ELEMENTOS DE TRABAJO Y VÁLVULAS HIDRÁULICAS

[pic 1]

INGENIERÍA MECATRÓNICA

MATERIA:

CIRCUITOS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS.

ENSAYO IV:

UNIDAD IV. ELEMENTOS DE TRABAJO Y VÁLVULAS HIDRÁULICAS.

FACILITADOR:

ING. DAMIÁN ALBERTO VALDÉZ MORALES.

PRESENTAN:

GUITIÉRREZ SÁNCHEZ JOSÉ MANUEL.

QUINTANA GARCÍA DANIEL.

URBINA ACOSTA MIGUEL ADRIÁN.

HUATABAMPO, SONORA. A 1 de noviembre de 2015

Introducción.

Los actuadores hidráulicos son aquellos dispositivos encargados de convertir la energía hidráulica en energía mecánica ya sea en movimiento lineal o rotatorio. El control de estos se realiza mediante válvulas direccionales las cuales tienen vías y posiciones que determinan la dirección del flujo hidráulico, estas válvulas tienen un mecanismo de activación que puede ser de mando directo o indirecto dependiendo de las potencias que se manejen. Existen otros tipos de válvulas especiales como las de presión y de caudal que sirven para regular la potencia y velocidad, respectivamente, de un actuador hidráulico. El conjunto de elementos de trabajo, control y alimentación forman un circuito hidráulico el cual se representa mediante diagramas estructurados y con símbolos estandarizados para que cualquier los pueda interpretar y comprender su funcionamiento.

Desarrollo.

Los actuadores hidráulicos se pueden clasificar en dos grandes categorías dependiendo del tipo de movimiento que estos generen; lineal o rotatorio. Los actuadores lineales comúnmente conocidos como cilindros o pistones son elementos que generan un trabajo lineal moviendo un elemento (émbolo) el cual se desplaza dentro del cuerpo del cilindro que se encuentra divido en dos cámaras una anterior y otra posterior al émbolo, en este mismo se encuentra fijo un vástago que es el que genera el trabajo en el exterior del cilindro. Según su función se clasifican, en general, en cilindros de simple efecto y de doble efecto. Los de simple efecto cuentan con una entrada del fluido hidráulico, el cual genera el movimiento y la carrera de retorno se da por un muelle u otra fuerza externa. En cambio los cilindros de doble efecto, cuentan con dos tomas de fluido las cuales sirven como entradas y salidas, cada toma se encuentra en los extremos del cilindro teniendo contacto con una cámara del mismo, cuando se alimenta una toma, la otra se descarga hacia el tanque permitiendo el movimiento del émbolo generando un trabajo de esa manera. Los actuadores rotatorios generan un torque de salida a través de la flecha del motor a partir del movimiento que se genera por la conversión de la energía del fluido hidráulico en energía mecánica. El giro de estos puede ser continuo o limitado, un giro continuo significa que el actuador puede girar cualquier cantidad de grados en el sentido y velocidad deseados. Los hay de distintos tipos según su construcción como el de engranajes, el de paletas y el de pistones, todos ellos tienen características individuales pero tienen la misma función, el más utilizado es el de engranajes por su fácil instalación y  bajo costo. Los actuadores rotatorios de giro limitado son aquellos que tienen una libertad de movimiento menor a 360°. Existen distintas válvulas que trabajan en base a la presión del fluido, están las limitadoras, reguladoras y de secuencia. Las limitadoras se utilizan principalmente como válvulas de seguridad para evitar sobrepresiones dentro del sistema o una parte del mismo, también son conocidas como válvulas de alivio, esta se encuentra monitoreando la presión de entrada y cuando sobrepasa una presión establecida el fluido vence una fuerza de oposición que mueve un elemento de cierre entonces abre un conducto de retorno a tanque descargando el caudal excedente. Para controlar la fuerza de los actuadores es necesario regular la presión de entrada a los mismos y esto se lleva a cabo mediante una válvula reguladora de presión, la cual mantiene una presión constante en la salida independientemente de las variaciones que haya en la entrada cabe destacar que la presión de salida debe ser menor que la de entrada. En circuitos de control en ocasiones se utilizan válvulas de secuencia para asegurar que un actuador trabaje cuando se llegue a una presión determinada, en este tipo de válvulas se tiene un comportamiento similar al de las limitadoras solo que en vez de mandar el fluido de regreso a tanque se manda a una utilización, esto asegura que solo cuando la presión sea adecuada logre pasar el fluido y los elementos trabajen a la presión adecuada para tener la potencia requerida para su correcto funcionamiento. Otro tipo de válvulas hidráulicas muy importantes son las direccionales ya que por medio de estas se dirige el fluido por distintos caminos o vías para alimentar los actuadores y que realice el trabajo adecuadamente o dirigirlo a tanque. Entre ellas se encuentran las válvulas direccionales de asiento, en este tipo de válvulas el elemento de mando obstruye la vía de alimentación por medio de una esfera, un cono o un disco plano que es presionado sobre un asiento por medio de un resorte y por medio de un tope se empuja dicho elemento de mando, cuando se aplica una determinada fuerza y que es lo suficientemente fuerte para vencer a la del resorte el elemento de mando se mueve del asiento y permite el paso del flujo hidráulico. En este tipo de válvula el tiempo de respuesta es muy bajo ya que solo con que se levante un poco el elemento de mando del asiento permite un gran paso de caudal. Además de estas válvulas están las de corredera, las que tienen un funcionamiento similar a los cilindros hidráulicos ya que constan de un cuerpo que es un cilindro dentro de cual se encuentran una serie de émbolos unidos por un eje que los mantiene separados a distancias iguales, mediante estos émbolos se dirige el fluido por distintas vías que pueden ir a la alimentación de los actuadores o a tanque. Una variación de estas son las válvulas direccionales de corredera y cursor, pues en esta el direccionamiento es hecho por un cursor el cual está colocado sobre los émbolos y presionados por la fuerza de un resorte sobre el cuerpo de la válvula de esta manera se reduce la posibilidad de fugas hacia otras cámaras por causa de los defectos infligidos por el desgaste en la pieza móvil. Otro tipo de válvulas son las rotativas, estas dirigen también el fluido pero a diferencia de las anteriores en las que el elemento de mando se mueve por medio de un desplazamiento lineal, en estas el movimiento se hace de una forma rotativa y se mueve una determinada cantidad de grados que conectan y desconectan las respectivas vías. La manera de accionar las válvulas puede ser de manera directa o indirecta, esto depende de las potencias que se estén manejando, cuando se manejan potencias bajas se hacen los mandos de una forma directa, es decir se controla directamente la válvula por medio de mando mecánico, eléctrico, etc. Cuando se trabajan potencias altas se utilizan mandos indirectos, es decir la válvula que controla el actuador se pilotea o acciona mediante otra válvula de esta manera se amplifican las fuerzas de accionamiento. Para regular velocidades se utilizan las válvulas de control de caudal, estas pueden ser solo estranguladoras o meramente reguladoras, las estranguladoras se utilizan para los casos en donde no se requieren valores extremadamente precisos de velocidad, por lo que basan su principio de funcionamiento en reducir los caudales en base a porcentajes de estrangulamiento que dejan pasar las mismo porcentaje del fluido (de 0% a 100%, entonces la cantidad de fluido que se tenga a salida va depender de la entrada. Las válvulas reguladoras de caudal tratan de entregar a la salida un valor constante de caudal independientemente que en la entrada tengan o no variaciones en este parámetro, esto se logra a través agregando al estrangulador regulable, un estrangulador móvil que sirve como compensador de presión para entregar el caudal ajustado dejando pasar más o menos fluido, según se requiera. Los circuitos hidráulicos tienen una interpretación similar a cualquier tipo de circuitos físicos en ingeniería, como los eléctricos y neumáticos, se tienen elementos generadores de energía y elementos que transforman esa energía en algún trabajo útil, es necesario tener una forma establecida de representar cada elemento dentro de un circuito hidráulico, es por ello que se utilizan estándares que se utilizan en diversas partes para que los diagramas sean interpretables por la mayor parte de las personas con conocimiento en el área y aunque los símbolos cambien dependiendo de las normas que se sigan, entendiendo una norma es fácilmente adaptarse a otra, asimismo esta representación gráfica funciona como una herramienta importante para interpretar el funcionamiento de cada elemento dentro del sistema.

...