SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 59
Baixar para ler offline
HIDRÁULICA


A   hidráulica   é   unha   ciencia   que     estivo   ligada
permanentemente á humanidade.
As súas primeiras aplicacións técnicas van dende o
arrastre de troncos por un río, pasando pola roda hidráulica
que tivo unha gran difusión na antiga Roma.

Tras estas primeiras aplicacións dun sistema hidráulico como elemento
produtor de enerxía, na maquinaria da industria moderna ten unha gran
difusión como elemento de transmisión desta enerxía, tanto para pequenos
como grandes esforzos ou amplas variacións de velocidade. Na industria do
automóbil introduciuse o sistema do freo hidráulico e a dirección hidráulica que
facilitou notablemente o manexo da dirección co volante.
Co desenvolvemento industrial, o emprego do fuxo hidráulico como elemento
de acionamento e goberno de máquinas substitúe, con vantaxe , a unha serie
de órganos mecánicos convencionais tales como: pancas, arbores de
transmisión, husillos de avance, engrenaxes,…; de tal maneira que se reducen
problemas de desgaste e mantemento, ademais de estar exentos de vibracións
e ser moi fácil a regulación de velocidade.

Os coñecementos científicos da rama hidráulica comezaron a desenvolverse
no século XVII, baseándose no principio descuberto polo científico francés
Blaise Pascal, segundo o cal un fluído confinado pode transmitir enerxía
multiplicando a forza e modificando o desprazamento.
Os circuítos oleohidráulicos (tamén chamados hidráulicos) teñen a vantaxe de
transmitir altísimas presións, polo que a potencia transmitida é moitísimo maior
que no caso da pneumática. O fluído empregado é un aceite especial que
lubrica e transmite potencia.

A diferenza máis significativa con respecto á pneumática é que o fluído non se
comprime como o aire, polo que os pistóns hidráulicos pódense deter en
calquera punto do percorrido e permanecerán aí pase o que pase coa carga
que transporta. Así mesmo, o control de caudal, e polo tanto o de velocidade
dos cilindros, é moito máis sinxelo i eficaz.

Os elementos dun circuíto hidráulico son análogos aos pneumáticos; de feito,
emprégase unha simboloxía semellante, aínda que os elementos sexan
fisicamente distintos.
Fluídos hidráulicos.Propiedades

Densidade
Defínese como o cociente entre a masa e o volume que ocupa esta masa.


                                                     m
ρ: Densidade (kg/ m3)                                V
m: masa (kg)
V : volume (m3)


Os líquidos son fluídos incompresibles ao contrario que os gases.
O aceite hidráulico comprímese aproximadamente un 0,5% a unha presión de
70 kp/cm2 , o que é desprezable. Isto implica que a súa densidade permanece
constante. Ao igual que os gases, carecen de forma propia e adoptan a forma
do recipiente onde se aloxan.
Presión de vapor

A evaporación dos líquidos prodúcese porque a súas moléculas escapan da
súa superficie.
Si pechamos ao líquido nun espazo, as moléculas do vapor xerado exerce
unha presión parcial en dito espazo que se denomina presión de vapor.
En equilibrio, o número de moléculas que saen do líquido en forma de vapor
coincide coas que se condensan. Este feito depende só da temperatura.
Se a presión arredor do líquido coincide coa de vapor, o líquido ferve.
Pode suceder que no movemento de líquidos se produzan presión moi baixas
nalgúns lugares. Se esta presión é menor ou igual que a de vapor, o líquido
transfórmase en vapor, e fórmanse bolsas de vapor que se retiran da súa zona
de orixe e se converten de novo en líquido. Este é o fenómeno de cavitación,
e ten como consecuencia a erosión das partes metálicas de bombas e
turbinas.
Viscosidade

Atribúese a viscosidade ao frotamento interior entre as moléculas dun fluído.
Representa unha medida da resistencia do fluído ao movemento. Si un fluído
circula facilmente dicimos que a viscosidade é baixa, pola contra si o fluído
circula con dificultade, terá unha viscosidade alta.
No caso de líquidos a viscosidade diminúe coa temperatura.
Unha    viscosidade   elevada    sería   desexable     pois,   así   manteríase   a
estanquidade nos peches e racores, pero se fora excesiva, teríamos unha alta
fricción co que aumentaría a potencia consumida.
Índice de viscosidade

A finalidade deste índice consiste en sinalar a variación da viscosidade dun
líquido cos cambios de temperatura.
Si un líquido se fai moi viscoso a temperaturas baixas e moi fluído a
temperaturas altas, posúe un índice de viscosidade moi baixo (varía moito a
viscosidade).
Pola contra, cando a viscosidade dun líquido se mantén case inalterable cos
cambios de temperatura, o seu índice é moi alto (varía pouco a viscosidade).
Os aditivos químicos, así como as técnicas de refinado, conseguiron aceites
con índices de viscosidade superiores a 100. Si se traballa con variacións de
temperatura convén empregar un índice de viscosidade elevado, pero si a
máquina funciona a temperatura case constante o índice de viscosidade
carece de importancia.
Punto de fluidez

O punto de fluidez é a temperatura máis baixa á que un líquido pode fluír.
Nun aceite hidráulico, a comprobación desta especificación terá unha gran
importancia cando a súa utilización se produce a temperaturas moi baixas.
Como regra, o punto de fluidez soe estar 10 ºC por debaixo da temperatura
máis baixa de utilización.
Capacidade de lubricación

O axuste entre as partes móbiles dun sistema hidráulico debe permitir o
suficiente xogo como para que entre os materiais exista unha capa de fluído,
tal como se amosa na figura.




Se o aceite ten unha viscosidade axeitada poderase evitar que as
imperfeccións das superficies metálicas contacten.
Resistencia á oxidación

Os aceites derivados do petróleo son moi susceptibles á oxidación, xa que o
osíxeno atmosférico do aire disolto no aceite combínase facilmente co carbono
e o hidróxeno.

Os produtos en contacto co aceite poden ser solubles ou insolubles nel.

Os produtos solubles producen reaccións que forma goma ou lodos que, pola
súa acidez, poden provocar a corrosión do sistema á vez que aumentan a
viscosidade do aceite.
Os produtos insolubles taponan os orificios, aumentan o desgaste facendo
que as válvulas se agarroten.

Como elementos activadores desta oxidación do aceite atópanse o calor, a
presión, os contaminantes, a auga, as superficies metálicas e a axitación,
aínda que o factor máis importante é a temperatura. Cada aumento de 10 ºC
dobra a velocidade de oxidación, aínda que por debaixo de 57 ºC
practicamente non ten influencia.
Principios físicos fundamentais

A hidráulica basease nos principios da hidrostática e da hidrodinámica, que
constitúen unha rama da física coñecida como mecánica de fluídos, neste caso
aplicada aos líquidos.
Principio de Pascal
                  A lei de Pascal, enunciada de forma sinxela, di: a
                  P aplicada a un fluído confinado transmítese
                  integramente en tódalas direccións i exerce forzas
                  iguais sobre áreas iguais, actuando estas forzas
                  normalmente ás paredes do recipiente.
                  Unha   botella   chea   de   auga    rompera    si
                  introducimos un tapón na cámara. Posto que o
                  líquido é incompresible, e transmite a presión
                  aplicada ao tapón a todo o recipiente, o resultado
                  é unha forza considerablemente maior sobre unha
                  área superior á do tapón. Así, é posible romper o
                  fondo da botella empuxando o tapón cunha forza
                  moderada.
Principio de Pascal. A prensa hidráulica

                  Nos primeiros anos da revolución industrial, un
                  mecánico británico, Joseph Bramah, empregou o
                  descubrimento de Pascal para desenvolver unha
                  prensa hidráulica.
                  Si se teñen dous cilindros de diferente sección
                  unidos entre si por unha condución, e se aplica
                  unha forza F1 sobre o émbolo de menor sección,
                  como a presión se transmite en tódalas direccións
                  por igual:
Principio de Pascal. A prensa hidráulica

                        Esta ecuación é o fundamento da prensa
                        hidráulica, co que se permite incrementar a forza
                        ao aumentar a sección do émbolo. Agora ben, o
                        desprazamento do émbolo de menor diámetro
                        debe ser superior ao do émbolo de maior
                        superficie, polo que, como indica a figura, débese
                        dispoñer dun depósito auxiliar para desprazar o
                        émbolo maior con varias emboladas ou carreiras
                        do menor. En concreto, posto que os volumes de
                        líquido que saen do cilindro menor teñen que ser
                        igual ao volume que chega ao maior:
Exercicio

Un cilindro de prensa ten unha sección de 2,5 cm2 e unha carreira de 7 cm.
Exércese sobre el unha forza de 50 N e quérese determinar cal será a forza
resultante sobre o outro cilindro, que ten 150 cm2, así como o número de
emboladas precisa para que se produza un desprazamento de 10 cm.
Lei de continuidade




Estamos tratando líquidos incompresibles e, polo tanto, con densidade
constante, de tal xeito que si por unha condución con diferentes seccións
circula de forma continua o noso líquido, por cada tramo de condución pasarán
os mesmos volumes por unidade de tempo, é dicir, será igual o caudal de
ambas seccións.




Para seccións circulares:
Exercicio

Por unha conducción que presenta un diámetro de 30 mm circula un caudal de
30 l/min de líquido. Determine a velocidade media de paso. Cal sería esta
velocidade si o diámetro da condución diminúe ata 10 mm?
Potencia hidráulica
A potencia necesaria nunha bomba hidráulica pódese determinar mediante a
seguinte expresión:

    P: Potencia (W).
    p: Presión (N/m2 )
    Q: Caudal (m3/s)
    η: Rendemento (varía entre 0,75 e 0,95)

Un sistema ou instalación hidráulica que emprega o impacto ou enerxía
cinética do líquido para obter enerxía aproveitable, denomínase sistema
hidrodinámico. Como o caso dunha turbina nun salto de auga.

Cando o sistema é accionado por unha forza
aplicada a un líquido contido nun recipiente
pechado denomínase sistema hidrostático.
Exercicio

Un sistema hidráulico debe proporcionar unha presión de traballo de 80 kp/
cm2 e un caudal máximo de 100 l/min. Determine a potencia, supoñendo un
rendemento do 80%. Exprese o resultado en kW e CV.
Perda de carga

A perda de carga ou caída de presión é a diminución de presión que
experimenta un líquido ao circular por un conduto. É desexable que as perdas
de carga sexan o máis pequenas posibles.
No caso de que nalgunha condución ocorran perdas de carga, haberá que ter
en conta o seu valor para o dimensionado dos demais elementos.
Exercicio

Dispoñemos dun cilindro hidráulico das seguintes características:
Diámetro de tubaria 3/8’’
Velocidade do aceite hidráulico: 2,5 m/s a unha presión de 50 kp/cm2.
Densidade do aceite hidráulico 0,9 kg/L.
Calcule:
a) O caudal que atravesa a tubaria.
b) A potencia absorbida, supoñendo un rendemento do 75%.
Vantaxes da hidráulica. Instalacións hidráulicas

Fácil regulación da velocidade. Ao ser o aceite un fluído incompresible, non
ten lugar os efectos que se producen na pneumática, e que fan difícil unha
regulación de velocidade estable. Co aceite é posible obter cambios
infinitamente variables da velocidade dos actuadores hidráulicos, xa sexan
rotativos ou lineais, ben variando o caudal de subministro da bomba, ou ben
usando válvulas de control de caudal, o que é máis frecuente.
A reversibilidade dos accionamentos debe pasar xeralmente por un punto
morto antes de inverter o sentido de marcha a fin de decelerar e acelerar. Nun
mecanismo hidráulico non é preciso, pódese inverter instantaneamente.
Coa utilización dunha válvula limitadora de presión pódese protexer o conxunto
contra calquera sobrecargar. Cando a forza ou o par pasan dun valor, a presión
aumenta e a válvula actúa liberando presión.
Debido á incompresibilidade do líquido, un actuador hidráulico pode deterse en
Elementos de potencia. Bombas hidráulicas
As   bombas hidráulicas son os elementos que se encargan de impulsar o
caudal hidráulico transformando a enerxía mecánica en hidráulica. Existen
dous tipos:
Hidrodinámicas: Son bombas de tipo turbina. A súa capacidade de presión
depende da velocidade de rotación, e non existe unha separación física entre a
entrada e a saída; de feito, é posible bloquealas sen risco. Empréganse
soamente para mover o fluído dun punto a outro, pero non como elementos de
presión nun circuíto hidráulico, pois, aínda que poden mover grandes caudais,
a presión de traballo é pequena.
Hidrostáticas: Son as empregadas nos sistemas hidráulicos para a
automatización. Subministran unha cantidade de fluído en cada carreira ou
ciclo independentemente da presión de saída.
Características das bombas
É interesante coñecer as seguintes características, que os fabricantes
subministran nos seus catálogos:
Valor nominal da presión. É a presión de traballo para a que está fabricada a
bomba. As bombas hidrostáticas poden traballar a altas presións soamente con
tarar a válvula de seguridade a un valor maior, pero unicamente se deben
empregar dentro dos seus valores de deseño, para non dañalas ou diminuír a
súa duración.
Caudal. Sóese expresar en l/min. É un valor orientativo, pois pode variar coa
frecuencia de rotación. Non obstante, débese manter no valor nominal que
indica o fabricante.
Desprazamento. É o volume de líquido bombeado nunha volta completa. O
produto deste polas revolucións dará o caudal. Así como o caudal pode variar
coas revolucións, o desprazamento é unha constante construtiva ou de deseño
da máquina que non pode variar salvo que se cambien elementos.
Características das bombas
Rendemento volumétrico. É o caudal teórico que subministra a presión de
traballo para a que está fabricada a bomba. As bombas hidrostáticas poden
traballar a altas presións soamente con tarar a válvula de seguridade a un valor
maior, pero unicamente se deben empregar dentro dos seus valores de
deseño, para non dañalas ou diminuír a súa duración.
Caudal. Sóese expresar en l/min. É un valor orientativo, pois pode variar coa
frecuencia de rotación. Non obstante, débese manter no valor nominal que
indica o fabricante.
Desprazamento. É o volume de líquido bombeado nunha volta completa. O
produto deste polas revolucións dará o caudal. Así como o caudal pode variar
coas revolucións, o desprazamento é unha constante construtiva ou de deseño
da máquina que non pode variar salvo que se cambien elementos.
Bomba de engranaxes

A bomba de engranaxes é a máis empregada nos
mandos hidráulicos, especialmente móbiles, pola súa
sinxeleza i economía, a pesar do baixo rendemento.


As cámaras de desprazamento fórmanse entre os dentes de dúas rodas
dentadas xemelgas, limitadas pola parede interna da carcasa.
A presión de servizo pode chegar a 200 kp/cm2(aproximadamente 200 bar), e o
rango de rotacións de 500 a 6.000 rpm.
Bomba de tornillo

As bombas de tornillo están construídas por
dous ou tres tornillos helicoidais que engranan
e axustan perfectamente entre si e coa carcasa
que os envolve.


O tornillo motor transmite o movemento aos outros (deben ter diferentes
sentidos de rosca), e o aceite sofre unha traslación axial. O caudal condúcese
de maneira uniforme e sen vibracións. Por iso, son bombas moi silenciosas.
Bomba de paletas

Este tipo de bombas constrúese en versión de caudal
regulable. Para iso, o rotor ou estator poden posuír un
desprazamento    regulable    (e).   Iso   complica   a   súa
execución e son máis caras.
Bomba de pistóns
Existen dous tipos, pistóns axiais e pistóns radiais.
Son precisas polas elevadas esixencias de presións podendo chegar a 700
kp/cm2. A cilindrada sen embargo, é pequena, de 0,5 a 100 cm3, e as
revolucións de 1.000 a 3.000 rpm. O rendemento volumétrico é próximo ao
95%.
A bomba de pistóns radiais consta dunha carcasa
e dun rotor onde van montados os pistóns en
estrela. Pódese modificar a cámara variando a
excentricidade, co que se modifica a carreira dos
pistóns e, polo tanto, o caudal. Os pistóns absorben
o aceite ao expandires e expúlsano ao comprimirse.

A bomba de pistóns axiais diferénciase da anterior en que os pistóns se
moven en dirección axial en lugar de radial.
A unidade hidráulica.
  Depósito, filtro, manómetro, válvulas.

A unidade hidráulica é o elemento do circuíto
hidráulico onde se xera a potencia hidráulica
(presión e caudal).
Soe presentarse nun bloque pechado que contén
o depósito, a bomba, o motor de acionamento, as
válvulas de seguridade, un manómetro, filtro, i en
ocasións, un radiador para eliminar o exceso de
calor do aceite.
Tamén se soe dispoñer dunha mirilla para
observar o nivel de líquido..
O filtro é o elemento da unidade hidráulica
encargado de eliminar as partículas sólidas que se
forman e que o aceite arrastra na súa circulación. Si
ademais    se   incorpora   un   imán,   as   partículas
metálicas quedarán adheridas a el.




O manómetro é un aparato que se encarga de medir
a presión á que se atopa o aceite que sae da
unidade hidráulica. O muelle tubular (1) é deformado
pola presión e arrastra o piñón solidario á agulla (2).
A escala (3) marca a presión.
As válvulas, utilízanse dúas, unha de peche e outra limitadora de presión.
A primeira soamente abre ou pecha o paso de aceite.
En cambio, a segunda pode regular a presión de servizo i en caso de
superarse dita presión, prodúcese unha descarga automática do aceite ao
depósito.
Elementos de distribución e regulación. Válvulas.
As válvulas son os elementos que serven para gobernar os sistemas
hidráulicos.
Mediante as válvulas hidráulicas regúlase a presión, bloquease o paso do
fluído e gobérnanse os elementos de traballo. Pódense clasificar segundo a
súa función, en varios tipos.

 Válvulas distribuidoras           Rotativas, axiais, piloto, antirretorno,…
 Válvulas reguladoras de caudal    Estranguladoras, temporizadoras, parada-marcha.
 Válvulas reguladoras de presión   De seguridade, de derivación, redutoras de presión.


Estas válvulas represéntanse por símbolos nos circuítos hidráulicos que están
normalizados segundo a norma ISO 1219.
Ao contrario que en pneumática, aquí debe dispoñerse de condutos de retorno
para facer regresar o aceite ao depósito. Para evitar a realización nos
esquemas de tubarias de retorno indícase xunto ao escape o símbolo R.
Válvulas distribuidoras.


Son elementos hidráulicos que dirixen o paso do aceite facendo posible o
goberno dos órganos de traballo.
En ocasións, tamén se empregan para gobernar (pilotar) outras válvulas dentro
do circuíto hidráulico. Así, unha válvula de menor tamaño cambia as posicións
doutras de maior tamaño quer requiren máis esforzo para o seu cambio de
estado. A esta ultima denomínase válvula pilotada.
En canto ao seu funcionamento, as válvulas distribuidoras de hidráulica
compórtanse de forma idéntica ás de pneumática.
Válvulas de caudal.

As válvulas de caudal ou de estrangulación son elementos de goberno
hidráulico que se utilizan para modificar a velocidade dos elementos de traballo
variando o caudal de alimentación. Para iso estrangúlase o orificio de paso en
razón directa á velocidade desexada. Estas válvulas pódense dividir en:
        Válvulas reguladoras de caudal fixo.
        Válvulas reguladoras de caudal variable.
Válvulas de caudal.

As válvulas de caudal ou de estrangulación son elementos de goberno
hidráulico que se utilizan para modificar a velocidade dos elementos de traballo
variando o caudal de alimentación.

Para iso estrangúlase o orificio de paso en razón directa á velocidade
desexada.

Estas válvulas pódense dividir en:

        Válvulas reguladoras de caudal fixo.

        Válvulas reguladoras de caudal variable.
Válvulas reguladoras de caudal fixo.
Estas válvula ofrecen unha sección constante ao paso do fluído. A súa
construción é bastante sinxela.

A resistencia hidráulica que orixina un orificio estreito de sección constante
permite un aumento de presión. Isto orixina que unha parte de caudal se derive
a través doutro circuíto (válvula limitadora de presión) que se sitúa previamente
a esta válvula. En consecuencia, o volume de fluído redúcese nesta parte da
tubaria, xa que a redución de sección orixina unha resistencia.

Esta válvula emprégase para modificar de forma
sinxela a velocidade dos órganos de traballo cando
as condicións de presión son bastante constantes.
Non obstante, a misión realízaa a válvula limitadora
de   presión   que   debe   acompañar     á   válvula
reguladora.
Válvulas reguladoras de caudal variable.




Estas válvulas producen unha resistencia hidráulica axustable.

O aceite a presión pasa a través dun orificio de estrangulación que presenta
unha sección variable por medio do parafuso de regulación. Ao variar a
sección, varía tamén o caudal e, pola lei de continuidade, a velocidade do
fluído.

Estas válvulas empréganse para axustar o caudal, o que significa que se pode
modificar con sinxeleza a velocidade dos órganos de traballo, como por
exemplo, a velocidade de avance dun dispositivo de fixación sen efectuar
cambios no circuíto.
Regulación do caudal en función da variación de presión.
Na entrada ou na saída das válvulas reguladoras de caudal poden producirse
variacións na presión. Estas variacións prodúcense pola conexión e
desconexión de elementos hidráulicos con diversas cargas de traballo.


                           Segundo a figura, o orificio de entrada S1, a través
                           do parafuso de estrangulación, regula o caudal.

                           A saída do fluído realízase por S2.

                           Ao variar por calquera circunstancia a presión, o
                           émbolo de regulación e o resorte de compresión
                           mantén o caudal.
Regulación do caudal en función da variación de presión.
Na entrada ou na saída das válvulas reguladoras de caudal poden producirse
variacións na presión. Estas variacións prodúcense pola conexión e
desconexión de elementos hidráulicos con diversas cargas de traballo.
Válvulas reguladoras de caudal con antirretorno.


Este tipo de válvulas regulan o paso do fluído nun sentido e deixan que este
circule libremente no sentido contrario.
Válvulas reguladoras de presión.

As válvulas de regulación da presión son elementos de goberno hidráulicos
que acondicionan a presión da instalación a unha presión constante de
traballo.

Loxicamente, o acondicionamento ou regulación é posible cando a presión de
traballo é menor que a da instalación. Hai dúas clases de válvulas reguladoras
de presión:

            Válvulas reguladoras de presión.

            Válvulas limitadoras de presión.
Válvulas reguladoras de presión.
O emprego destas válvulas ten por obxecto limitar a
presión de traballo a un valor máximo admisible.
Trátase dun dispositivo de protección dos circuítos
hidráulicos contra as sobrecargas.

O resorte regulable comprime o obturador contra o seu
asento e pecha o paso ao fluído. Si a presión deste
aumenta ata un valor tal que supera a reacción do
resorte, ábrese o paso de entrada e o fluído diríxese ao
escape T que descarga ao depósito ou tanque.

Esta válvula é moi empregada para limitar ou asegurar unha presión máxima
de traballo. Debe colocarse inmediatamente detrás da bomba, co obxecto de
evitar así accidentes por un exceso de presión. Tamén se denominan válvulas
de seguridade.
Elementos de traballo. Cilindros e motores.

Os elementos de traballo serven para converter a enerxía de presión nun
movemento de traballo.

Os lineais sóense denominar cilindros e os rotativos motores.
Cilindros de simple efecto

Os cilindros hidráulicos transforman a enerxía de presión do fluído nun
movemento rectilíneo.

Cando o impulso activo do fluído prodúcese só nun sentido, o cilindro chámase
de simple efecto. A recuperación efectúase por resorte debido a unha acción
externa.

Estes cilindros empréganse para levantar suxeitar, introducir, expulsar, etc.; e
en xeral, cando se precisa un traballo de compresión.
Cilindros de dobre efecto
Ao igual que o de simple efecto, o cilindro de dobre efecto realiza un traballo en
sentido lineal. A diferenza estriba en que o de dobre efecto realiza traballo tanto
na carreira de avance como no retroceso.




O funcionamento e compoñentes son iguais aos dos cilindros pneumáticos.

Algúns cilindros levan amortiguadores para reducir a velocidade de
desprazamento do vástago cando chega esta aos seus límites de carreira. Así
evítanse posibles avarías por impactos. Isto conséguese cun estrangulamento
ao final da carreira, o que aumenta as forzas de fricción viscosa.
Motores hidráulicos.


O motor hidráulico entrega un par motor no eixe de saída. Por esta razón,
converte a enerxía hidráulica en enerxía mecánica. O seu funcionamento, en
principio é inverso ao das bombas.

O motor é accionado polo líquido a presión que lle manda a bomba e, a súa
vez, actúa mecanicamente sobre a carga mediante un movemento xiratorio.

Sóense empregar motores de engranaxes, de paletas e de pistóns. A súa
configuración é semellante á das bombas da mesma denominación.
Motores hidráulicos
Motores engranaxes

Empréganse bastante por ser sinxelos i económicos. Son de tamaño reducido
e facilmente acoplables. Xiran en ambos sentidos e non se pode variar o
volume da cámara. Fabrícanse con dous tipos de engranaxes: internos i
externos.

Motores de paletas

Son motores de emprego moi frecuente.

Motores de pistóns

Son os máis empregados por as súas excelentes características. Hainos de
pistóns radiais e axiais, e de cilindrada fixa e variable.

A igualdade de potencia, como a súa velocidade é inferior á dos motores
eléctricos, o par que entregan os motores hidráulicos é moi superior á dos
eléctricos.
Simboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulica
Exemplos de aplicación              Goberno dun cilindro de simple efecto

Como é habitual, hai un conxunto composto por un motor e
unha bomba, ademais dunha válvula limitadora de presión
que eleva a presión do aceite necesario na instalación ata a
presión de traballo, que é o valor que indica o manómetro.

O cilindro de simple efecto é accionado por unha
válvula 3/2 de accionamento mecánico e retorno
por muelle. Que normalmente está pechada.

Ao ser accionada está válvula conmuta
a súa posición e permite o paso do
fluído cara o cilindro, co que este
avanza. Cando a válvula volve ser
conmutada, o aceite a presión sae do
cilindro.
Mando dun cilindro de dobre efecto mediante válvula distribuidora 4/2
Mando dun cilindro de dobre efecto mediante válvula distribuidora 4/3
                                      A válvula 4/3 ofrece a particularidade
                                      de que, cando está na posición
                                      central, o aceite pasa directamente
                                      ao depósito.
                                      Ao accionar á posición 1, a válvula
                                      conecta a entrada de presión P co
                                      conduto de traballo B e o conduto A
                                      co escape ao depósito R; co que o
                                      vástago do cilindro avanza.
                                      Si se acciona a posición 3 ocorre o
                                      contrario, conectase P con A e B co
                                      escape, co que o cilindro retrocede.
                                      Si en calquera momento se conmuta
                                      a válvula á posición 2, o movemento
                                      do cilindro interrompese.
Regulación da velocidade de avance dun cilindro




                                  A     regulación    de     velocidade
                                  conséguese poñendo unha válvula de
                                  regulación de caudal na entrada do
                                  cilindro, co que, ademais, o aceite do
                                  retorno do cilindro ten unha presión
                                  menor.
Regulación do caudal de entrada


                                  O cilindro de dobre efecto accionase
                                  cunha válvula 4/3 de acionamento
                                  manual      e   con    enclavamento,
                                  normalmente pechada.


                                  Neste caso, a regulación, de caudal
                                  conséguese cunha válvula limitadora
                                  de presión, colocada á saída do
                                  cilindro.
Regulador de presión
                       Ao     conmutar       a     válvula
                       distribuidora       4/3         con
                       accionamento mecánico e que
                       está pechada normalmente, o
                       aceite que non pode circular a
                       través do antirretorno é obrigado
                       a atravesar a válvula reguladora
                       de presión, co que se garante un
                       nivel de presión constante no
                       avance do cilindro. Na carreira
                       contraria do cilindro (retroceso), o
                       aceite da cámara do lado do
                       émbolo     pasa     pola    válvula
                       antirretorno.

Mais conteúdo relacionado

Mais de Ana Alvarez

Simboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulicaSimboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulicaAna Alvarez
 
Boletín de problemas de hidráulica
Boletín de problemas de hidráulicaBoletín de problemas de hidráulica
Boletín de problemas de hidráulicaAna Alvarez
 
Simboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulicaSimboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulicaAna Alvarez
 
Simboloxía neumática
Simboloxía neumáticaSimboloxía neumática
Simboloxía neumáticaAna Alvarez
 
Exercicios pneumática
Exercicios pneumáticaExercicios pneumática
Exercicios pneumáticaAna Alvarez
 
Circuítos kirchhoff
Circuítos kirchhoffCircuítos kirchhoff
Circuítos kirchhoffAna Alvarez
 
Máquinas eléctricas
Máquinas eléctricasMáquinas eléctricas
Máquinas eléctricasAna Alvarez
 
Exame electricidade
Exame electricidadeExame electricidade
Exame electricidadeAna Alvarez
 
Boletín de problemas electricidade 3
Boletín de problemas electricidade 3Boletín de problemas electricidade 3
Boletín de problemas electricidade 3Ana Alvarez
 
Boletín de problemas electricidade 2
Boletín de problemas electricidade 2Boletín de problemas electricidade 2
Boletín de problemas electricidade 2Ana Alvarez
 
Boletin de problemas electricidade 1
Boletin de problemas electricidade 1Boletin de problemas electricidade 1
Boletin de problemas electricidade 1Ana Alvarez
 

Mais de Ana Alvarez (14)

Simboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulicaSimboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulica
 
Boletín de problemas de hidráulica
Boletín de problemas de hidráulicaBoletín de problemas de hidráulica
Boletín de problemas de hidráulica
 
Neumatica 2
Neumatica 2Neumatica 2
Neumatica 2
 
Simboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulicaSimboloxía hidráulica
Simboloxía hidráulica
 
Simboloxía neumática
Simboloxía neumáticaSimboloxía neumática
Simboloxía neumática
 
Pneumatica 2
Pneumatica 2Pneumatica 2
Pneumatica 2
 
Exercicios pneumática
Exercicios pneumáticaExercicios pneumática
Exercicios pneumática
 
Circuítos kirchhoff
Circuítos kirchhoffCircuítos kirchhoff
Circuítos kirchhoff
 
Máquinas eléctricas
Máquinas eléctricasMáquinas eléctricas
Máquinas eléctricas
 
Electricidade
ElectricidadeElectricidade
Electricidade
 
Exame electricidade
Exame electricidadeExame electricidade
Exame electricidade
 
Boletín de problemas electricidade 3
Boletín de problemas electricidade 3Boletín de problemas electricidade 3
Boletín de problemas electricidade 3
 
Boletín de problemas electricidade 2
Boletín de problemas electricidade 2Boletín de problemas electricidade 2
Boletín de problemas electricidade 2
 
Boletin de problemas electricidade 1
Boletin de problemas electricidade 1Boletin de problemas electricidade 1
Boletin de problemas electricidade 1
 

Hidráulica

  • 1. HIDRÁULICA A hidráulica é unha ciencia que estivo ligada permanentemente á humanidade. As súas primeiras aplicacións técnicas van dende o arrastre de troncos por un río, pasando pola roda hidráulica que tivo unha gran difusión na antiga Roma. Tras estas primeiras aplicacións dun sistema hidráulico como elemento produtor de enerxía, na maquinaria da industria moderna ten unha gran difusión como elemento de transmisión desta enerxía, tanto para pequenos como grandes esforzos ou amplas variacións de velocidade. Na industria do automóbil introduciuse o sistema do freo hidráulico e a dirección hidráulica que facilitou notablemente o manexo da dirección co volante.
  • 2. Co desenvolvemento industrial, o emprego do fuxo hidráulico como elemento de acionamento e goberno de máquinas substitúe, con vantaxe , a unha serie de órganos mecánicos convencionais tales como: pancas, arbores de transmisión, husillos de avance, engrenaxes,…; de tal maneira que se reducen problemas de desgaste e mantemento, ademais de estar exentos de vibracións e ser moi fácil a regulación de velocidade. Os coñecementos científicos da rama hidráulica comezaron a desenvolverse no século XVII, baseándose no principio descuberto polo científico francés Blaise Pascal, segundo o cal un fluído confinado pode transmitir enerxía multiplicando a forza e modificando o desprazamento.
  • 3. Os circuítos oleohidráulicos (tamén chamados hidráulicos) teñen a vantaxe de transmitir altísimas presións, polo que a potencia transmitida é moitísimo maior que no caso da pneumática. O fluído empregado é un aceite especial que lubrica e transmite potencia. A diferenza máis significativa con respecto á pneumática é que o fluído non se comprime como o aire, polo que os pistóns hidráulicos pódense deter en calquera punto do percorrido e permanecerán aí pase o que pase coa carga que transporta. Así mesmo, o control de caudal, e polo tanto o de velocidade dos cilindros, é moito máis sinxelo i eficaz. Os elementos dun circuíto hidráulico son análogos aos pneumáticos; de feito, emprégase unha simboloxía semellante, aínda que os elementos sexan fisicamente distintos.
  • 4.
  • 5. Fluídos hidráulicos.Propiedades Densidade Defínese como o cociente entre a masa e o volume que ocupa esta masa. m ρ: Densidade (kg/ m3) V m: masa (kg) V : volume (m3) Os líquidos son fluídos incompresibles ao contrario que os gases. O aceite hidráulico comprímese aproximadamente un 0,5% a unha presión de 70 kp/cm2 , o que é desprezable. Isto implica que a súa densidade permanece constante. Ao igual que os gases, carecen de forma propia e adoptan a forma do recipiente onde se aloxan.
  • 6. Presión de vapor A evaporación dos líquidos prodúcese porque a súas moléculas escapan da súa superficie. Si pechamos ao líquido nun espazo, as moléculas do vapor xerado exerce unha presión parcial en dito espazo que se denomina presión de vapor. En equilibrio, o número de moléculas que saen do líquido en forma de vapor coincide coas que se condensan. Este feito depende só da temperatura. Se a presión arredor do líquido coincide coa de vapor, o líquido ferve. Pode suceder que no movemento de líquidos se produzan presión moi baixas nalgúns lugares. Se esta presión é menor ou igual que a de vapor, o líquido transfórmase en vapor, e fórmanse bolsas de vapor que se retiran da súa zona de orixe e se converten de novo en líquido. Este é o fenómeno de cavitación, e ten como consecuencia a erosión das partes metálicas de bombas e turbinas.
  • 7. Viscosidade Atribúese a viscosidade ao frotamento interior entre as moléculas dun fluído. Representa unha medida da resistencia do fluído ao movemento. Si un fluído circula facilmente dicimos que a viscosidade é baixa, pola contra si o fluído circula con dificultade, terá unha viscosidade alta. No caso de líquidos a viscosidade diminúe coa temperatura. Unha viscosidade elevada sería desexable pois, así manteríase a estanquidade nos peches e racores, pero se fora excesiva, teríamos unha alta fricción co que aumentaría a potencia consumida.
  • 8. Índice de viscosidade A finalidade deste índice consiste en sinalar a variación da viscosidade dun líquido cos cambios de temperatura. Si un líquido se fai moi viscoso a temperaturas baixas e moi fluído a temperaturas altas, posúe un índice de viscosidade moi baixo (varía moito a viscosidade). Pola contra, cando a viscosidade dun líquido se mantén case inalterable cos cambios de temperatura, o seu índice é moi alto (varía pouco a viscosidade). Os aditivos químicos, así como as técnicas de refinado, conseguiron aceites con índices de viscosidade superiores a 100. Si se traballa con variacións de temperatura convén empregar un índice de viscosidade elevado, pero si a máquina funciona a temperatura case constante o índice de viscosidade carece de importancia.
  • 9. Punto de fluidez O punto de fluidez é a temperatura máis baixa á que un líquido pode fluír. Nun aceite hidráulico, a comprobación desta especificación terá unha gran importancia cando a súa utilización se produce a temperaturas moi baixas. Como regra, o punto de fluidez soe estar 10 ºC por debaixo da temperatura máis baixa de utilización.
  • 10. Capacidade de lubricación O axuste entre as partes móbiles dun sistema hidráulico debe permitir o suficiente xogo como para que entre os materiais exista unha capa de fluído, tal como se amosa na figura. Se o aceite ten unha viscosidade axeitada poderase evitar que as imperfeccións das superficies metálicas contacten.
  • 11. Resistencia á oxidación Os aceites derivados do petróleo son moi susceptibles á oxidación, xa que o osíxeno atmosférico do aire disolto no aceite combínase facilmente co carbono e o hidróxeno. Os produtos en contacto co aceite poden ser solubles ou insolubles nel. Os produtos solubles producen reaccións que forma goma ou lodos que, pola súa acidez, poden provocar a corrosión do sistema á vez que aumentan a viscosidade do aceite.
  • 12. Os produtos insolubles taponan os orificios, aumentan o desgaste facendo que as válvulas se agarroten. Como elementos activadores desta oxidación do aceite atópanse o calor, a presión, os contaminantes, a auga, as superficies metálicas e a axitación, aínda que o factor máis importante é a temperatura. Cada aumento de 10 ºC dobra a velocidade de oxidación, aínda que por debaixo de 57 ºC practicamente non ten influencia.
  • 13. Principios físicos fundamentais A hidráulica basease nos principios da hidrostática e da hidrodinámica, que constitúen unha rama da física coñecida como mecánica de fluídos, neste caso aplicada aos líquidos.
  • 14. Principio de Pascal A lei de Pascal, enunciada de forma sinxela, di: a P aplicada a un fluído confinado transmítese integramente en tódalas direccións i exerce forzas iguais sobre áreas iguais, actuando estas forzas normalmente ás paredes do recipiente. Unha botella chea de auga rompera si introducimos un tapón na cámara. Posto que o líquido é incompresible, e transmite a presión aplicada ao tapón a todo o recipiente, o resultado é unha forza considerablemente maior sobre unha área superior á do tapón. Así, é posible romper o fondo da botella empuxando o tapón cunha forza moderada.
  • 15. Principio de Pascal. A prensa hidráulica Nos primeiros anos da revolución industrial, un mecánico británico, Joseph Bramah, empregou o descubrimento de Pascal para desenvolver unha prensa hidráulica. Si se teñen dous cilindros de diferente sección unidos entre si por unha condución, e se aplica unha forza F1 sobre o émbolo de menor sección, como a presión se transmite en tódalas direccións por igual:
  • 16. Principio de Pascal. A prensa hidráulica Esta ecuación é o fundamento da prensa hidráulica, co que se permite incrementar a forza ao aumentar a sección do émbolo. Agora ben, o desprazamento do émbolo de menor diámetro debe ser superior ao do émbolo de maior superficie, polo que, como indica a figura, débese dispoñer dun depósito auxiliar para desprazar o émbolo maior con varias emboladas ou carreiras do menor. En concreto, posto que os volumes de líquido que saen do cilindro menor teñen que ser igual ao volume que chega ao maior:
  • 17. Exercicio Un cilindro de prensa ten unha sección de 2,5 cm2 e unha carreira de 7 cm. Exércese sobre el unha forza de 50 N e quérese determinar cal será a forza resultante sobre o outro cilindro, que ten 150 cm2, así como o número de emboladas precisa para que se produza un desprazamento de 10 cm.
  • 18. Lei de continuidade Estamos tratando líquidos incompresibles e, polo tanto, con densidade constante, de tal xeito que si por unha condución con diferentes seccións circula de forma continua o noso líquido, por cada tramo de condución pasarán os mesmos volumes por unidade de tempo, é dicir, será igual o caudal de ambas seccións. Para seccións circulares:
  • 19. Exercicio Por unha conducción que presenta un diámetro de 30 mm circula un caudal de 30 l/min de líquido. Determine a velocidade media de paso. Cal sería esta velocidade si o diámetro da condución diminúe ata 10 mm?
  • 20. Potencia hidráulica A potencia necesaria nunha bomba hidráulica pódese determinar mediante a seguinte expresión: P: Potencia (W). p: Presión (N/m2 ) Q: Caudal (m3/s) η: Rendemento (varía entre 0,75 e 0,95) Un sistema ou instalación hidráulica que emprega o impacto ou enerxía cinética do líquido para obter enerxía aproveitable, denomínase sistema hidrodinámico. Como o caso dunha turbina nun salto de auga. Cando o sistema é accionado por unha forza aplicada a un líquido contido nun recipiente pechado denomínase sistema hidrostático.
  • 21. Exercicio Un sistema hidráulico debe proporcionar unha presión de traballo de 80 kp/ cm2 e un caudal máximo de 100 l/min. Determine a potencia, supoñendo un rendemento do 80%. Exprese o resultado en kW e CV.
  • 22. Perda de carga A perda de carga ou caída de presión é a diminución de presión que experimenta un líquido ao circular por un conduto. É desexable que as perdas de carga sexan o máis pequenas posibles. No caso de que nalgunha condución ocorran perdas de carga, haberá que ter en conta o seu valor para o dimensionado dos demais elementos.
  • 23. Exercicio Dispoñemos dun cilindro hidráulico das seguintes características: Diámetro de tubaria 3/8’’ Velocidade do aceite hidráulico: 2,5 m/s a unha presión de 50 kp/cm2. Densidade do aceite hidráulico 0,9 kg/L. Calcule: a) O caudal que atravesa a tubaria. b) A potencia absorbida, supoñendo un rendemento do 75%.
  • 24. Vantaxes da hidráulica. Instalacións hidráulicas Fácil regulación da velocidade. Ao ser o aceite un fluído incompresible, non ten lugar os efectos que se producen na pneumática, e que fan difícil unha regulación de velocidade estable. Co aceite é posible obter cambios infinitamente variables da velocidade dos actuadores hidráulicos, xa sexan rotativos ou lineais, ben variando o caudal de subministro da bomba, ou ben usando válvulas de control de caudal, o que é máis frecuente. A reversibilidade dos accionamentos debe pasar xeralmente por un punto morto antes de inverter o sentido de marcha a fin de decelerar e acelerar. Nun mecanismo hidráulico non é preciso, pódese inverter instantaneamente. Coa utilización dunha válvula limitadora de presión pódese protexer o conxunto contra calquera sobrecargar. Cando a forza ou o par pasan dun valor, a presión aumenta e a válvula actúa liberando presión. Debido á incompresibilidade do líquido, un actuador hidráulico pode deterse en
  • 25. Elementos de potencia. Bombas hidráulicas As bombas hidráulicas son os elementos que se encargan de impulsar o caudal hidráulico transformando a enerxía mecánica en hidráulica. Existen dous tipos: Hidrodinámicas: Son bombas de tipo turbina. A súa capacidade de presión depende da velocidade de rotación, e non existe unha separación física entre a entrada e a saída; de feito, é posible bloquealas sen risco. Empréganse soamente para mover o fluído dun punto a outro, pero non como elementos de presión nun circuíto hidráulico, pois, aínda que poden mover grandes caudais, a presión de traballo é pequena. Hidrostáticas: Son as empregadas nos sistemas hidráulicos para a automatización. Subministran unha cantidade de fluído en cada carreira ou ciclo independentemente da presión de saída.
  • 26. Características das bombas É interesante coñecer as seguintes características, que os fabricantes subministran nos seus catálogos: Valor nominal da presión. É a presión de traballo para a que está fabricada a bomba. As bombas hidrostáticas poden traballar a altas presións soamente con tarar a válvula de seguridade a un valor maior, pero unicamente se deben empregar dentro dos seus valores de deseño, para non dañalas ou diminuír a súa duración. Caudal. Sóese expresar en l/min. É un valor orientativo, pois pode variar coa frecuencia de rotación. Non obstante, débese manter no valor nominal que indica o fabricante. Desprazamento. É o volume de líquido bombeado nunha volta completa. O produto deste polas revolucións dará o caudal. Así como o caudal pode variar coas revolucións, o desprazamento é unha constante construtiva ou de deseño da máquina que non pode variar salvo que se cambien elementos.
  • 27. Características das bombas Rendemento volumétrico. É o caudal teórico que subministra a presión de traballo para a que está fabricada a bomba. As bombas hidrostáticas poden traballar a altas presións soamente con tarar a válvula de seguridade a un valor maior, pero unicamente se deben empregar dentro dos seus valores de deseño, para non dañalas ou diminuír a súa duración. Caudal. Sóese expresar en l/min. É un valor orientativo, pois pode variar coa frecuencia de rotación. Non obstante, débese manter no valor nominal que indica o fabricante. Desprazamento. É o volume de líquido bombeado nunha volta completa. O produto deste polas revolucións dará o caudal. Así como o caudal pode variar coas revolucións, o desprazamento é unha constante construtiva ou de deseño da máquina que non pode variar salvo que se cambien elementos.
  • 28. Bomba de engranaxes A bomba de engranaxes é a máis empregada nos mandos hidráulicos, especialmente móbiles, pola súa sinxeleza i economía, a pesar do baixo rendemento. As cámaras de desprazamento fórmanse entre os dentes de dúas rodas dentadas xemelgas, limitadas pola parede interna da carcasa. A presión de servizo pode chegar a 200 kp/cm2(aproximadamente 200 bar), e o rango de rotacións de 500 a 6.000 rpm.
  • 29. Bomba de tornillo As bombas de tornillo están construídas por dous ou tres tornillos helicoidais que engranan e axustan perfectamente entre si e coa carcasa que os envolve. O tornillo motor transmite o movemento aos outros (deben ter diferentes sentidos de rosca), e o aceite sofre unha traslación axial. O caudal condúcese de maneira uniforme e sen vibracións. Por iso, son bombas moi silenciosas.
  • 30. Bomba de paletas Este tipo de bombas constrúese en versión de caudal regulable. Para iso, o rotor ou estator poden posuír un desprazamento regulable (e). Iso complica a súa execución e son máis caras.
  • 31. Bomba de pistóns Existen dous tipos, pistóns axiais e pistóns radiais. Son precisas polas elevadas esixencias de presións podendo chegar a 700 kp/cm2. A cilindrada sen embargo, é pequena, de 0,5 a 100 cm3, e as revolucións de 1.000 a 3.000 rpm. O rendemento volumétrico é próximo ao 95%. A bomba de pistóns radiais consta dunha carcasa e dun rotor onde van montados os pistóns en estrela. Pódese modificar a cámara variando a excentricidade, co que se modifica a carreira dos pistóns e, polo tanto, o caudal. Os pistóns absorben o aceite ao expandires e expúlsano ao comprimirse. A bomba de pistóns axiais diferénciase da anterior en que os pistóns se moven en dirección axial en lugar de radial.
  • 32. A unidade hidráulica. Depósito, filtro, manómetro, válvulas. A unidade hidráulica é o elemento do circuíto hidráulico onde se xera a potencia hidráulica (presión e caudal). Soe presentarse nun bloque pechado que contén o depósito, a bomba, o motor de acionamento, as válvulas de seguridade, un manómetro, filtro, i en ocasións, un radiador para eliminar o exceso de calor do aceite. Tamén se soe dispoñer dunha mirilla para observar o nivel de líquido..
  • 33. O filtro é o elemento da unidade hidráulica encargado de eliminar as partículas sólidas que se forman e que o aceite arrastra na súa circulación. Si ademais se incorpora un imán, as partículas metálicas quedarán adheridas a el. O manómetro é un aparato que se encarga de medir a presión á que se atopa o aceite que sae da unidade hidráulica. O muelle tubular (1) é deformado pola presión e arrastra o piñón solidario á agulla (2). A escala (3) marca a presión.
  • 34. As válvulas, utilízanse dúas, unha de peche e outra limitadora de presión. A primeira soamente abre ou pecha o paso de aceite. En cambio, a segunda pode regular a presión de servizo i en caso de superarse dita presión, prodúcese unha descarga automática do aceite ao depósito.
  • 35. Elementos de distribución e regulación. Válvulas. As válvulas son os elementos que serven para gobernar os sistemas hidráulicos. Mediante as válvulas hidráulicas regúlase a presión, bloquease o paso do fluído e gobérnanse os elementos de traballo. Pódense clasificar segundo a súa función, en varios tipos. Válvulas distribuidoras Rotativas, axiais, piloto, antirretorno,… Válvulas reguladoras de caudal Estranguladoras, temporizadoras, parada-marcha. Válvulas reguladoras de presión De seguridade, de derivación, redutoras de presión. Estas válvulas represéntanse por símbolos nos circuítos hidráulicos que están normalizados segundo a norma ISO 1219. Ao contrario que en pneumática, aquí debe dispoñerse de condutos de retorno para facer regresar o aceite ao depósito. Para evitar a realización nos esquemas de tubarias de retorno indícase xunto ao escape o símbolo R.
  • 36. Válvulas distribuidoras. Son elementos hidráulicos que dirixen o paso do aceite facendo posible o goberno dos órganos de traballo. En ocasións, tamén se empregan para gobernar (pilotar) outras válvulas dentro do circuíto hidráulico. Así, unha válvula de menor tamaño cambia as posicións doutras de maior tamaño quer requiren máis esforzo para o seu cambio de estado. A esta ultima denomínase válvula pilotada. En canto ao seu funcionamento, as válvulas distribuidoras de hidráulica compórtanse de forma idéntica ás de pneumática.
  • 37. Válvulas de caudal. As válvulas de caudal ou de estrangulación son elementos de goberno hidráulico que se utilizan para modificar a velocidade dos elementos de traballo variando o caudal de alimentación. Para iso estrangúlase o orificio de paso en razón directa á velocidade desexada. Estas válvulas pódense dividir en: Válvulas reguladoras de caudal fixo. Válvulas reguladoras de caudal variable.
  • 38. Válvulas de caudal. As válvulas de caudal ou de estrangulación son elementos de goberno hidráulico que se utilizan para modificar a velocidade dos elementos de traballo variando o caudal de alimentación. Para iso estrangúlase o orificio de paso en razón directa á velocidade desexada. Estas válvulas pódense dividir en: Válvulas reguladoras de caudal fixo. Válvulas reguladoras de caudal variable.
  • 39. Válvulas reguladoras de caudal fixo. Estas válvula ofrecen unha sección constante ao paso do fluído. A súa construción é bastante sinxela. A resistencia hidráulica que orixina un orificio estreito de sección constante permite un aumento de presión. Isto orixina que unha parte de caudal se derive a través doutro circuíto (válvula limitadora de presión) que se sitúa previamente a esta válvula. En consecuencia, o volume de fluído redúcese nesta parte da tubaria, xa que a redución de sección orixina unha resistencia. Esta válvula emprégase para modificar de forma sinxela a velocidade dos órganos de traballo cando as condicións de presión son bastante constantes. Non obstante, a misión realízaa a válvula limitadora de presión que debe acompañar á válvula reguladora.
  • 40. Válvulas reguladoras de caudal variable. Estas válvulas producen unha resistencia hidráulica axustable. O aceite a presión pasa a través dun orificio de estrangulación que presenta unha sección variable por medio do parafuso de regulación. Ao variar a sección, varía tamén o caudal e, pola lei de continuidade, a velocidade do fluído. Estas válvulas empréganse para axustar o caudal, o que significa que se pode modificar con sinxeleza a velocidade dos órganos de traballo, como por exemplo, a velocidade de avance dun dispositivo de fixación sen efectuar cambios no circuíto.
  • 41. Regulación do caudal en función da variación de presión. Na entrada ou na saída das válvulas reguladoras de caudal poden producirse variacións na presión. Estas variacións prodúcense pola conexión e desconexión de elementos hidráulicos con diversas cargas de traballo. Segundo a figura, o orificio de entrada S1, a través do parafuso de estrangulación, regula o caudal. A saída do fluído realízase por S2. Ao variar por calquera circunstancia a presión, o émbolo de regulación e o resorte de compresión mantén o caudal.
  • 42. Regulación do caudal en función da variación de presión. Na entrada ou na saída das válvulas reguladoras de caudal poden producirse variacións na presión. Estas variacións prodúcense pola conexión e desconexión de elementos hidráulicos con diversas cargas de traballo.
  • 43. Válvulas reguladoras de caudal con antirretorno. Este tipo de válvulas regulan o paso do fluído nun sentido e deixan que este circule libremente no sentido contrario.
  • 44. Válvulas reguladoras de presión. As válvulas de regulación da presión son elementos de goberno hidráulicos que acondicionan a presión da instalación a unha presión constante de traballo. Loxicamente, o acondicionamento ou regulación é posible cando a presión de traballo é menor que a da instalación. Hai dúas clases de válvulas reguladoras de presión: Válvulas reguladoras de presión. Válvulas limitadoras de presión.
  • 45. Válvulas reguladoras de presión. O emprego destas válvulas ten por obxecto limitar a presión de traballo a un valor máximo admisible. Trátase dun dispositivo de protección dos circuítos hidráulicos contra as sobrecargas. O resorte regulable comprime o obturador contra o seu asento e pecha o paso ao fluído. Si a presión deste aumenta ata un valor tal que supera a reacción do resorte, ábrese o paso de entrada e o fluído diríxese ao escape T que descarga ao depósito ou tanque. Esta válvula é moi empregada para limitar ou asegurar unha presión máxima de traballo. Debe colocarse inmediatamente detrás da bomba, co obxecto de evitar así accidentes por un exceso de presión. Tamén se denominan válvulas de seguridade.
  • 46. Elementos de traballo. Cilindros e motores. Os elementos de traballo serven para converter a enerxía de presión nun movemento de traballo. Os lineais sóense denominar cilindros e os rotativos motores.
  • 47. Cilindros de simple efecto Os cilindros hidráulicos transforman a enerxía de presión do fluído nun movemento rectilíneo. Cando o impulso activo do fluído prodúcese só nun sentido, o cilindro chámase de simple efecto. A recuperación efectúase por resorte debido a unha acción externa. Estes cilindros empréganse para levantar suxeitar, introducir, expulsar, etc.; e en xeral, cando se precisa un traballo de compresión.
  • 48. Cilindros de dobre efecto Ao igual que o de simple efecto, o cilindro de dobre efecto realiza un traballo en sentido lineal. A diferenza estriba en que o de dobre efecto realiza traballo tanto na carreira de avance como no retroceso. O funcionamento e compoñentes son iguais aos dos cilindros pneumáticos. Algúns cilindros levan amortiguadores para reducir a velocidade de desprazamento do vástago cando chega esta aos seus límites de carreira. Así evítanse posibles avarías por impactos. Isto conséguese cun estrangulamento ao final da carreira, o que aumenta as forzas de fricción viscosa.
  • 49. Motores hidráulicos. O motor hidráulico entrega un par motor no eixe de saída. Por esta razón, converte a enerxía hidráulica en enerxía mecánica. O seu funcionamento, en principio é inverso ao das bombas. O motor é accionado polo líquido a presión que lle manda a bomba e, a súa vez, actúa mecanicamente sobre a carga mediante un movemento xiratorio. Sóense empregar motores de engranaxes, de paletas e de pistóns. A súa configuración é semellante á das bombas da mesma denominación.
  • 50. Motores hidráulicos Motores engranaxes Empréganse bastante por ser sinxelos i económicos. Son de tamaño reducido e facilmente acoplables. Xiran en ambos sentidos e non se pode variar o volume da cámara. Fabrícanse con dous tipos de engranaxes: internos i externos. Motores de paletas Son motores de emprego moi frecuente. Motores de pistóns Son os máis empregados por as súas excelentes características. Hainos de pistóns radiais e axiais, e de cilindrada fixa e variable. A igualdade de potencia, como a súa velocidade é inferior á dos motores eléctricos, o par que entregan os motores hidráulicos é moi superior á dos eléctricos.
  • 53.
  • 54. Exemplos de aplicación Goberno dun cilindro de simple efecto Como é habitual, hai un conxunto composto por un motor e unha bomba, ademais dunha válvula limitadora de presión que eleva a presión do aceite necesario na instalación ata a presión de traballo, que é o valor que indica o manómetro. O cilindro de simple efecto é accionado por unha válvula 3/2 de accionamento mecánico e retorno por muelle. Que normalmente está pechada. Ao ser accionada está válvula conmuta a súa posición e permite o paso do fluído cara o cilindro, co que este avanza. Cando a válvula volve ser conmutada, o aceite a presión sae do cilindro.
  • 55. Mando dun cilindro de dobre efecto mediante válvula distribuidora 4/2
  • 56. Mando dun cilindro de dobre efecto mediante válvula distribuidora 4/3 A válvula 4/3 ofrece a particularidade de que, cando está na posición central, o aceite pasa directamente ao depósito. Ao accionar á posición 1, a válvula conecta a entrada de presión P co conduto de traballo B e o conduto A co escape ao depósito R; co que o vástago do cilindro avanza. Si se acciona a posición 3 ocorre o contrario, conectase P con A e B co escape, co que o cilindro retrocede. Si en calquera momento se conmuta a válvula á posición 2, o movemento do cilindro interrompese.
  • 57. Regulación da velocidade de avance dun cilindro A regulación de velocidade conséguese poñendo unha válvula de regulación de caudal na entrada do cilindro, co que, ademais, o aceite do retorno do cilindro ten unha presión menor.
  • 58. Regulación do caudal de entrada O cilindro de dobre efecto accionase cunha válvula 4/3 de acionamento manual e con enclavamento, normalmente pechada. Neste caso, a regulación, de caudal conséguese cunha válvula limitadora de presión, colocada á saída do cilindro.
  • 59. Regulador de presión Ao conmutar a válvula distribuidora 4/3 con accionamento mecánico e que está pechada normalmente, o aceite que non pode circular a través do antirretorno é obrigado a atravesar a válvula reguladora de presión, co que se garante un nivel de presión constante no avance do cilindro. Na carreira contraria do cilindro (retroceso), o aceite da cámara do lado do émbolo pasa pola válvula antirretorno.