto por depresin

3.5.5.5. Hidrulico

Directo por presin Indirecto por presin

Directo por depresin Indirecto por depresin

3.5.5.6. Otras vlvulas

Vlvula reguladora de caudal bidireccional Vlvula reguladora de caudal bidireccionalregulable

Vlvula reguladora de caudal unidireccional Vlvula antirretorno


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Vlvula reductora de presin Vlvula limitadora de presin accin directa

Vlvula limitadora de presin, accin indirecta


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IV.MAGNITUDES FSICAS

PRESION

MAGNITUDES FSICAS


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POTENCIA


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V. FALLOS MS COMUNES EN HIDRULICA

Los sistemas hidrulicos no requieren de un trabajo extremadamente complejopara su mantenimiento y conservacin, puesto que en ambos casos, se cuenta con medioslubricantes que protegen los elementos y accesorios de dichos sistemas.

Cualquier sistema hidrulico puede daarse, ya sea por hacerlo trabajar a unavelocidad excesiva, por permitir que se caliente demasiado, por dejar subir en exceso la presin,o por dejar que el fluido se contamine.

Un correcto mantenimiento de estos sistemas evitar que se produzcan averaso daos. Atendindose a un programa de cuidados peridicos se evitan muchos inconvenientesy deterioros. De sta forma y corrigiendo pequeos problemas se puede evitar la ocurrencia degrandes averas.

Lo primero que un mecnico debe hacer, es determinar en forma precisa elmodo en que se presenta la avera. Con lo cul le ser fcil determinar si sta obedece a causasde tipo mecnicas, hidrulicas o elctricas.

Si se realiza una comprobacin sistemtica y terica, se puede ir rodeando laavera hasta controlar el punto que se cree es la causa.

Se pueden distinguir:

1.- Averas de la secuencia y direccin de los movimientos de trabajo.2.- Averas en las velocidades y regularidad de los movimientos de trabajo

En el caso primero, la causa radica principalmente en averas del mando(sistema electrnico o elementos hidrulicos del pilotaje)

En el segundo caso, dependen del caudal (bombas, compresores y reguladoresde caudal) y del fluido (aceite, aire e impurezas en stos)

5.1. FALLOS EN BOMBAS Y MOTORES

La bomba o el motor hacen ruido

Puede deberse a:

Ingreso de aire a la aspiracin Obstruccin en el tubo de aspiracin Filtro de aspiracin tapado

Nivel de aceite bajo Bomba o motor con piezas gastadas

La bomba o el motor se calientan

Puede deberse a:

Refrigeracin deficiente Cavitacin Obstruccin en el circuito Presin muy alta Velocidad de giro elevada


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La bomba no entrega caudal o lo hace en forma deficiente

Puede deberse a:

rbol de la bomba roto Entrada de aire en la aspiracin Nivel de aceite bajo Sentido de giro invertido Filtro obstruido Bomba descebada

Fugas en la bomba o motor

Puede deberse a:

Estanqueidad deficiente de los sellos y juntas Fugas en el cuerpo Piezas gastadas

La bomba o motor no gira

Puede deberse a:

Llega poco caudal Fugas internas Carga inadecuada Motor o bomba inadecuada

Roturas de piezas internas

Puede deberse a:

Presin de trabajo excesiva Agarrotamiento por falta de lquido Abrasivos no retenidos por el filtro

El motor gira ms lento que el caudal que le llega

Puede deberse a:

Fugas internas Presin baja de entrada Temperatura muy elevada

Desgaste excesivo de bombas y motores

Puede deberse a:

Abrasivos o barros en el lquido Exceso o falta de viscosidad Presin muy elevada de trabajo Desalineamiento del eje de la bomba o motor


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5.2. FALLOS EN VLVULAS

Vlvula reguladora de presin

Regulador no regula o ajusta slo a presin excesiva

Puede deberse a:

Muelle roto Muelle agarrotado Muelle desgastado

Falta de presin

Puede deberse a:

Orificio equilibrador obstruido Holgura en el mbolo mbolo agarrotado Muelle agarrotado Partculas que mantienen parcialmente abierta la vlvula Cono o asiento gastado o en mal estado

Sobrecalentamiento del sistema

Puede deberse a:

Trabajo continuo a la presin de descarga Aceite demasiado viscoso Fugas por el asiento de la vlvula

Vlvula reguladora de Caudal

Regulador no regula el caudal

Puede deberse a:

Muelle roto Regulador agarrotado Asiento defectuoso Mal estado de vlvula antirretorno

El caudal vara

Puede deberse a:

mbolo agarrotado en el cuerpo de la vlvula Aceite demasiado denso Suciedad del aceite


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Caudal inadecuado

Puede deberse a:

Vlvula mal ajustada Carrera del pistn de la vlvula restringida Canalizacin u orificios obstruidos Aceite muy caliente

Vlvula de retencin

Fugas

Puede deberse a:

Juntas en mal estado Conexiones flojas Asientos defectuosos

Vlvula agarrotada

Puede deberse a:

Contrapresin en drenaje Asiento defectuoso No hay drenaje

Vlvulas distribuidoras

El distribuidor se calienta

Puede deberse a: Temperatura elevada del aceite Aceite sucio Carrete agarrotado Avera en el sistema elctrico

Distribucin incompleta o defectuosa

Puede deberse a:

Conmutador con holgura o agarrotado Presin de pilotaje insuficiente

Electroimn quemado o defectuoso Muelle de centrado defectuoso Desajuste del mbolo o conmutador

El cilindro se extiende o retrae lentamente

Puede deberse a:

El mbolo de distribucin no se centra bien El mbolo de distribucin no se corre al tope Cuerpo de vlvula gastado Fugas en el asiento de la vlvula


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Fugas en la vlvula

Puede deberse a:

Juntas defectuosas Contrapresin en el drenaje Ralladuras en el conmutador y/o asiento de la vlvula Conexiones defectuosas

Carrete o conmutador agarrotado

Puede deberse a:

Suciedad o contaminacin en el fluido Aceite muy viscoso Juntas en mal estado Ralladuras

5.3. FALLOS EN FILTROS

Filtracin inadecuada

Puede deberse a:

Filtro obstruido Filtro inadecuado Mantenimiento inadecuado Exceso de suciedad en el aceite Al estar el conducto tapado se abre la VLP y el aceite pasa sin filtrar

5.4. FALLOS EN CONECTORES Y TUBERAS

Vibraciones

Puede deberse a:

Caudal pulsatorio de la bomba Aire en el circuito Regulacin de la presin inestable Cavitacin

Tuberas mal fijadas

Mala estanqueidad

Puede deberse a:

Juntas desgastadas o mal instaladas Conectores flojos o sueltos Mala instalacin Tubera con tensiones.


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VI.EJERCICIO

Aplicaciones hidrulicas

Ejercicio1:

a) Indica 2 ventajas de la hidrulica sobre la neumticab) Da 1 ejemplo prctico de utilizacin de la hidrulica

Principio fsico (Unidades, Fuerza, Presin y caudal)

Ejercicio 2.:

Realiza los siguientes cambios de unidades: (1 pt)a) 500 mm mb) 5000 cm2 m2c) 5 Kg N

d) 5 bares: Pascalese) 5 pascales N/m2f) 50 pascales Kg/m2g) 5 l/min l/sh) 0,5 m3 dcm3

Disponemos de un cilindro cuyo mbolo tiene un dimetro 2,5 cm. El aceite hidrulico de lainstalacin se inyecta a una presin de 85 bares.

Se pide):i) Calcular la fuerza que desarrolla el cilindro en el avance (expresar el resultado

en Newtons y en Kilos) (0,5 pts)j) Qu volumen de aceite se ha inyectado si el recorrido del vstago es de 120

mm? (expresar el resultado en litros y m3)

k) Calcular el caudal necesario para que el cilindro salga en 10s (expresar elresultado en litros/min)

Calcular el caudal de:

l) Una instalacin hidrulica donde el volumen entregado por la bomba hidrulicaen un minuto es de 40 litros.

m) Una instalacin hidrulica cuyas tuberas tienen un dimetro de 5 mm y elfluido atraviesa las mismas con una velocidad de 0,75 m/s.

n) Calcular el volumen desprendido por un grifo que queda abierto 10s y que tieneun caudal de 4,2 l/min

o) Calcular el tiempo necesario para rellenar una piscina que tiene 105 l con ungrifo que tiene un caudal de 4,2 l/min


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p) Determinar la velocidad de desplazamiento del liquido en una tubera si sucaudal es de 4,2 l/min y la seccin de tubo de 0,28 cm2

q) Calcular el caudal que debe producir la fuente de energia para que un cilindrode seccin 8 cm2, 10 cm de desplazamiento salga en 1 minuto?

Principio de los circuitos hidrulicos(Ley de Pascal, Ley de continuidad, Teorema de Bernoulli)

Ejercicio 3.: Multiplicacin de fuerzas

Disponemos de un gato hidrulico que queremos

utilizar para levantar un coche. El coche que

debemos levantar tiene un peso de 1500 Kg.

Cul es la magnitud de la fuerza F1 que acta

sore el embolo?

Magnitudes conocidas:Mc = 1500 KgA1=40 cm2

A2 = 1200 cm2

Constatamos que F1 es demasiado grande para se accionada por una palanca manual.

Si F1 = 100 , Cul deber ser la superficie A2 del embolo?

Queremos pues calcular la cantidad de palancas que deberemos dar para levantar el

coche de 0,5 m altura suficiente para poder cambiar la rueda si utilizamos un gato

hidrulico (ver esquema adjunto) y aplicando las fuerzas anteriores.

Magnitudes conocidas (Caso 1) Magnitudes conocidas (Caso 2)

A1 = 40 cm2 A1 = 40 cm2A2 = 1200 cm2 A2 = 6000 cm2s1 = 15 cm s1 = 15 cm

Con s1 el desplazamiento de la palanca y del embolo respectivamente del gatohidrulico.


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En el caso de un cilindro de doble efecto es posible que surjan presiones demasiado

elevadas por efecto de multiplicacin si se bloquea la evacuacin de la salida del

lquido.

Magnitudes conocidas (Caso 1) Magnitudes conocidas (Caso 2)p1 = 10 bar p1= 20 barA1 = 8 cm2 p2 = 100 barA2 = 4,2 cm2 A1 = 8 cm2

Calcular las presin p2 resultante si se bloquea la salida?

Ejercicio 4: Ley de continuidad

Determinar el caudal que fluye por esta tubera conociendo las siguientes magnitudes:

v1 = 4 m/s

v2 = 100 m/s

A1 = 2 cm2

A2 = 0,08 cm2

Determinar la velocidad del flujo v1 en el conducto de alimentacin y la velocidad v2

de avance del cilindro

Q = 10 l/min

d1 = 6mm

d2 = 32 mm


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Ejercicio 5: Energa y Potencia

1. Energa potencial

La Energia potencial (J) se calcula:

W = m.g.h

Con

m = masa (Kg)

g = gravedad (9,81 m2/s)

h = altura del liquido (m)

Calcular para las siguientes magnitudes la energa

potencial:

m = 100 Kgg = 9,81 m/s2

h = 2m

2. Energa de presin

La Energa de presin (J) se calcula

W = p .V

Con

P = presin (Pa)

V = variacin del volumen (m3)

La energa de presin corresponde a la energa

absorbida para la compresin del lquido. La

compresin asciende a 1 - 3% del volumen en

consecuencia se trata de una compresin relativamente pequea.

La energa de presin es el resultado de la presin que el fluido opone a la

compresin

Calculo del la Energa de presin a partir de los siguientes datos:P = 100 bar

V = 0,001 m3


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3. Energa cintica

La energa cintica viene determinada por lavelocidad del flujo y por la masa

W = m .v2

A partir de las magnitudes conocidas calcular la

energa cintica:

m = 100 Kg

v1 = 4m/s

Hacer el mismo calculo para v2 = 100 m/s

4. Energa trmica

La energa trmica en un sistema hidrulico

es generada debido a la friccin

W = V .p

Con

p = perdidas de presin por friccin

A partir de las magnitudes fsicas conocidas

calcular la energa trmica:

p = 5.10

5

PaV = 0,1 m3

POTENCIA

La potencia hidrulica viene determinada por la presin y el caudal volumtrico

P = p . Q

P = potencia (W = N/s)p = presin (Pa)Q = caudal (m3/s)


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Calcular la potencia del siguientes sistema

p = 60 bar

Q = 4,2 l/min

Si tenemos la potencia y el caudal del sistema, cual seria su presin?

P = 315 W

Q = 4,2 l/min

De la misma manera se podra calcular el caudal que da un sistemaP = 150 W

p = 45 bar

REGIMEN DE CIRCULACIN DE LOS FLUIDOS

El caudal puede ser laminaro turbulento

Si el caudal es laminar el lquido fluye en el tubo en capas cilndricas y ordenadas. Apartir de determinada velocidad (Velocidad crtica), las partculas del fluido ya noavanzan en capas ordenadas (Forman remolinos). El caudal se vuelve turbulento ypierde energa trmica (por friccin).


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El coeficiente de Reynolds (Re) permite calcular el tipo de caudal que fluye por el tuboliso. Dicho coeficiente est en funcin de los siguientes parmetros:

Velocidad del flujo del lquido v (m/s) El dimetro del tubo d (m) La viscosidad cinemtica n (m2/s)

n

dv.

ReTendremos:

un flujo laminar si Re < 2300 un flujo turbulento si Re > 2300

El valor 2300 es denominado coeficiente crtico de Reynolds (Recrit). Atencin uncaudal turbulento no vuelve de manera inmediata a un rgimen laminar si el valor Re nobaja hasta Recrit.

Ejercicio 5: Cules son los tipos de caudal en los segmentos A1, A3, y A4


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Magnitudes conocidas:v1 = 1 m/sv3 = 4 m/sv4 = 100 m/sn = 40 mm2/sd1 = 10 mmd3 = 5 mmd4 = 1 mm

Ejercicio 6: Actuadotes Hidrulicos

Un cilindro de dimetro interno de 76,2mm y una carrera de 400mm recibe

68 l/min, Cul es la velocidad del vstago del pistn?

Un cilindro con un dimetro interno de 76,2 mm y una carrera de 900mm se

debe extender en un minuto. Qu caudal necesita?

Un cilindro con dimetro interno de 254mm y una carrera de 600mm debe

de mover una carga de 5610 Kg a travs de su carrera, en 3 segundos. Qu

presin hidrulica se debe ejercer sobre el cilindro?, Qu caudal se

necesita?


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VII. BILIOGRAFIA

HIDRULICA NIVEL BSICO

TP-501/2000 Manual de Estudio

FESTO

HIDRULICA

Instituto Universitario De Tecnologa Industrial Automotriz

Carrillo Guerrero, Jhon Alejandro. C.I.V-16420964

Arias Castellanos, Oscar Alfonso. C.I.V-16778794

TECNOLOGIA OLEOHIDRAULICA INDUSTRIAL

Asociacin Potencia Fluidica

AGREGADO HIDRULICO PARA ENSEANZA Y PRCTICAS NG06

Manual de trabajo (Para la enseanza y estudio de los conocimientos bsicos

sobre hidrulica)

Segunda edicin 1995

Editada por Hydraulik Ring, SL

adjuntos_fichero_408731

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