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El principio de la hidráulica y neumática


Enviado por   •  25 de Febrero de 2016  •  Trabajo  •  1.193 Palabras (5 Páginas)  •  597 Visitas

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1. Introducción.

En muchas ocasiones hemos visto cómo funciona una retroexcavadora, las rampas que usamos para levantar el auto en el taller, la desmotadora de neumáticos y has pensado la enorme fuerza que desarrolla. ¿Cómo crees que logre dicha fuerza?

Las retroexcavadora, las rampas, la desmontadora y otros muchos elementos de la industria se mueve gracias a la tecnología hidráulica y neumática.

En esta investigación se hablara sobre el principio de la hidráulica y neumática, sus leyes físicas y sobre la tecnología moderna que es la electrohidráulica y electroneumática.

2. Objetivo.

  • Conocer los principios hidráulicos y neumáticos.
  • Aprender cuales son las leyes físicas que rigen en la hidráulica y neumática.
  • Aprender el funcionamiento de la electrohidráulica y electroneumática.  

3. Marco teórico.

3.1 Principios hidráulicos y neumáticos.

La neumática e hidráulica son tecnologías con similitudes casi iguales, donde ambas son muy útiles en el área industrial, para procesos de control y automatización.

Neumática.

La neumática funciona a través de aire comprimido (muy compresible) y sus circuitos son abiertos, sus principales elementos de un circuito neumático son los siguientes:

  • Elementos generadores de energía: El principal componente es el compresor y su función es comprimir el aire aumentado su presión por encima de 1 atmosfera y reduciendo su volumen.
  • Elemento de tratamiento de aire: Son filtros que se encargan de eliminar la humedad,  partículas de polvo y se le agrega cierta cantidad de aceite lubricante para proteger a las válvulas y actuadores. La unidad de mantenimiento se compone de un filtro, regulador de presión y lubricador.
  • Elementos de mando y control: Su función es conducir de forma segura y adecuada el aire. Son válvulas y tuberías.
  • Elementos actuadores: Su función es transformar la energía de presión en energía mecánica. (Cilíndricos, alternativo y rotativo).

Hidráulica.

La tecnología hidráulica emplea aceite (incompresible) y sus circuitos son cerrados, sus principales elementos de un circuito hidráulico son los siguientes:

  • Elementos generadores de energía: El principal elemento es la bomba hidráulica, la cual se encarga de elevar la presión del fluido a todo el sistema.
  • Elementos de tratamientos de los fluidos: Filtros y reguladores de presión.
  • Elementos de mando y control: Tuberías y válvulas.
  • Elementos actuadores: Cilindros y motores.

Tabla 1: Cuadro de comparación entre hidráulica y neumática.

Hidráulica.

Neumática.

  • Cargas elevadas tantos en actuadores lineales como en motores de par elevado.
  • Control exacto de la velocidad y parada.
  • Aplicación en la industria: metalurgia, naval, aeronáutica, etc.
  • Muy sucio en aplicaciones industriales.
  • Cargas por debajo de los 3000 kg.
  • Se desplaza rápido.
  • Menores de alta velocidad con más de 500 rpm.
  • Más limpio en las aplicaciones industriales.

3.2 Leyes físicas que intervienen en la hidráulica y neumática.

Composición volumétrica del aire: 78% N2 + 20% O2 + 1.3% de gases nobles + 0.7% otros.

A continuación le voy a explicar cuáles son esas magnitudes, su definición y sus unidades, en la siguiente tabla:

Tabla 2: Leyes físicas que intervienen en hidráulica  neumática.

Magnitud.

Definición.

Unidades.

Presión.

P = [pic 1]

Es la fuerza ejercida por un fluido por unidad de superficie.

Visto la definición deducimos que para aumentar la fuerza que ejerce un fluido  tenemos dos opciones:

  • Aumentar la presión del fluido.
  • Aumentar la superficie sobre la que actúa el fluido.

En el SI:

 = Pascal.[pic 2]

Otras unidades:

1 bar = 9800 Pascal.

1 atm = 1.013 *  Pascal.[pic 3]

Caudal o gasto.

Q = [pic 4]

Otra forma habitual de dar el caudal es:

Q = V * A

Es la cantidad de fluido en peso o volumen, que atraviesa una superficie en la unidad de tiempo.

  • [pic 5]
  • [pic 6]

Principio de pascal.

F1/A1 = F2/A2

  • P1 = F1/A1
  • P2 = F2/A2

Si aplicamos una presión a un fluido contenido dentro de un recipiente, esta es igual en cualquier punto de dicho fluido.

Este fenómeno nos permite amplificar/reducir fuerzas teniendo como contraprestaciones una reducción/amplificación de los desplazamiento.

En el SI:

 = Pascal.[pic 7]

Otras unidades:

 Atmosfera.[pic 8]

Bar = 760 mm Hg

 

Ley de continuidad.

Q1 = V1 * A1 = V2 * A2 = Q2

En una instalación neumática el caudal es constante, por si reducimos la sección en un punto la velocidad tiene que aumentar en ese punto de forma que el caudal se conserve.

Ecuación de gases ideales.

PV = nRT

El comportamiento de los gases es bastante más simple que el de los fluidos, por ello podemos predecir fácilmente su comportamiento en el presente y en el futuro de un gas cualquiera. La composición química del aire comprimido, hace que lo podamos tratar como un gas ideal.

Dónde:

P = atm.

V = lts o [pic 9]

n  = moles

R = 0,082

T = °K

...

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