Guias de hidraulica FESTO - Soluciones.pdf

Seccin C Soluciones

Solucin 1: Torno automtico C-3

Solucin 2: Dispositivo elevador de paquetes C-5

Solucin 3: Prensa de embuticin C-9

Solucin 4: Dispositivo alimentador de una calandria C-13

Solucin 5: Horno de templado C-17

Solucin 6: Control de la puerta de un horno C-21

Solucin 7: Dispositivo tensor C-25

Solucin 8: Puerta de almacn frigorfico C-31

Solucin 9: Estacin de mecanizado giratoria C-35

Solucin 10: Cabina de pintura C-39

Solucin 11: Mquina grabadora C-43

Solucin 12: Rectificadora de superficies C-47

Solucin 13: Mquina de taladrar C-57

Solucin 14: Puerta de proteccin C-63

Solucin 15: Rampa de carga de un transbordador C-67

Solucin 16: Carga y descarga de contenedores C-71

Solucin 17: Prensa de encolado C-75

Solucin 18: Dispositivo de montaje C-77Solucin 19: Clculos para un dispositivo de montaje C-81Solucin 20: Contenedor basculante C-83

C-1Soluciones

TP501 Festo Didactic

C-2 Soluciones


Solucin 1: Torno automtico

q

P T

Ts

MEsquema del circuito hidrulico

2

1

3

4

P T

Ts

MMontaje prctico,hidrulico

Elemento Cant. Descripcin

1 1G Grupo hidrulico

2 1 Manmetro

3 1 Vlvula de cierre

4 1 Sensor de caudal

3 Manguera flexible Lista de componentes

C-3Solucin 1


MECATRONICAHighlight


Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2007For Evaluation Only.

Una vez montado el circuito hidrulico, la vlvula (3) debe abrirse com-pletamente. A continuacin, cerrar lentamente la vlvula para establecerel primer valor p como se indica en el manmetro (2). La presin mxi-ma alcanzable es de 60 bar, controlada por una vlvula limitadora depresin incorporada en la bomba y que se halla fijada a este valor.

Descripcin de la solucin

Evaluacin

A medida que sube la presin, el caudal de la bomba desciende li-geramente. En teora, la curva caracterstica de la bomba debera seruna lnea recta. El descenso en el caudal de la bomba es debido a lasfugas internas, que aumentan a medida que sube la presin.La relacin entre el caudal medido de la bomba y el caudal tericoque suministra, es el rendimiento volumtrico efectivo de la bomba.

Conclusiones

Por razones tcnicas, el valor real registrado en este ejercicio es elconsumo de potencia del motor elctrico o la apertura prematura dela vlvula limitadora de presin. La bomba est dimensionada parauna presin mxima de 250 bar (vase la ficha tcnica). Para alcan-zar esta presin se necesitara un motor elctrico con una potenciaadecuada. Sin embargo, esto no sera significativo, ya que los ejerci-cios se realizan con una presin mxima de 60 bar.

Nota

Presin delsistema p 15 20 25 30 35 40 45 50 bar

Caudal q 2,33 2,31 2,29 2,28 2,26 2,24 2,22 2,20 l/min

0 10 20 30 40 50

0

1.0

2.0

3.0

(l/min)

p

q

(bar)Caracterstica

de la bomba

C-4 Solucin 1








Solucin 2: Dispositivo elevador de paquetes

q

P

T

P T

Ts

M

Esquema del circuitohidrulico

C-5Solucin 2


12

3

4

5

T

P

P T

Ts

M

Vlvula deseguridad de labombap

max = 60 bar

(6000kPa)

Presin del sistemap = 50 bar(5000kPa)(Vlvula 3 cerrada)

Valor medido q en l/min

Montaje prcticohidrulico

Elem. n Cant. Descripcin

1 1 Grupo hidrulico

2 1 Manmetro


4 1 Vlvula limitadora de presin


5 Manguera flexible

2 Derivacin en TeLista de componentes

C-6 Solucin 2


Una vez que el circuito hidrulico ha sido montado y verificado, lavlvula (3) debe estar cerrada y la vlvula limitadora de presin (4)completamente abierta. Poner en marcha el grupo hidrulico y cerrarla vlvula limitadora de presin hasta que el manmetro (2) indique50 bar. Ahora abrir completamente la vlvula de cierre (3) y cerrarlade nuevo en etapas para establecer las presiones especificadas enla tabla; evaluar los caudales asociados. Al mismo tiempo, observarla presin a la cual la vlvula empieza a abrir.


Si, a una presin de 50 bar no se mide un caudal de 2,3 l/min en lavlvula limitadora de presin, ello indica que la vlvula limitadora depresin que se halla montada directamente en la bomba ya est em-pezando a abrir.

Comentario

EvaluacinPresin de trabajo p 35 40 42.5 45 47.5 50 barCaudal q 0 0 0 0.2 1.17 2.15 l/min

35

40

45

0 1 2

50

30

0.5 1.5 2.5 (l/min)

p

q

(bar)Presin mxima

Presin apertura

Caracterstica de la vlvulalimitadora de presin

C-7Solucin 2


Cada vlvula limitadora de presin tiene una cierta presin de aper-tura, en cuyo punto empieza la derivacin del caudal a travs de lavlvula. la diferencia entre la presin de apertura y la presin mxi-ma es de 15 bar en este caso. Cuando se alcanza la presin mxi-ma establecida, todo el caudal de la bomba se descarga a travs dela vlvula limitadora de presin.

Conclusiones

Para registrar la caracterstica, tambin puede utilizarse una vlvulalimitadora de presin pilotada. Debido al bajo caudal, se obtendr lamisma forma de la curva caracterstica.

Nota

C-8 Solucin 2


Solucin 3: Prensa de embuticin

p1 p2

P T

Ts

M

q

P

T

Esquema del circuito hidrulico

C-9Solucin 3


16

7

8

9

2

4

5

3

2.1 2.2

10

P T

Ts

M

P

T

p

A B

P

T

A B

P T

A B

P T

Presin del sistemap = 50 bar(5000kPa)

Montaje prctico,hidrulico

C-10 Solucin 3


Una vez montado y verificado el circuito hidrulico, la vlvula de cie-rre (5) debe cerrarse y la vlvula limitadora de presin (3) debeabrirse completamente. Poner en marcha el grupo hidrulico y cerrarla vlvula limitadora de presin hasta que el manmetro (2) indique50 bar. A continuacin realizar la serie de mediciones especificadasen la tabla. Ajustar el caudal por medio de la vlvula reguladora decaudal (4) y medirlo con el sensor de caudal (10).


Para la medicin de presiones en los elementos 2.1 y 2.2, se reco-mienda utilizar sensores de presin.

Nota

Elemento Cantidad Descripcin

1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro


4 1 Vlvula reguladora de caudal



7 1 Vlvula estranguladora

8 1 Vlvula de 4/2 vas



7 manguera flexible

3 Derivacin en Te Lista de componentes

C-11Solucin 3


p2.1 = Presin antes del componentep2.2 = Presin despus del componente

Evaluacin

Cuando se dobla en caudal, la diferencia de presin aumenta en unvalor incluso mayor que este. La resistencia hidrulica aumenta. Estaprdida de presin significa una prdida de potencia.

Conclusiones

ComponenteCaudal

ql/min

Presinp2.1bar

Presinp2.2bar

Diferenciade presin

p bar

Limitadora depresin,totalmenteabierta

2

1

4,6

1,9

2,5

1,0

2,1

0,9

Estranguladoratotalmenteabierta

2

1

4,3

1,9

2,5

1,2

1,8

0,7

Vlvula de 4/2vas,P > A

2

1

4,0

1,9

2,5

1,2

1,5

0,7

Tabla de valores

C-12 Solucin 3


Solucin 4: Dispositivo alimentador de una calandria

m

P

T

P T

Ts

MEsquema del circuito hidrulico

C-13Solucin 4





Vlvula de seguridad de labombap

max = 60 bar

(6000kPa)

2

3

6

7

4

5

m

1

P

T

P T

Ts

M



C-14 Solucin 4


Para este ejercicio, el cilindro se atornilla en la placa base, a la iz-quierda de la placa perfilada y se carga con un peso. Cuando elcilindro se halla conectado, es esencial que la conexin superior sehalle unida al depsito. Una vez que el circuito haya sido montado,la VLP (4) primero debe abrirse completamente. A continuacin debeponerse en marcha el grupo hidrulico y debe cerrarse lentamente laVLP (4). Entonces el vstago se desplazar a su posicin final supe-rior. Seguir cerrando la VLP hasta que el manmetro (3) indique50 bar. Ahora detener el grupo hidrulico. Puede demostrarse abrien-do brevemente la vlvula de cierre que la vlvula de antirretorno im-pide que el peso siga descendiendo y que el retorno del fluido hi-drulico durante la carrera de retroceso solamente pueda producirsea travs de la vlvula de 2/2 vas (5).


El vstago del cilindro slo puede retroceder cuando la bomba estparada. Esto se dispone intencionadamente en sistemas como el queaqu se muestra. Esto asegura que el grupo hidrulico puede hallar-se detenido durante largos perodos de inactividad.

Conclusiones


1 1 Grupo hidrulico

2 1 Vlvula de antirretorno (5 bar)3 1 Manmetro



6 1 Cilindro, doble efecto

7 1 Peso

8 Manguera flexible

4 derivacin en Te List de componentes

C-15Solucin 4






C-16 Solucin 4


Solucin 5: Horno de templado

P T

A

P

T

P T

Ts

M

m


C-17Solucin 5


Vlvula deseguridad de la bombap

max = 60 bar

(6000kPa)

3

6

7

2

1

2.1

2.2

P

T

P T

Ts

M

m

A B

P T

5

4



C-18 Solucin 5


Para este ejercicio, el cilindro se atornilla en la placa base, a la iz-quierda de la placa perfilada y se carga con un peso. Cuando elcilindro se halla conectado, es esencial que la conexin superior sehalle unida al depsito. En lugar de una vlvula de 3/2 vas, ahorase utiliza una vlvula de 4/2 vas con una de las salidas tapada.Una vez que el circuito haya sido montado, la VLP (4) primero debeabrirse completamente. A continuacin debe ponerse en marcha elgrupo hidrulico y debe cerrarse lentamente la VLP (4) hasta que elmanmetro 2.1 indique 50 bar. Ahora puede invertirse lentamente lavlvula de 4/2 vas (5), que har que el cilindro avance. El diseode la vlvula hace que, ya que se invierte lentamente, no se abrainmediatamente toda la seccin transversal de la vlvula. Inicialmen-te, el caudal de la bomba al cilindro ser estrangulado. As que lavlvula es devuelta a su posicin inicial, el vstago del cilindro regre-sar a su posicin final inferior. Ahora pueden medirse los valoresespecificados en las tablas.


Evaluacin


1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro

3 1 Vlvula antirretorno


5 1 Vlvula de 4/2 vas, accionada manualmente


7 1 Peso

7 Manguera flexible

3 Derivacin en Te

1 Cronmetro Lista de componentes

Direccin Presin de recorrido Tiempo de recorrido

Carrera de avance 8 bar 1,1 s

Carrera de retroceso 0 bar 1,4 s

C-19Solucin 5


Datos caractersticos necesarios para el clculo:Carga aplicada: FW = 90 N Superficie del mbolo: APN = 2 cm2 Longitud de la carrera: s = 200 mm Caudal de la bomba: q = 2 l/min

Presin de carga: pL = FWAPN

pL = 90 N2 cm2

= 45 Ncm2

= 4,5 bar

Resistencia hidrulica = Presin de recorrido - presin de cargapres = 8 bar 4,5 bar = 3,5 bar

La contrapresin en considerablemente inferior que la resistencia hi-drulica. El movimiento del cilindro puede realizarse solamente si seaplica este caso. El valor de la contrapresin depende de las resis-tencias hidrulicas. Estas son muy bajas cuando el fluido se descar-ga al depsito.

Conclusiones

Velocidad de avance: vadv = q

APN

vadv = 2 l

min2 cm2

=

2000 cm360 s

2 cm2

= 16,67 cms

= 0,17 ms

Tiempo de avance: t = svadv

t = 0,2 m

0,17 ms

= 1,2 s

El tiempo de avance medido, 1,1 s es ligeramente menor que eltiempo calculado. La razn puede ser que el caudal de una bombanueva es algo mayor de 2 l/min.

Conclusiones

C-20 Solucin 5


Solucin 6: Control de la puerta de un horno

P T

A B

P T

Ts

M

P

T


C-21Solucin 6


Elemento Cantidad Descripcin1 1 Grupo hidrulico2 1 Manmetro

2.1, 2.2 2 Sensor de presin3 1 Vlvula limitadora de presin4 1 Vlvula de 4/2 vas, accionada manualmente5 1 Cilindro

6 Manguera flexible2 Derivacin en Te1 CronmetroLista de componentes

P T

A B

P

T

p p

1

2

3

4

2.1

5

2.2

P T

Ts

M


Vlvula deseguridad dela bombap

max = 60 bar


C-22 Solucin 6




Una vez montado y verificado el circuito, debe ponerse en marcha elgrupo hidrulico y debe establecerse la presin del sistema en la vl-vula limitadora de presin a 50 bar. Para medir las presiones de avan-ce y retroceso deberan utilizarse sensores de presin. Los manmetrosfluctan durante el funcionamiento y daran lecturas incorrectas.


Cuando se acciona la palanca de la vlvula de 4/2 vas, el vstago delcilindro avanzar hasta que se suelte la palanca o hasta que el cilindrohaya alcanzado su posicin final. Al soltar la palanca, el vstago delcilindro regresar inmediatamente a su posicin final retrada. Antes demedir las presiones y tiempos, el vstago debe avanzar y retrocedervarias veces para expeler cualquier burbuja de aire que pudiera haberentrado en la cmara del cilindro durante anteriores ejercicios.

Evaluacin

Relacin de superficies: = APNAPR

= 2 cm2

1,2 cm2 = 1,667

Velocidad de avance: vadv = q

APN

vadv = 2 l

min2 cm2

=

2000 cm360 s

2 cm2

= 16,67 cms

= 0,17 ms

Carrera de avance Presin derecorrido

p2.1

Contrapresinp2.2

Tiempo de recorridotadv

2,4 bar 2 bar 1,2 s

Carrera de retroceso Contrapresinp2.1

Presin derecorrido

p2.2

Tiempo de recorridotret

5,3 bar 11 bar 0,8 s

C-23Solucin 6


tiempo de avance: tadv = s

vadv

tadv = 0,2 m

0,17 ms

= 1,2 s

Velocidad de retroceso: vret = q

APR

vret = 2 l

min1,2 cm2

=

2000 cm360 s

1,2 cm2

27,78 cms

= 0,28 ms

Tiempo de retroceso: tret = s

vret

tret = 0,2 m

0,28 ms

= 0,7 s

Relacin de velocidad de recorrido:vadvvret

=

0,17 ms

0,28 ms

= 0,6

Relacin de tiempo de recorrido:tadvtret

= 1,2 s0,7 s = 1,7

La relacin de velocidad de recorrido es igual a la relacin de super-ficies del cilindro. La relacin de velocidades es igual a la inversade la relacin de superficies.

Conclusiones

C-24 Solucin 6


Solucin 7: Dispositivo tensor

P

P T

A B

B

A X

T

P T

Ts

MEsquema del circuitohidrulico

C-25Solucin 7


PT

P T

A B

X

4

7

6

5

3

2

1

B

A

P T

Ts

M

pp2.1 2.2

Presin delsistemap = 50 bar(5000kPa)

q = 2 l/min

Vlvula deseguridad de labomba p

max = 60

bar


C-26 Solucin 7


Una vez que el circuito ha sido montado y verificado, la vlvula decierre (4) debera cerrarse y la vlvula limitadora de presin (3) de-bera abrirse. Poner en marcha el grupo hidrulico y cerrar la VLP(3) hasta que el manmetro indique 50 bar.La vlvula de cierre (4) ahora puede abrirse. Al hacerlo, observarque el manmetro (2) muestra una inmediata cada de presin de laestablecida de 50 bar a aproximadamente 3 bar, ya que en su posi-cin media, la vlvula de 4/3 vas (5) descarga el caudal del fluidohidrulico al depsito. El vstago del cilindro puede situarse en cual-quier posicin que se desee accionando la vlvula de 4/3 vas.Cuando esta vlvula se lleva a su posicin media, el vstago inme-diatamente se detiene.La vlvula de antirretorno evita que el mbolo retroceda por efectode una fuerza antagonista.


Elem.n

Cant. Descripcin

1 1 Grupo hidrulico

2 1 Manmetro

2.1, 2.2 2 Sensor de presin


4 1 Vlvula de interrupcin

5 1 Vlvula de 4/3 vas, accto. manual, centro a recirculacin

6 1 Vlvula de antiretorno pilotada

7 1 Cilindro

9 Manguera flexible

3 Derivacin en T

Lista de componentes

C-27Solucin 7


Junto con la vlvula de antirretorno pilotada, debe utilizarse una vl-vula de 4/3 vas con una posicin central en la que "A y B estnunidas a T" y "P cerrada" para descargar de presin la lnea de pilo-taje y la lnea de alimentacin a la vlvula de antirretorno pilotada.La vlvula de antirretorno solamente puede cerrar cuando su pilotajese halla sin presin.

Nota

Para este ejercicio, tambin puede utilizarse la vlvula de 4/3 vascon recirculacin en posicin media, incluida en el juego de elemen-tos. Las prdidas por fugas internas, propias del diseo de esta vl-vula tambin harn que se cierre la vlvula de antirretorno.

EvaluacinDireccin Posicin dela vlvula

Presin delsistema

Presin avance yretroceso

p2 p2.1 p2.2

Carrera deavance

8 bar 2,2 bar 1,6 bar

Carrera deretroceso 2,2 bar 9,4 bar 17,9 bar

Posicin media 3,1 bar 1,6 bar 1,7 bar

C-28 Solucin 7


Potencia de accionamiento con posicin central cerrada:

PDR = 50 bar 2 l

min0,7 =

50 kp 2 cm3

0,7 cm2 60 s

=

50 10 N 2 1000 cm3

0,7 cm2 60 s

=

50 20,7 60 10000

Ncm3

cm2 s

=

50 20.7 60 100

Nms

= 238 W

Potencia de accionamiento con recirculacin a bomba:

PAN = 3.1 bar 2 l

min0,7

=

3.1 20,7 60 100

Nms

= 15 W

La vlvula de 4/3 vas con recirculacin en posicin media se utilizaprincipalmente en casos en los que un cilindro o un motor es accio-nado por una bomba de desplazamiento constante. En posicin derecirculacin, el fluido hidrulico descarga al depsito a presin casicero, lo que significa que la subida de temperatura permanece baja.La desventaja de utilizar esta vlvula es que no es posible accionarotros circuitos hidrulicos simultneamente.En casos de vlvulas con posicin central cerrada para la conexinP, el caudal de la bomba es descargado al depsito a la mximapresin del sistema, lo cual produce un notable calentamiento delfluido (= prdida de energa).

Conclusiones

C-29Solucin 7


C-30 Solucin 7


Solucin 8: Puerta de almacn frigorfico

P T

A B

A B

T P

P

T

P T

Ts


C-31Solucin 8


PT

A B

T P

1

3

4

2

5

76

8

2.1

P T

A B

P T

Ts

M



max = 60 bar

(6000kPa)Montaje prctico,

hidrulico

C-32 Solucin 8


Una vez que el circuito ha sido montado y verificado, primero debedesconectarse el acumulador y debe abrirse completamente la vlvu-la limitadora de presin (3). A continuacin poner en marcha el gru-po hidrulico y fijar la presin del sistema a 50 bar. Ahora puedecargarse el acumulador. Hacer avanzar y retroceder varias veces elcilindro y a continuacin parar el grupo hidrulico. Es posible haceravanzar y retroceder varias veces el cilindro hidrulico accionando lavlvula de 4/2 vas (8). A continuacin, la presin del acumuladordescender lentamente, como indica el manmetro (5). Asegresede desconectar y descargar la presin del acumulador antes de des-montar el circuito!.


Evaluacin


1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1 2 Manmetro


4 1 Vlvula de antiretorno

5 1 Vlvula reguladora de caudal unidireccional, regulable

6 1 Acumulador de diafragma



7 Manguera flexible

3 Derivacin en T Lista de componentes

Presin del sistema Apertura Cierre

20 bar 2 x 1 x

50 bar 4 x 3 x

C-33Solucin 8


Sin el acumulador montado, la puerta permanecer en la posicin en quese hallare en el momento del fallo de tensin y no ser posible moverla.Al acumulador de diafragma permite que la puerta se abra 2 veces yse cierre una vez, con una presin de sistema de 20 bar y abrirse 4veces y cerrarse 3 veces con una presin de sistema de 50 bar.Cuanto ms elevada es la presin hidrulica con la que se carga elacumulador, ms veces puede abrirse y cerrarse la puerta.

Conclusiones

En el caso de un acumulador de diafragma, hay dispuesto un diafrag-ma dentro de la vasija que acta como divisor entre el fluido hidrulicoy el cojn de aire (nitrgeno). En la parte superior se fija una vlvula degas para permitir presurizar el acumulador con gas por medio de undispositivo llenador. En el diafragma se monta un cabezal de cierre ouna vlvula de cierre en la entrada del gas para evitar que el diafrag-ma pudiera deslizarse hacia la entrada del gas y resultada daado. Elacumulador aqu utilizado tiene una presin nominal del gas de 10 bary un volumen nominal de 0,32 cm3. En todos los acumuladores debeinstalarse una vlvula limitadora de presin sellada y una vlvula decierre, de acuerdo con su capacidad.

Diseo

Cuando el fluido hidrulico es forzado al interior del acumulador, elloproduce la correspondiente reduccin del volumen del gas. Al mismotiempo, la presin en el cojn de gas sube hasta que el gas y elfluido hidrulico se hallan a la misma presin. Cuando la presin delfluido desciende, el gas fuerza al fluido de nuevo hacia el sistemahidrulico. Debe disponerse una vlvula de antirretorno a la salida dela bomba para evitar que el fluido almacenado en el acumulador sedescargue a travs de la bomba cuando sta se hala parada. Losfabricantes de acumuladores proporcionan amplias tablas de caracte-rsticas para dimensionar correctamente los acumuladores.Adems de los acumuladores de diafragma y de vejiga, tambin sedispone de acumuladores de mbolo en los casos en que se preci-san grandes capacidades.

Modo de funcionamiento

Los acumuladores se utilizan para lo siguiente:Ejemplos de aplicaciones

Compensacin de prdidas por fugasReserva de energa para emergenciasCompensacin de picos en demandas de caudalAmortiguacin de sacudidas de arranque

C-34 Solucin 8


Solucin 9: Estacin de mecanizado giratoria

P

P T

A B

P

1

2.1

2

4

3

5

2.4

67

3.17.1

2.2

8

2.3

T

A

PT

P T

Ts

M



max = 60 bar

(6000kPa)


C-35Solucin 9


Montar y verificar el circuito. Cerrar la vlvula de cierre (4) y establecerla presin deseada por medio de la vlvula limitadora de presin (3).Ahora, abrir la vlvula limitadora de presin (3.1) y la vlvula de cie-rre (4). Abrir la vlvula reguladora de caudal aproximadamente 2vueltas de forma que el vstago se desplace hacia su posicin finaldelantera en aproximadamente 5 segundos, cuando se acciona lavlvula de 4/3 vas. No hacer ningn otro cambio posterior en la vl-vula reguladora de caudal. As que el cilindro alcance la posicin fi-nal delantera con la vlvula de 4/3 vas accionada, utilizar la vlvulalimitadora de presin (3) para establecer los valores en la tabla 1(controlarlos por el manmetro (2.1)).Durante la carrera de avance, debe establecerse la presin que indicael manmetro (2.3) utilizando la vlvula limitadora de presin (3.1). Elcaudal no puede circular en sentido opuesto a travs de la vlvula re-guladora de caudal y la vlvula limitadora de presin. Las dos vlvulasde antirretorno (7) y (7.1) se montan para permitir eludirlas.


En el caso de los ajustes p2.1 = 50 bar y p2.3 = 40 bar (en las tablas1 y 2), la bomba necesita aproximadamente 1 - 2 segundos paracrear una contrapresin de 40 bar. Por ello, el tiempo no debe me-dirse desde el momento en que se acciona la vlvula de 4/3 vas,sino desde el momento en que el vstago empieza a moverse. En elcaso de la tabla 2, los valores especificados de 50 bar no puedenalcanzarse completamente debido a las resistencias presentes.

Nota


1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 5 Manmetro

3, 3.1 2 Vlvula limitadora de presin



6 1 Vlvula reguladora de caudal de 2 vas

7, 7.1 2 Vlvula de antiretorno

8 1 Cilindro

12 Manguera flexible

6 Derivacin en T

1 CronmetroLista de componentes

C-36 Solucin 9


p2.1 = Presin antes de la vlvula reguladora de caudalp2.2 = Presin despus de la vlvula reguladora de caudalp2.3 = Presin en la vlvula de contencint = Tiempo de avance del cilindro

Evaluacin

Incluso con presiones modificadas en la entrada y la salida, los tiem-pos de avance del mbolo permanecen constantes. El caudal serinadecuado solamente si la presin de alimentacin es demasiadobaja.

Conclusiones

El efecto de la intensificacin de presin es apreciable con una ele-vada contrapresin; la velocidad de avance desciende solamentecuando la contrapresin alcanza aproximadamente 70 bar. La presinalcanzada en el lado del vstago es entonces de 48 bar.

p2.1 p2.2 p2.3 t

50 bar 7 bar 10 bar 4 s




10 bar 7 bar 10 bar 6 s Presin fluctuante de entrada

p2.1 p2.2 p2.3 t





50 bar 32 bar 50 bar 4 s Presin fluctuante de salida

C-37Solucin 9


Este ejercicio tambin es adecuado para practicar la localizacin deaveras. Si las vlvulas de antirretorno se instalan incorrectamente, elvstago no retroceder. La causa de ello puede identificarse por laobservacin sistemtica de las lecturas del manmetro.

Nota

C-38 Solucin 9


Solucin 10: Cabina de pintura

P

T

P

Tq

p2.1 p2.2

P T

Ts


C-39Solucin 10


PT

P

T

72.1 2.2

3.1

1

2

4 6

3 5

P T

Ts

M


Valvula de seguridad de la bomba p

max = 60 bar

(6000kPa)


Elem.n Cant. Descripcin

1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro





7 1 Vlvula estranguladora

6 Manguera flexible

2 Derivacin en TLista de componentes

C-40 Solucin 10


Montar y verificar el circuito de acuerdo con el esquema. Abrir com-pletamente las vlvulas limitadoras de presin (3) y (3.1) y cerrar lavlvula de cierre (4). Abrir la vlvula reguladora de presin (2) apro-ximadamente unas 2 vueltas.Ahora puede ponerse en marcha el grupo hidrulico. La presin de 50bar necesaria para este ejercicio debe establecerse por medio de lavlvula limitadora de presin (3) y comprobarse por el manmetro (2).Ahora abrir la vlvula de cierre (4). Si el manmetro (2.1) indica me-nos de 50 bar, reajustar ligeramente la vlvula limitadora de presin(3). La vlvula reguladora de caudal (4) puede ahora ajustarse alcaudal deseado de 2 l/min.La presin de carga debera variarse por medio de la vlvula limita-dora de presin (3.1) de acuerdo con los valores especificados. Parala segunda mitad de las mediciones, la vlvula limitadora de presin(3.1) debe abrirse completamente y la presin del sistema debe va-riarse por medio de la vlvula limitadora de presin (3). Ahora puedetrazarse la caracterstica de presin/caudal del sistema.Si el mismo ejercicio se realiza utilizando una vlvula de control decaudal del tipo estranguladora, podrn apreciarse las diferencias enlas tablas de valores.


p2.1 = Presin antes de la vlvulap2.2 = Presin despus de la vlvulaqFCV = Caudal a travs de la vlvula reguladora de caudalqTV = Caudal a travs de la vlvula estranguladora

Evaluacin

p2.1 p2.2 qFCV qTV

50 bar 10 bar 2 l/min 2 l/min

50 bar 20 bar 2 l/min 1,8 l/min



50 bar 50 bar 1,2 l/min 0,1 l/min Fluctuacin de la presin de carga

C-41Solucin 10


Solamente la vlvula reguladora de caudal ofrece un medio adecua-do para establecer una velocidad constante a diferentes presiones.En el caso de la vlvula estranguladora, el caudal vara en funcinde la presin. La razn de ello, es que en la vlvula reguladora decaudal, el compensador de presin incorporado mantiene la diferen-cia de presin constante. Esto da un caudal constante, que puedeser ajustado con una vlvula estranguladora. Sin embargo, el funcio-namiento del compensador de presin requiere una determinada pre-sin mnima. La vlvula estranguladora es una simple restriccin, queproduce un caudal en funcin de la diferencia de presin.

Conclusiones

p2.1 p2.2 qFCV qTV

50 bar 10 bar 2 l/min 2 l/min




10 bar 10 bar 1,5 l/min 0,4 l/minFluctuacin de la presin de entrada

0 10 20 30 40 50

0

1.0

2.0

3.0

(l/min)

p

q

(bar)Caracterstica de lavlvula reguladora

de caudal

C-42 Solucin 10


Solucin 11: Mquina grabadora

P

P

1

2.1

2

4

3

2.4

6

7

3.1

2.2 2.3

P T

B

A

B

T

T

A

8

P T

Ts

M

5


C-43Solucin 11


Una vez montado y verificado el circuito, cerrar la vlvula de cierre(4) y establecer una presin de 50 bar, utilizando la vlvula limitado-ra de presin (3). Abrir la vlvula limitadora de presin (3.1) y lavlvula de cierre.Ahora ajustar la vlvula reguladora de caudal unidireccional (6) deforma que el vstago del mbolo alcance su posicin final delanteraen unos 5 segundos, una vez que se haya invertido la vlvula de4/2 vas (5).No hacer ms cambios posteriores en el ajuste de la vlvula regula-dora de caudal unidireccional. La presin especificada en la tabla 1de 10 bar, segn indica el manmetro (2.3), puede ajustarse sola-mente durante la carrera de avance, utilizando la vlvula limitadorade presin (3). La presin p 2.1 debe ajustarse por medio de la vl-vula limitadora de presin (3) as que se invierte la vlvula de 4/2vas y el mbolo haya alcanzado su posicin final delantera.



1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 5 Manmetro




6 1 Vlvula reguladora de caudal unidireccional




4 Derivacin en T


C-44 Solucin 11


p2.1 = Presin antes de la vlvula reguladora de caudal unidireccionalp2.2 = Presin despus de la vlvula reguladora de caudal unidireccionalp2.3 = Presin en la vlvula de contrapresint = Tiempo de avance del cilindro

Evaluacin

p2.1 p2.2 p2.3 t



30 bar 9 bar 10 bar 7,5 s

20 bar 9,5 bar 10 bar 12,5 s

10 bar 9,8 bar 10 bar 57 s Fluctuacin de la presin de entrada

p2.1 p2.2 p2.3 t


50 bar 15 bar 20 bar 4.5 s


50 bar 28 bar 40 bar 6,5 s

50 bar 35 bar 50 bar 7 s Fluctuacin de la presin de salida

C-45Solucin 11


En el caso de un circuito con vlvula estranguladora, la velocidad derecorrido desciende tanto si se reduce la presin de entrada como siaumenta la contrapresin.

Conclusiones

En el caso del circuito con una vlvula reguladora de caudal (ejerci-cio 9), la velocidad de recorrido permanece constante.Razn:La vlvula estranguladora vara solamente la seccin transversal dela lnea que atraviesa el fluido. El caudal producido depende de ladiferencia de presin en las presiones antes y despus de la restric-cin. As, el caudal que atraviesa la vlvula estranguladora dependede la presin, tanto de la de entrada como de la de carga. El regu-lador de caudal incorpora un compensador de presin que mantienela diferencia de presin interna a un valor constante. El caudal esas constante y no depende de la presin de alimentacin y de lapresin de carga.

C-46 Solucin 11


Solucin 12: Rectificadora de superficies

P

1

2

4

3

2.1 2.2

6

5

A

P

T

7

P T

Ts

M

A B

P T

Presin del sistemap = 50 bar (5000kPa)

Vlvula de seguridad de la bomba p

max = 60 bar

(6000kPa)


C-47Solucin 12


Montar y verificar el circuito. Cerrar la vlvula de cierre (4) y la regu-ladora de caudal (5). Poner en marcha el grupo hidrulico y estable-cer una presin del sistema de 50 bar por medio de la vlvula limita-dora de presin (3). Ahora abrir la vlvula de cierre (4) y tambinabrir la vlvula reguladora de caudal hasta que el vstago del cilin-dro avanza. Ahora pueden realizarse las mediciones.


Medir lo siguiente:Evaluacinp2.1 = Presin en lado del mbolo del cilindrop2.2 = Presin en el lado del vstago del cilindrop2 = Presin del sistema = 50 bart = Tiempo aprox. de avance del cilindro 4 s


1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro



5 1 Vlvula reguladora de caudal de 2 vas



7 Manguera flexible

4 Derivacin en T


Direccin p2.1 p2.2 t

Avance 3,5 bar 5 bar 4,31 s

Retroceso 0 bar 4,5 bar 6,57 sTabla de valores

C-48 Solucin 12


Dimensiones del cilindro:Superficie el mbolo: APN = 2 cm2 Superficie anular del mbolo: APR= 1,2 cm2 Carrera del cilindro: s = 0,2 m


= 2 cm2

1,2 cm2 = 1,67 1,7

Relacin de tiempos:tadvtret

= 4,31 s6,57 s = 0,656

Relacin de fuerzas:F1F2

=

APN p2,1APR p2,2

=

2 cm2 3,5 bar1,2 cm2 5 bar

= 1,2 <

Caudal durante la carrera de avance:

Lado del mbolo: qPN = APN s

tadv = 2 cm2 20 cm4,31 s

= 9,28 cm3

s = 557 cm

3

min = 0,5 l

min

Lado del vstago: qPR = APR s

tadv = 1,2 cm2 20 cm4,31 s

= 5,57 cm3

s = 334 cm

3

min = 0,2 l

min

Caudal durante la carrera de retorno:

Lado del vstago: qPR = APR s

tret = 1,2 cm2 20 cm6,57 s

= 3,65 cm3

s = 219 cm

3

min = 0,2 l

min = qFCV

C-49Solucin 12


Si la misma presin acta sobre una superficie mayor (APN), estoproduce una fuerza mayor (F1).

Conclusiones

Prueba matemtica:Dados p2,1 = p2,2

y p2,1 = F1

APN and p2,2 =

F2APR

obtenemos:F1F2

=

APRAPR

=

de donde: F1 = F2Ya que > 1, F1 > F2, y el cilindro avanza.

La presin inferior de recorrido p2.1 acta sobre la mayor superficieAPN, produciendo una mayor fuerza F1. Slo cuando la relacin delas presiones de avance y retroceso es igual a la relacin de superfi-cies se alcanza un equilibrio de fuerzas, haciendo detener el m-bolo.Prueba matemtica:

F1F2

=

APN p2,1APR p2,2

Dados F1 = F2

obtenemos:p2.2p2,1

=

APNAPR

=

Mientras que p2,2p2.1

< , el mbolo avanzar.

C-50 Solucin 12


La fuerza disponible en el cilindro es:F = F1 F2 = (APN p2,1) (APR p2,2)

= (2 cm2 3,5 bar) (1,2 cm2 5 bar)

= 7 kp 6 kp = 1 kp = 10 N

La comparacin entre un circuito de control normal de un cilindro yun circuito diferencial, revela las siguientes diferencias:

Con una relacin de superficies de = 2, las velocidades de avancey de retroceso son las mismas. Razn:El caudal necesario en el lado del mbolo es el doble del necesarioen el lado del vstago. Durante la carrera de avance este caudal essuministrado desde la bomba y desde el lado del vstago. Durantela carrera de retroceso, solamente se dispone de la alimentacin dela bomba. La velocidad de la carrera de retroceso del cilindro depen-de de sta. Las velocidades de avance y retroceso solamente pue-den ser la misma cuando la relacin de superficie = 2.

Circuito de control simple Circuito diferencial

1. Velocidad de avance vadv

Regulable con VLP qFCV

Mayor que el fijado en VLP> qFCV

2. Velocidad de retroceso vret

Mayor que la de avance> vadv

Menor que la de avance< vadv (con < 2)

3. Tiempo de avance tadv

Regulable con VLP qFCV

Menor que la fijada en VLP< qFCV

4. Tiempo de retroceso tret

Menor que el tiempo de avance

< tadv

Mayor que el tiempo deavance

> tadv (con

< 2)Comparacin general

C-51Solucin 12


A continuacin se muestra la prueba matemtica:

Ecuaciones bsicas:


Velocidad: v = qA

Tiempo de recorrido: t = sv

qFCV

APR APRAPN

qFCV

qPNqPR qPR

APN

vadv vadv

qPN

Circuito de control simpley circuito diferencial

C-52 Solucin 12


1. Velocidad de la carrera de avance

Circuito de control normal: vadv = qPNAPN

=

qFCVAPN

Con circuito diferencial: vadv = qPNAPN

Caudal en el lado del mbolo: qPN = qFCV + qPR

DadoqPNqPR

=

APNAPR

=

obtenemos: qPR = 1

qPN

con lo que: qPN = qFCV + 1

qPN

qPN (1 1) = qFCV

qPN 1

= qFCV

qPN =

1 qFCV

As, la velocidad de la carrera de avance en un circuito diferencial es:

vadv =

1

qFCVAPN

Para = 2, vadv = 2 qFCVAPN

y por lo tanto es el doble que con el

circuito de un cilindro normal.

C-53Solucin 12


2. Velocidad de la carrera de retrocesoCircuito de control normal:

vret = qPRAPR

=

qFCVAPR

= qFCVAPN

vret = vadv

Ya que > 1, vret > vadv.

Con circuito diferencial:

vret = qPRAPR

=

qFCVAPR

= qFCVAPN

vretvadv

=

qFCVAPN

1 qFCVAPN

= 1

vret = ( 1) vadv

Para = 2, vret = vadv.

C-54 Solucin 12


3. Tiempo de la carrera de avance

En general: t = sv

Circuito de control normal: tadv = s

qFCVAPN

=

APN sqFCV

Con circuito diferencial: tadv = s

1

qFCVAPN

=

1

APN sqFCV

Con = 2, tadv = 12

APN sqFCV

.

4. Tiempo de la carrera de retroceso

Circuito de control normal: tret = s

qFCVAPN

=

APN s qFCV

Con circuito diferencial: tret = s

qFCVAPN

=

APN s qFCV

trettadv

=

APN s qFCV

1

APN sqFCV

= 1

1

trettadv

= 1

1

Con = 2, tret = tadv.

C-55Solucin 12


As, la evaluacin puede expresarse como sigue:

Soluciones alternativas que proporcionan velocidades idnticas deavance y de retroceso:

Circuito de control simple Circuito diferencial

vadvqFCVAPN

1

qFCVAPN

vret vadv ( 1) vadv

tadvAPN s

qFCV 1

APN sqFCV

tret1

tadv1

1 tadv

Comparacin matemtica

A B

P T

2:1

Circuito diferencial convalvula de 4/3 vas con

posicin media especial

A B

P T

1:1

Cilindro de igual velocidadcontrolado por una vlvula

de 4/2 vas

C-56 Solucin 12


Solucin 13: Mquina de taladrar

P

P T

A B

A

B

T

P T

Ts

M

A

P T

p2.2

p2.1

p2.3


C-57Solucin 13


PP T

A B

1

2.1

2

3

2.3

A

B

T

P T

Ts

M

A

P T

2.2

4

57

6

9

8



max = 60 bar

(6000kPa)Montaje prctico,

hidrulico

C-58 Solucin 13



1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2, 2.3 4 Manmetro



5 1 Regulador de presin






5 Derivacin en T Lista de componentes

C-59Solucin 13


En la primera tarea de este ejercicio, se miden las presiones de re-corrido; La presin de entrada puede establecerse en 15 bar (comose indica en p2.2) slo despus que el mbolo haya alcanzado suposicin final delantera o encuentre una resistencia. Esto se demues-tra en la tarea 2 (mbolo en posicin final delantera). Esta tareatambin muestra que el regulador de presin mantiene una presinde 15 bar incluso sin que circule caudal.Las vlvulas (4) y (6) proporcionan una derivacin del regulador depresin para permitir alcanzar un retroceso ms rpido.Si a la carrera de avance se le opone una resistencia, como en latarea 3, se alcanza solamente una presin de 12 - 15 bar, a pesarde que la presin del sistema sea de 50 bar. Cerrando la vlvulaestranguladora (9), es posible aumentar la contrapresin hasta que elmanmetro p2.2 indique 15 bar; entonces se detendr el mbolo; esdecir, se cerrar el regulador de presin.En la tarea 5, se ha demostrado que el aumento de la contrapresindurante la carrera de retroceso hace abrir la vlvula hacia el depsi-to, resultando que slo se alcanza una presin de 15 bar. El mbolopuede ser empujado hacia la posicin final retrada. Con el mboloen esta posicin, como en la tarea 6, se mantiene la presin inicialde 15 bar. Debido a las fugas internas de la vlvula, la presin des-ciende por debajo de los 15 bar, haciendo que el regulador de pre-sin conmute de A - T a P - A. Como sea que no hay caudal de labomba que llegue al regulador de presin a travs de la vlvula de4/3 vas, la presin desciende hasta 0 bar.


Por favor, observar:En la prctica, debe utilizarse una vlvula limitadora de presin conderivacin (bypass) en lugar de una vlvula reguladora de caudalunidireccional (9). Esto evita las altas presiones que podran crearseantes de la vlvula reguladora de caudal debidas a la intensificacinde la presin durante la carrera de avance del cilindro. En este casose ha utilizado una vlvula reguladora de caudal para simplificar laconfiguracin del circuito. En este caso no pueden crearse presionesexcesivas debido al hecho que es sistema est regulado a una pre-sin reducida.

C-60 Solucin 13


p2.1 = Presin antes del regulador de presinp2.2 = Presin antes del cilindrop2.3 = Presin despus del cilindro

Evaluacin

1. Carrera de avance del mbolo2. Con mbolo a su posicin final delantera, fijar p2.2 = 15 bar 3. Carrera de avance del mbolo con contrapresin; fijar p2.3 = 20 bar 4. mbolo avanzado a su posicin delantera5. Carrera de avance del mbolo con vlvula de cierre cerrada6. mbolo avanzado a su posicin delantera con vlvula de cierre cerrada

p2.1 p2.2 p2.3

1. Carrera de avance 5 bar 2 bar 1 bar

2. Posicin final 50 bar 15 bar 0 bar

3. Carrera de avance con contrapresin 49 bar 13 bar 20 bar


5. Avance con regulador de presin 49 bar 14 bar 20 bar

6. Posicin final 50 bar 16 bar 0 barCarrera de avance

p2.1 p2.2 p2.3

1. Carrera de retroceso 4 bar 7 bar 16 bar


3. Retroceso con contrapresin 6 bar 10 bar 18 bar


5. Retroceso con regulador de presin 0 bar 26 bar 46 bar

6. Posicin final 0 bar 0 bar 50 barCarrera de retroceso

C-61Solucin 13


Los reguladores de presin se utilizan en casos en los que se nece-sita adicionalmente un circuito secundario con una presin constantepero inferior a la del circuito primario.

Conclusiones

Observar que se producen aumentos de presin que actan en laconexin A del regulador de presin. Estas presiones deben descar-garse al depsito.

C-62 Solucin 13


Solucin 14: Puerta de proteccin

P

1

2

4

3

P T

A B

T

A

B

P T

Ts

M

m

5

6

8

7

2.1 2.2



max = 60 bar

(6000kPa) Esquema del circuitohidrulico,con contrapresin

C-63Solucin 14


En la lneade entradap = 10 bar(1000 kPa)

P

P

1

2

4

3

P T

A B

T

TA

B

P T

Ts

M

m

5

6

8

7

2.22.1

3.1

9



max = 60 bar

(6000kPa)Esquema del circuito

hidrulico,con contrapresin

C-64 Solucin 14


Montar y verificar el circuito. Montar el cilindro (7) en la placa perfila-da, de forma que pueda avanzar hacia abajo. Primero cerrar la vl-vula de cierre (4). Poner en marcha el grupo hidrulico y utilizar lavlvula limitadora de presin (3) para establecer una presin del sis-tema de 50 bar. Abrir la vlvula de cierre y ajustar la vlvula estran-guladora de caudal (6) de forma que el vstago avance en unos 5segundos. Mantener el ajuste de la vlvula estranguladora mientrasse manipula el circuito utilizando el peso (8), con una contrapresinde contencin proporcionada por la vlvula limitadora de presin(3.1). Para la carrera de retroceso, se necesita una vlvula de anti-rretorno (9) como derivacin para la vlvula limitadora de presin.Una vez completadas todas las mediciones, primero retirar el peso ya continuacin hacer retroceder el cilindro. Ahora despresurizar el cir-cuito cerrando la vlvula de cierre y a continuacin accionando lavlvula limitadora de presin (3.1). Desmontar el circuito solamentecuando la presin haya descendido hasta 0, como se indica por me-dio del manmetro (2.2).


Elem. n. Cant. Descripcin

1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro






8 1 Peso



4 Derivacin en T


C-65Solucin 14


Medir lo siguiente:Evaluacint = Tiempo de avance del cilindrop2.1 = Presin durante la carrera de avancep2.2 = Presin durante la carrera de retrocesop2 = Presin del sistema

El tiempo de recorrido disminuye cuando aumenta la carga.ConclusionesRazn:El mbolo es arrastrado hacia abajo por la carga. Sin contrapresinde contencin, el movimiento es irregular e incontrolado. Solamentecon una contrapresin se obtiene una velocidad de avance constan-te. La creacin de una contrapresin, sujeta al mbolo hidrulicamen-te. Las presiones de avance y retroceso permanecen constantes, locual significa que las velocidades de avance y retroceso tambin semantienen constantes.El circuito con contrapresin es aconsejable tanto con carga comoen vaco. Tambin es posible ajustar la contrapresin para adaptarlaa la carga.

Con carga y contrapresin p2 p2,1 p2,2 t

Sin carga y con contrapresi 50 bar 0 bar 0 bar 5 s

Con carga y sin contrapresin 50 bar 0 bar 0 bar 0,8 bar

Con carga y contrapresin 50 bar 2 bar 10 bar 4,6 bar

Sin carga y con contrapresin 50 bar 7 bar 10 bar 5,3 barTabla de valores

C-66 Solucin 14


Solucin 15: Rampa de carga de un transbordador

En la lnea deentradap = 10 bar(1000kPa)

P23

T

m

8

9

7 6

P T

A B

P

A

P

T

P T

Ts

M

1

4

5

2.1 2.2

7.1

3.1

Presin delsistema p = 50bar(5000kPa)


max = 60 bar

(6000kPa)

Esquema del circuitohidrulico,con contrapresiny vlvula reguladora decaudal en la lnea deentrada

C-67Solucion 15


P1

23

T

m

8

9

6

P T

A B

7

5

A

P

P T

Ts

M

4

2.1 2.2



max = 60 bar

(6000kPa)

Esquema del circuitohidrulico,

con vlvula reguladora de caudal en la

lnea de salida

C-68 Solucion 15


Montar y verificar el circuito. Montar el cilindro (7) en la placa perfila-da de forma que pueda avanzar hacia abajo. Primero cerrar la vlvu-la de cierre (4). Poner en marcha el grupo hidrulico y utilizar lavlvula limitadora de presin (3) para establecer una presin del sis-tema de 50 bar. Abrir la vlvula de cierre y ajustar la vlvula estran-guladora de caudal (6) de forma que el vstago avance en unos 5segundos. El ajuste de la vlvula reguladora de caudal debe mante-nerse durante toda la serie de mediciones. Solamente debe modificar-se el circuito. Desmontar el circuito solamente cuando la presin hayadescendido hasta 0, como se indica por medio del manmetro (2.2).



1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro





7, 7.1 2 Vlvula de antiretorno


9 1 Peso


4 Derivacin en T


C-69Solucion 15


Medir lo siguienteEvaluacint = Tiempo de avance del cilindrop2.1 = Presin durante la carrera de avancep2.2 = Presin durante la carrera de retrocesop2 = Presin del sistema

Sin contrapresin, el vstago es arrastrado por la carga. Avanza deforma irregular. Con una contrapresin, se obtiene la misma veloci-dad con y sin carga. Sin embargo, si se instala la vlvula reguladorade caudal en la lnea de salida para proporcionar la contrapresin,se producen elevadas presiones en el lado del vstago. Esto es amenudo inaceptable en la prctica.

ConclusionesEl circuito adecuado es, pues, el que posee una vlvula reguladorade caudal en la lnea de entrada y una contrapresin por medio deuna vlvula limitadora de presin en la lnea de salida.

Con carga y contrapresin p2 p2,1 p2,2 t

Sin carga y con contrapresin 50 bar 0 bar 5 s

Con carga y sin contrapresin 50 bar 0 bar 0 bar 0,6 s

Con carga y contrapresin 50 bar 3 bar 10 bar 5 s

Sin carga y con contrapresin 50 bar 8 bar 10 bar 5 sVlvula reguladora de

caudal en la lnea de entrada

Duracin p2 p2.1 p2.2 t

Sin carga 50 bar 48 bar 77 bar 5 s

Con carga 50 bar 48 bar 84 bar 3,1 sVlvula reguladora de

caudal en lalnea de salida

C-70 Solucion 15


Solucin 16: Carga y descarga de contenedores

p = 50 bar(5000 kPa)

p = 30 bar(3000 kPa)

P T

A B4

6

32 P

T

2.1 2.2

5.1 5.23.1 3.2

1P T

Ts

M

P

T

P

T

Presin delsistema p = 50bar(5000kPa)


max = 60 bar

(6000kPa)Esquema del circuito hidrulico

C-71Solucin 16


Montar el circuito de control segn el esquema. Asegurarse de quelas vlvulas de antirretorno estn correctamente instaladas. Abrircompletamente las vlvulas limitadoras de presin. Si no se disponede la cantidad suficiente de vlvulas limitadoras de presin, tambinpuede establecerse la presin del sistema en la vlvula limitadora depresin del grupo hidrulico.


Comprobar el circuito y a continuacin poner en marcha el grupo hi-drulico. A continuacin establecer la presin del sistema a 50 bar.Cuando la vlvula distribuidora (4) se acciona, el cilindro avanza yretrocede a la mxima velocidad. El movimiento puede ralentizarsecerrando las dos vlvulas limitadoras de presin (3.1) y (3.2). Elajuste se realiza en cada caso cerrando la vlvula limitadora de pre-sin en la lnea de salida. Las vlvulas de antirretorno (5.1) y (5.2)se utilizan para derivar las vlvulas limitadoras de presin en cadalnea de entrada. Las contrapresiones se indican en los manmetros(2.1) y (2.2).Si las vlvulas de antirretorno estn instaladas incorrectamente, lavelocidad de recorrido no cambiar incluso cuando las vlvulas limi-tadoras de presin se cierren. Con las vlvulas limitadoras de pre-sin completamente cerradas, el cilindro ya no retroceder debido ala presencia del efecto de intensificacin de la presin.

Antes de desmontar el circuito, deben abrirse completamente las vl-vulas limitadoras de presin para asegurar que no quede presinatrapada.

Nota


1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro

3, 3.1, 3.2 3 Vlvula limitadora de presin


5.1, 5.2 2 Vlvula de antiretorno




C-72 Solucin 16


La sujecin hidrulica en ambos lados la proporcionan los dos circui-tos de contrapresin con vlvulas limitadoras de presin. Se necesitauna vlvula de antirretorno como derivacin en cada sentido. Al esta-blecer la presin, tener en cuenta la relacin de superficies del cilin-dro.

Conclusiones

En la prctica, el manejo de contenedores es controlado por vlvulasproporcionales. El ajuste dinmico de las vlvulas proporcionales per-mite un mejor control de los movimientos del recorrido rpido y lento.

Comentario

C-73Solucin 16


C-74 Solucin 16


Solucin 17: Prensa de encolado

p = 60 bar(6000 kPa)

P T

A B4

7

3

2

P

T

2.1

65

7

2.2

P

T

1P T

Ts

M

P T

A B4

3P

T

P T

Ts

M

3.1

A

P T

2.2

1

2

p = 50 bar(5000 kPa)

p = 50 bar(5000 kPa)

p = 30 bar(3000kPa) p = 30 bar

(3000kPa)

Con regulador de presin de 3 vas Con vlvula limitadora de presin

p = 60 bar(6000 kPa)


C-75Solucin 17


En el caso del circuito con regulador de presin, la vlvula de cierredebe abrirse para hacer retroceder el vstago del cilindro. Debido alefecto de intensificacin de la presin, la presin del sistema de 50bar no es suficiente para abrir el regulador de presin de A a T.


Si en la derivacin se monta una vlvula limitadora de presin, todala presin del sistema descender hasta 30 bar durante la carrera deavance. Si se utiliza un regulador de presin, se mantiene la presindel sistema a 5o bar, y solamente el cilindro es alimentado con lapresin reducida de 30 bar. Esto permite que el mismo grupo hidru-lico alimente a otros actuadores con toda la presin del sistema. Sinembargo, debe comprobarse que el caudal de la bomba sea sufi-ciente para ello.

Conclusiones

La vlvula limitadora de presin ofrece ventajas en esta aplicacin,ya que, en el caso de largos perodos de permanencia con la vlvu-la distribuidora accionada, la bomba solamente debe desarrollar lapotencia equivalente a la presin de 30 bar.

Elem n Can. Descripcin

1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Manmetro




6 1 Regulador de presin


7 Manguera flexible


C-76 Solucin 17


Solucin 18: Dispositivo de montaje

p = 20 bar(2000 kPa)

A B

p = 60 bar(6000 kPa)

q = 1 lmin

P T

A B

5

6

4

2P

2.1 2.2

8.1

T

P

T

P

T

9.1 9.2

7

8.2

3

A

P

1P T

Ts

M

p = 50 bar(5000 kPa)

p = 30 bar(3000 kPa)


C-77Solucin 18


Diagramadesplazamiento-paso

C-78 Solucin 18


Antes de montar el circuito, establecer la vlvula reguladora de cau-dal a 1 l/min. Al montar el circuito, asegrese que las vlvulas deantirretorno estn correctamente instaladas, ya que de lo contrariopuede quedar presin atrapada. Si no hay una cantidad suficiente devlvulas limitadoras de presin, la presin del sistema puede estable-cerse en la vlvula limitadora de presin del grupo hidrulico.


Una vez que el circuito ha sido montado y verificado, poner en mar-cha el grupo hidrulico. En este momento, debe cerrarse la vlvulade cierre. Ahora puese establecerse la presin del sistema a 50 barcon la vlvula limitadora de presin (2). Las otras dos vlvulas limita-doras de presin deben estar cerradas.Cuando se ha accionado la vlvula de 4/3 vas, el fluido primero cir-cular por el cilindro A, cuyo mbolo avanzar. El motor B solamen-te empezar a girar cuando se abra la vlvula limitadora de presin(2.2). La carrera de retroceso se efecta al invertir la vlvula de 4/3vas. Entonces el motor se detendr. Se crear presin en la vlvulalimitadora de presin (2.1). Cuando abra la vlvula limitadora de pre-sin (2.1) el cilindro A retroceder.


1 1 Grupo hidrulico

2, 2.1, 2.2 3 Vlvula limitadora de presin





7 1 Motor hidrulico

8.1, 8.2 2 Vlvula de antiretorno

9.1, 9.2 2 Manmetro


7 Derivacin en T

1 Sensor de caudal Lista de componentes

C-79Solucin 18


Los pasos ms importantes en la puesta a punto son como sigue:Conclusiones1. Ajuste previo del caudal2. Montaje del circuito3. Cierre de la vlvulas limitadoras de presin4. Verificacin del circuito5. Puesta en marcha del grupo hidrulico6. Ajuste de las vlvulas reguladoras de presin durante el funcionamiento del sistema

C-80 Solucin 18


Solucin 19: Clculos para un dispositivo de montaje

Evaluacin

Fuerza del mbolo: F1 = APN p1 = pi

4 D2 p1

F1 = pi

4 502 mm2 50 bar

=

pi

4 52 mm2

50 kpcm2

= 981,75 kp = 9817,5 N

F1 = 9,8 kN

D = 50 mm

s = 250 mm

d = 25 mm

q = 5 lmin

p1 = 50 bar

p2 = 6 bar

F1

F2

F

Esquema

C-81Solucin 19


Fuerza contraria: F2 = APR p2 = pi

4 (D2 d2) p2

F2 = pi

4 (502 252) mm2 6 bar

=

pi

4 (52 2.52) cm2 6 kp

cm2

= 88,36 kp = 883,6 N

F2 = 0,9 kN

Fuerza de prensado: F = F1 F2 = 9,8 kN 0,9 kN

F = 8,9 kN

Tiempo de prensado: t = Vq = APN s

q =

pi

4 D2 s

q

=

pi

4 502 mm2 250 mm

5 lmin

=

pi

4 52 cm2 25 cm

5000 cm360 s

=

pi

4 52 25

5000 60 s

t = 5,89 s = 6 s

C-82 Solucin 19


Solucin 20: Contenedor basculante

Y2

3

5

4

2

1

P

T

P T

A B

A

B

X

P T

Ts

M

Y1

p = 50 bar(5000 kPa)

p = 60 bar(6000 kPa)

Esquema del circuitohidrulico

C-83Solucin 20


Elem. n Can. Descripcin

1 1 Grupo hidrulico


3 1 Electrovlvula de 4/3 vas

4 1 Vlvula de antiretorno, pilotada hidrulicamente


6 Manguera flexible

2 Derivacin en TLista de componentes hidrulicos

Elem. n Can. Descripcin

1 Entrada de seales elctricas

1 Rel triple

1 Juego de cables

1 Unidad de alimentacinLista de componentes elctricos

K1 K2 Y1 Y2

S2

S1 K1 K2

1 2 3 4+24V-

0V

3 4S1 = Pulsador "Subir" S2 = Pulsador "Bajar"Esquema del

circuito elctrico

C-84 Solucin 20


Para evitar que descienda inoportunamente el contenedor basculante,se utiliza una vlvula de antirretorno pilotada. Para asegurar que lavlvula de antirretorno cierre cuando el circuito elctrico se desco-necte, se utiliza una vlvula de 4/3 vas con una posicin central enla que A, B y T se hallan conectadas y P est cerrada. Esta vlvulade 4/3 vas descarga las conexiones A y B en su posicin central.Una vez montados y verificados los circuitos elctrico e hidrulico,presionar el pulsador S1. Esto hace avanzar el mbolo del cilindro asu posicin final delantera (posicin de llenado). Cuando se suelta elpulsador S1, la fuerza de un muelle hace que la vlvula de 4/3 vaspase a su posicin media. La carga que acta ahora sobre el vsta-go hace cerrar la vlvula de antirretorno pilotada, lo cual impide queel cilindro sea empujado hacia atrs. Cuando se presiona el pulsadorS2, la vlvula de 4/3 vas invierte. La presin que se crea en lalnea de la conexin B hace abrir la vlvula de antirretorno y el vs-tago del cilindro retrocede a su posicin final trasera (posicin de va-ciado).Cada uno de los dos pulsadores S1 y S2 actan un contacto nor-malmente abierto y uno normalmente cerrado, que se halla interco-nectados de forma que no se produzca movimiento alguno si ambospulsadores se accionaran simultneamente.


Tambin es posible realizar estos ejercicios utilizando la vlvula de4/3 vas con posicin media a recirculacin, que est incluida en eljuego de elementos. Debido a las caractersticas propias de esta vl-vula, pueden producirse fugas internas que pueden producir que lavlvula de antirretorno pilotada cierre.

Nota

El esquema del circuito elctrico incorpora un enclavamiento entrelos renglones 1 y 2. Esto asegura que el circuito de control funciona-r correctamente incluso en el caso de un error del operador.

Conclusiones

C-85Solucin 20


Documents

Guias de hidraulica FESTO - Soluciones.pdf