Sistema Hidraulico

SISTEMA HIDRÁULICO

INDICE

1.1 RESUMEN 3

1.2 INTRODUCCIÓN 3

1.3 SISTEMA HIDRÁULICO 4

1.4 TIPOS DE SISTEMAS HIDRÁULICOS 4

1.5 COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRÁULICO 6

1.5.1 BOMBA HIDRÁULICA 6

1.5.2 ACTUADOR HIDRÁULICO 7

1.5.3 VÁLVULAS 7

1.5.4 TUBERÍAS 8

1.5.5 DEPOSITO HIDRÁULICO 9

1.5.6 FILTROS 10

1.5.7 FLUIDO 11

1.5.8 CILINDROS HIDRÁULICOS 11

1.6 CALCULO DEL CILINDRO HIDRÁULICO 11

1.7 FACTORES A CONSIDERAR 15

1.8 CONCLUSIONES 19

1.9 BIBLIOGRFIA 19

1.1 RESUMEN

La siguiente reporte se realiza como trabajo final para la asignatura de Ingeniería de Sistemas, con el fin obtener una calificación aprobatoria, en este reporte se describe a detalle un sistema hidráulico y su funcionamiento del mismo sistema; conociendo a la vez los fundamentos básicos de los elementos que conforman un sistema hidráulico en toda su extensión como sistema, explicando los dos tipos de sistemas hidráulicos que hay, cada uno de sus componentes, así como sus respectivas ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

1.2 INTRODUCCIÓN

La hidráulica es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos, su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los líquidos y las técnicas para la mejor utilización de las aguas.

Un sistema hidráulico es un método de aplicación de fuerzas a través de la presión que ejercen los fluidos. El principio más importante en hidráulica es de Pascal que postula que: La fuerza ejercida sobre un líquido se transmite en forma de presión sobre todo el volumen del líquido y en todas direcciones.

Todas las máquinas de movimiento de tierras, en mayor o menor medida, emplean para su funcionamiento los sistemas hidráulicos. Para el funcionamiento de un sistema hidráulico se necesitan algunos componentes simples que se combinan para formar un circuito hidráulico. Debemos, en principio, basarnos en dos conceptos fundamentales:

Fuerza: es toda acción capaz de cambiar de posición un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto.

Presión: es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo. De ello se deduce la fórmula de Presión = (Fuerza)/ (Superficie). P = F/S; de aquí podemos deducir que Fuerza= (Presión)*(Superficie); y Superficie= (Fuerza)/ (Presión). La presión se mide generalmente en kg/cm2.

1.3 SISTEMA HIDRÁULICO

Paulatinamente el sistema hidráulico ha reemplazado al mecánico, en el accionar de los dispositivos de conducción o control del propio tractor, tales como dirección, freno, traba del diferencial. También se ha incorporado al control o manejo de los implementos a través del enganche de tres puntos y el cilindro de control remoto.

Figura 01. Dibujo normalizado de un circuito hidrulico.

1.4 TIPOS DE SISTEMAS HIDRÁULICOS

Circuito hidráulico de centro abierto: caudal constante, presión variable.

Con el sistema de centro abierto, la bomba es de cilindrada, y por lo tanto el caudal, constante. El sistema se implementa con bombas de tipo engranajes que están accionadas de forma continua. Como la bomba envía de forma permanente un caudal constante se necesita una válvula que limite la presión para que el aceite retorne al depósito. Es decir, si no se requiriese caudal entonces el flujo de aceite se desvía al depósito por la línea de retorno. En el caso de accionar un distribuidor (servicios externos, elevador) la válvula de control orienta el caudal hacia la demanda, siendo la velocidad de respuesta directamente proporcional al caudal de la bomba. La presión subirá entonces hasta alcanzar el valor requerido para la función exigida en el actuador y tras realizar ese trabajo la bomba vuelve a funcionar bajo condiciones de baja presión. Figura 02. Sistema cerrado.

Circuito hidráulico de centro cerrado: caudal variable, presión constante.

El sistema de centro cerrado suministra aceite a la demanda capaz de suplir operaciones simultáneas y con una sola bomba. La implementación de estos circuitos se hace con bombas de caudal variable pero manteniendo la presión. Cuando el circuito no requiere caudal la bomba está en cierto reposo y el aceite no retorna continuamente al depósito mientras que mantiene la presión del aceite en un margen estrecho de variación.

Ventajas de cada sistema:

Sistema abierto:

Más simple

Menor precisión en la construcción de la bomba

Menor costo inicial

Menor costo de reparación

Sistema cerrado:

Mayor rapidez en la respuesta

La bomba trabaja cuando el sistema lo solicita, ahorrando energía

Se utiliza principalmente en tractores con cargadores frontales u otros equipos destinados a trabajos viales o industriales

1.5 COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRÁULICO

Los componentes básicos de un sistema hidráulico son: Bomba, Filtro, Recipiente de almacenamiento de aceite, Válvulas, Actuadores, Fluido hidráulico, todos estos elementos se conectan entre sí por medio de mangueras y tubos.

1.5.1 BOMBA HIDRÁULICA

Las bombas hidráulicas convierten la energía mecánica transmitida por un motor primario (motor eléctrico, motor de combustión interna, etc.) en energía hidráulica. La acción de bombear es la misma para todas las bombas. Se genera un volumen creciente en el lado de la succión y un volumen decreciente en el lado de la presión. En un sistema hidráulico industrial el tipo de bomba que se usa es de desplazamiento positivo, como la bombas de paletas, engranes y pistones.

Figura 03. Bomba hidráulica.

1.5.2 ACTUADOR HIDRÁULICO

Los actuadores son todos aquellos dispositivos capaces de llevar a cabo actividades físicas generando una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas.

Estos actuadores se basan, para su funcionamiento, en la presión ejercida por un líquido, generalmente un tipo de aceite. Las maquinas que normalmente se encuentran conformadas por actuadores hidráulicos tienen mayor velocidad y mayor resistencia mecánica y son de gran tamaño, por ello, son usados para aplicaciones donde requieran de una carga pesada.

1.5.3 VÁLVULAS

Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica. Una válvula es un dispositivo mecánico que consiste de un cuerpo y una pieza móvil, que conecta y desconecta conductos dentro del cuerpo. Según su función las válvulas pueden dividirse en: válvulas distribuidoras, válvulas de bloqueo, válvulas de presión, válvulas de caudal, válvulas de cierre.

Figura 04. Válvula de aguja.

Un ejemplo de los dispositivos mencionados es la válvula de aguja. Después de entrar en el cuerpo de la válvula de aguja, el flujo gira 90° y pasa a través de una abertura que es el asiento de la punta cónica de una barra cilíndrica. En este caso el tamaño del orificio se regula variando la posición relativa de la punta cónica respecto a su asiento. La válvula de aguja es el orificio variable que se usa con mayor frecuencia en los sistemas industriales.

La válvula de alivio es el componente de un sistema hidráulico que limita la presión que el sistema es capaz de usar. Debido al hecho de la incompresibilidad del fluido y el tipo de bombas utilizadas (desplazamiento positivo), la válvula de alivio sirve como protección contra la sobrepresión. la válvula de alivio tiene dos puertos, uno de entrada y salida. Cuando la presión en la entrada es lo suficientemente alta para

...