Transmisiones y controles hidráulicos y neumáticos.
Enviado por Charly Ayala • 1 de Junio de 2016 • Tareas • 4.424 Palabras (18 Páginas) • 1.914 Visitas
Transmisiones y controles hidráulicos y neumáticos
Introducción
Este capítulo es una introducción a la rama de la hidráulica conocida con el nombre de hidráulica industrial o potencia fluida, que constituye hoy una especialidad importante de la ingeniería.
Los fluidos más comúnmente utilizados en este campo son el aceite y el aire: el agua también, aunque cada vez menos. Las transmisiones y controles neumáticos utilizan aire por ser un fluido abundante, que además puede descargarse directamente a la atmosfera. Las transmisiones hidráulicas utilizan tres clases de fluidos: aceites derivados del petróleo, fluidos sintéticos y agua.
Principio de Pascal
Los fundamentos de la hidráulica se basan en dos principios fundamentales de la física, a saber:
• Principio de Pascal: el cual expresa que la presión que ejerce un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido
La hidráulica industrial nace en el siglo xvii con Pascal, que formula su famoso principio: La presión en un punto de un fluido en reposo es igual en todas las direcciones.
Corolario 1: la presión que se ejerce sobre un líquido en reposo en un punto es transmitida por el a todos los puntos sin disminución.
Corolario 2: La presión en todos los puntos situados en un mismo plano horizontal de un líquido en reposo es idéntica.
La aplicación técnica de este principio físico fue escasa hasta que se resolvió el problema de la estanqueidad de un embolo en su cilindro, sin cuya solución resultaba imposible trabajar a presión un poco elevadas.
• Principio de Bernoulli: expone que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.
La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes: cinética (que es la energía debida a la velocidad que posee el fluido), potencial o gravitacional (que es la energía debido a la altitud del fluido), y una energía que podríamos llamar de "flujo" (que es la energía que un fluido contiene debido a su presión).
En la siguiente ecuación, conocida como "Ecuación de Bernoulli" expresa matemáticamente este concepto:
v2·ρ | |
+ P + ρ·g·z = constante | |
2 |
siendo,
v la velocidad del fluido en la sección considerada;
ρ la densidad del fluido;
P es la presión del fluido a lo largo de la línea de flujo;
g la aceleración de la gravedad;
z la altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.
Evolución del esquema básico de pascal al esquema de una transmisiónhidráulica moderna
La evolución de la aplicación del principio básico de Pascal puede verse en los diez esquemas siguientes:
- Fig. 28-1: Sobre los émbolos de área transversal A1 y A2 actúan los pesos W1 y W2.
[pic 1]
Se tiene [pic 2]
Por el principio de Pascal 28-1[pic 3]
Luego 28-2[pic 4]
Siendo iguales los volúmenes desplazados por uno y otro cilindro A1L1=A2L2
Se tendrá 28-3[pic 5]
- Fig. 28-2: La presión p se ejerce más cómodamente mediante una palanca y utilizando un brazo de palanca largo puede multiplicarse adicionalmente la fuerza aplicada.
[pic 6]
- Fig. 28-3: El cilindro pequeño se sustituye por una bomba hidráulica. Según la Ec. 28-2 para aumentar la fuerza transmitida conviene hacer la relación A1/A2 grande; pero entonces, según la Ec. 28-3 la longitud del cilindro menor seria desmesuradamente grande.
[pic 7]
- Fig. 28-4: La bomba se acciona con un motor.
[pic 8]
- Fig. 28-5: Transmisión hidráulica que consta de: bomba accionada por motor eléctrico-circuito de interconexión- motor hidráulico con su carga.
[pic 9]
- Fig. 28.6: Esquema de circuito con acumulador.
[pic 10]
Estas transmisiones utilizan bombas y motores de desplazamiento positivo en los cuales el caudal es: Q=Dn/60 m3/s, SI
Primera Formula Fundamental de las Transmisiones Hidrostáticas
[pic 11]
Segunda Formula Fundamental de las Transmisiones Hidrostáticas
[pic 12]
- Fig. 28-7: Esquema con válvulas de seguridad, bombas y motor de desplazamiento fijo:
La válvula de seguridad evita las sobrepresiones en el circuito descargado el aceite en el tanque.
[pic 13]
- Fig. 28-8: Esquema con válvulas de seguridad, válvula de estrangulamiento, bomba y motor de desplazamiento fijo.
La válvula limitadora de presión es regulable y protege el circuito contra la sobrecarga que pueda producirse en el motor hidráulico, y la válvula de estrangulamiento regula la velocidad del motor.
[pic 14]
Fig. 28-9: Esquema con bomba de desplazamiento variable y motor de desplazamiento constante. Variando el desplazamiento de la bomba de cero al máximo la velocidad del motor variara de cero a un máximo. Que valdrá.
[pic 15]
[pic 16]
- Fig. 28-10: Esquema con bomba y motor de desplazamiento variable. La Ec. 28-5 demuestra que teóricamente este circuito es el más versátil de todos, logra cualquier velocidad en el motor desde cero hasta el infinito.
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[pic 18]
Los sistemas hidráulicos, objeto de estudio de este tutorial, constituyen una de las formas tecnológicas que actualmente empleamos para la transmisión de potencia en máquinas. Todo sistema hidráulico está compuesto de los siguientes elementos principales:
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