Informe de actividades de la asignatura hidroneumática II

Introducción

En el presente informe se describen las actividades realizadas en las clases prácticas de la asignatura hidroneumática II, las que tratan sobre circuitos oleo hidráulicos los que se pudieron construir, simular y medir con el fin de obtener un mejor aprendizaje aplicando la práctica.

La importancia de las clases prácticas radica en estudiar el comportamiento de los sistemas oleo hidráulicos frente a distintas variables, tales como aplicación de carga al circuito, limitaciones de presión y modificación de funciones a través de la incorporación de componentes.

Sin duda el conocimiento sobre sistemas ya sea neumáticos u oleo hidráulicos es una herramienta fundamental para el buen desempeño del ingeniero que egresa de Inacap.

Antecedentes

Se cuenta con los siguientes valores para la realizar los cálculos a lo largo del informe:

Aceite: = 0.86 [Kg/dm3];  = 22 [mm2/seg] ; γ=0.98 [Kg/dm3]; C=[0,35 Kcal/ KgºC]

Bomba: Qbomba= [2,0 lt/min];

Motor Hidráulico :Q vol motor =[ 8,2 cm3/rev];

Cilindro: Øe=16 [mm]; Øvástago=10[mm]; carrera= 200 [mm]

Mangueras hidráulica : Diámetro = 6 [mm]

Motor eléctrico= V=220 [volts]; I= 3,1 [Amperes]; P= 650 [Watts]

Actividad N°1: Estudio del cilindro hidráulico de doble efecto en vacío y en carga

a) Explicación del circuito.

En esta actividad se pide conectar un circuito para activar un cilindro de doble efecto con una válvula 4/2 accionada por palanca y retorno por resorte. Además se deben instalar manómetros necesarios para medir las presiones en la bomba, en la VLP, en ambas entradas del cilindro además la VLP debe estar regulada a 40 Bar.

A continuación la tabla en la que se muestran las mediciones de presión en bar obtenidas en las posiciones de subida, fin de carrera arriba y abajo, tanto en vacío como aplicándole una carga de 90 newton.

Posición vástago Presión B Presión 2 Presión 3

Vacio carga Vacio carga Vacio carga

Abajo 40 40 0 0 40 40

Subiendo 12 16.5 5 9.5 3 3

Arriba 40 40 40 40 0 0

b) Determinación de fuerza de empuje

Ya que la presión necesaria para movilizar el cilindro es la que refleja la lectura del manómetro a la entrada (P2), con este valor multiplicado por el área del embolo se podrá determinar la fuerza para provocar el avance del vástago.

Fuerza de empuje en vacio:

Fuerza de empuje con carga:

c) Determinación de la fuerza de contrapresión

Puesto que las presiones de contrapresión (P3) en ambos casos de carga y vacio son iguales basta aplicar solo una vez el cálculo, que se realiza multiplicando este valor por el área de retroceso que es 1.23 cm2.

d) Comparación de presiones P2

La diferencia de presiones P2 se debe a que en la segunda lectura de presión se agrega la carga correspondiente a 90 N, los que equivalen al peso aplicado en el extremo de vástago. La diferencia de fuerzas es igual a la carga aplicada en el extremo del vástago

e)Determinación de velocidades de avance y retroceso

Considerando que de forma teórica se supone que no existirán perdidas internas dentro del circuito, el caudal que llegará al cilindro será el mismo que entrega la bomba, además cabe señalar que las velocidades de avance y retroceso serán las mismas con o sin carga.

Velocidad de avance:

Velocidad de retroceso:

f) Potencia mecánica del vástago en vacío y carga.

La potencia que desarrolla en vástago está dada en función de la velocidad a la que se desplaza y la carga que moviliza, por lo tanto al estar en vacío su potencia mecánica tendrá valor cero y al estar con carga se deduce del siguiente cálculo:

Potencia mecánica del vástago en carga

g) Potencia que desarrolla la bomba durante el avance del émbolo, en vacio y en carga.

Para calcular la potencia que desarrolla la bomba se debe multiplicar la presión que registra el manómetro dada en pascales (PB) y multiplicarla por el caudal.

Se aplica el factor de conversión a pascales sabiendo que 1 bar= 100000Pa

Potencia en vacio

Potencia en carga

h) Potencia perdida durante el levantamiento de la carga, con respecto a la potencia de la bomba

La potencia perdida corresponde a la diferencia entre la potencia hidráulica de la bomba y la potencia mecánica desarrollada por el vástago.

En términos porcentuales la pérdida de potencia es de 72.47%, es decir que para movilizar la carga solo se utiliza aproximadamente un cuarto de la potencia suministrada por la bomba.

i) Conclusiones

A partir del las actividades realizadas en laboratorio y el estudio efectuado al circuito se puede concluir que:

El circuito aunque no esté con carga aplicada, para poder extender el vástago necesita aplicar una fuerza de empuje por la fuerza de contrapresión que es producto de la obstrucción que genera el orificio de salida y las pérdidas de la línea de retorno.

Con la instalación de los manómetros tanto en el cilindro como en la bomba se obtienen inmediatamente los valores totales de presión.. En avance P2 arroja inmediatamente el valor total que corresponde a la presión de empuje y contrapresióngeneradas en el cilindro, mientras que P3 corresponde a solo el valor de contrapresión, PB a su vez es el valor de presión total que se desarrolla para lograr que el vástago se mueva en determinadas condiciones.

En términos de potencia se puede decir que muchas veces al levantar un peso o aplicar una fuerza solo se consume una fracción de esta y el resto es utilizado en vencer restricciones propias del circuito tales como las tuberías

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