Ciclo de prensado hidráulico

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TRABAJO OBLIGATORIO HIDRÁULICA

David Enrique Rosales Arredondo

UNIVERSIDAD CRISTÓBAL COLÓN

Ciclo de prensado hidráulico

Se desea realizar la automatización de una prensa hidráulica, la cual está dotada de un par de cilindros de centrado–retención (A) y de un cilindro de prensado (B). La prensa dispone de una mesa con capacidad de translación, activada por un cilindro lineal (C) y una pareja de expulsores de la pieza (D). El ciclo acaba aquí; no desarrollaremos la extracción final de la pieza (ejemplo: con un manipulador neumático, o un operario).

El ciclo corresponde a (ver croquis de posición):    A + B+ B- A- C+ D+ D- C-

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Al activar el pulsador de arranque S1, los dos cilindros centradores-retenedores (A), ejecutan el movimiento de avance que asegura el amarre de la pieza. Para no dañar el material, la presión de amarre de estos no deberá superar los 35 bar, y debe tenerse en cuenta un bloqueo riguroso debido al trabajo de estos dos cilindros en disposición vertical. No es preciso obtener un sincronismo total entre los movimientos.

Una vez asegurado el amarre de la pieza, se ejecuta el movimiento de prensado B a velocidad rápida cuando trabaja en vacío y a velocidad controlada cuando realiza la deformación. Alcanzada una presión de 100 bar (que significará: trabajo ejecutado), el cilindro B retorna a velocidad nominal.

Una vez que B ha retrocedido totalmente, los cilindros centradores-retenedores, ejecutan el movimiento de retirada (A-) a velocidad nominal, y una vez finalizada, se desplaza la mesa mediante el accionamiento C+ (velocidad controlada). Una vez que C alcanza la posición, avanzan y retornan los expulsores (D+ y D-) y finalmente la mesa recupera la posición inicial mediante el accionamiento C- (esta unidad dispone de amortiguación elástica en máxima y mínima posición). C y D trabajarán a una presión de entre 40 y 100 bar, tú decides su valor, aunque debes justificar tu decisión.

La descarga de bomba se ejecuta a través de una electroválvula 4/2.

Se pide:

• Desarrollo del diagrama de fases de la aplicación (investiga en Internet).
• Esquema hidráulico de la aplicación (ten en cuenta las limitaciones de la versión escolar de Fluidsim). Si utilizas una versión superior de Fluidsim, deberás configurar los valores de taraje de los dispositivos que así lo requieran. Te recomiendo ver mi vídeo webinar sobre este T.O. y sobre Fluidsim.
• Tabla de bobinas para realizar el mando electrooleohidráulico (busca imágenes en los apuntes y la plataforma SEAS, e información en Internet); no hablamos del circuito de mando electrooleohidráulico que en este T.O. no es obligatorio.
• Cálculo de los elementos de la instalación (selección de elementos).              * Ver datos mecánicos en la página siguiente.
• Valoración económica (lista de materiales con precios -ej.: catálogo online RS-).
• Croquis de la prensa (si no dispones de conocimientos de dibujo técnico, haz lo que puedas -ej.: capturas de pantalla del vídeo que pongo en el webinar-).
• Mejoras que incluirías (seguridades, mejora del tiempo de ciclo, etc.); debes aportar cierto nivel de justificación técnica.
• Opcionales: cilindro B que pueda prensar a 100 ó 250 bar según preselección. Circuito de mando electrooleohidráulico.

Índice recomendado para este T.O.

1. Memoria.

1.1. Descripción breve del sistema (breve pero técnicamente correcta).

1.2. Descripción del ciclo de la máquina a través del diagrama de fases.

1.3. Esquema hidráulico (adjuntar el archivo Fluidsim.ct) + explicación.

2. Cálculos mecánicos de la aplicación.

3. Listado de materiales y valoración económica de la aplicación.

4. Anexos (imágenes de los componentes elegidos de acuerdo con los cálculos).

5. Croquis de la prensa y mejoras (seguridades, mejora tiempo de ciclo, etc.).

6. Conclusiones personales (incluir autocrítica constructiva).

Nota: puedes realizar este T.O. de forma satisfactoria siguiendo las explicaciones y ejemplos de los temas implicados en la propuesta (por ejemplo: UD2 Grupos hidráulicos, UD3 Actuadores, UD4 Distribuidoras, etc.), y algunos de los ejercicios voluntarios. Se recomienda realizar una búsqueda más profunda de información, como marcas de equipos comerciales, hojas de datos..., con lo cual puedas entregar un trabajo más completo. Aunque la versión escolar de Fluidsim es muy restringida, se puede diseñar esta aplicación utilizando algunas válvulas alternativas, tal como hiciste en el ejercicio feedback, aunque recuerda que con más de dos cilindros no te dejará simular (deberás dibujar el esquema por partes para poder simularlo, y después juntar esas partes en un solo diseño global), así que si utilizas otra versión u otro software (guardar entonces en formato .dxf), debes documentar bien por medio de capturas de pantalla de cada parte de la secuencia.

TE RECOMIENDO VER EL VÍDEO WEBINAR CON LA EXPLICACIÓN DE ESTE T.O

* Los datos mecánicos del proyecto corresponden a…

Cilindros de centrado-retención (Unidades A)

• Carrera a desarrollar: 300 mm.
• Esfuerzo máximo de sujeción: 1500 Kgf.
• Velocidad máxima: 0,20 m/s.
• Factor de carga: 80 %.
• Pérdida por rozamiento: 8 %.
• Forma de fijación: la eliges tú.
• Fijación extremo vástago: la eliges tú.

Cilindro de prensado (Unidad B)

• Carrera a desarrollar: 300 mm.
• Esfuerzo de embutición: 4000 Kgf.
• Velocidad máxima: 0,12 m/s.
• Factor de carga: 90 %.
• Pérdida por rozamiento: 10 %.
• Forma de fijación: la eliges tú.
• Fijación extremo vástago: la eliges tú.

Cilindro de translación (Unidad C)

• Carrera a desarrollar: 950 mm.
• Esfuerzo traslación: 500 Kgf.
• Velocidad máxima: 0,25 m/s.
• Factor de carga: 85 %.
• Pérdida por rozamiento: 12 %.
• Forma de fijación: la eliges tú.
• Fijación extremo vástago: la eliges tú.

Cilindros de expulsión (Unidades D)

• Carrera a desarrollar: 300 mm.
• Esfuerzo expulsión: 200 Kgf.
• Velocidad máxima: 0,15 m/s.
• Factor de carga: 70 %.
• Pérdida por rozamiento: 10 %.
• Forma de fijación: la eliges tú.
• Fijación extremo vástago: la eliges tú.

Con el presente trabajo se pretende:

• Aplicar parte de los conocimientos adquiridos a una aplicación industrial común en oleohidráulica, como es el prensado.
• Investigar y recopilar información importante tanto de publicaciones técnicas como de catálogos de fabricantes.
• Saber realizar los cálculos pertinentes (actuadores, distribuidoras y grupo).
• Conocer las múltiples posibilidades de esta técnica y adquirir un hábito de trabajo ordenado.

• Manual de asignatura. SEAS.
• Manual de asignatura. SEAS.
• Training Hidráulico V: I, II, III y IV.

Mannesman Rexroth.

• Componentes y Aplicaciones Oleohidráulicas.

HRE Hydraulics.

• Oleohidráulica.

A. Serrano Nicolás.

Mc. Graw Hill.

La evaluación, es una componente fundamental de la formación. Este trabajo obligatorio formará parte de tu calificación final. En esta tabla, se resumen los aspectos a valorar y el porcentaje que representa cada uno de los mismos.

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