DISEÑO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO SENCILLO
Calcula las dimensiones de los principales componentes de un sistema hidráulico.
A partir de la información dada es posible diseñar un circuito hidráulico sencillo. Se indica a continuación la forma en que se debe proceder para hacerlo.
Para diseñar un circuito, la primera consideración es sobre el trabajo que se debe realizar. Este trabajo puede ser levantar un peso, girar una herramienta o bloquear algún elemento. El trabajo determina el tipo de actuador que hay que utilizar.
Probablemente el primer paso será la selección del actuador. Si los requerimientos fuesen simplemente el levantar una carga, un cilindro hidráulico colocado bajo ella haría el trabajo, la longitud de carrera del cilindro seria, por lo menos, igual a la distancia de desplazamiento de la carga. Su superficie se determinaría mediante la fuerza requerida para elevar la carga y la presión de funcionamiento deseada. Supongamos que un peso de 5000 Kgf ha de elevarse a una altura de 1 m y que la presión máxima de funcionamiento debe limitarse a 50 Kgf/cm2. un cilindro de 100 cm2 que permitiría levantar la carga a 50 Kgf/cm2 proporcionando la capacidad de elevación.
El desplazamiento hacia arriba y hacia abajo del cilindro seria controlado mediante una válvula direccional. Si la carga debe detenerse en puntos intermedios de su trayecto, la válvula direccional deber tener una posición neutral en la cual el caudal de aceite del lado inferior del pistón quede bloqueado, para soportar el peso sobre el cilindro. La velocidad a la cual debe desplazarse la carga determina el tamaño de la bomba. El pistón de 100 cm2 desplaza 100 cm3 por cada cm que se levanta. El mover el cilindro 10 cm requerirá 1000 cm3 de aceite. Si hay que moverlo a razón de 10 cm por segundo, requerirá 1000 cm3 de aceite por segundo o 60 Lt/min. Como las bombas generalmente se dimensionan en galones por minuto, será necesario dividir 60/3,785 para obtener el valor en galones por minuto; 60/3,785 = 16 GPM.
Para impedir la sobrecarga del motor eléctrico y para proteger la bomba y otros componentes contra una presión excesiva, debida a sobrecargas o bloqueo, se monta una válvula de seguridad para limitar la presión máxima del sistema, en la línea, entre la salida de la bomba y la entrada de la válvula direccional, calibrada a 1.1 veces la presión máxima de trabajo. Un depósito dimensionado para contener aproximadamente de 3 veces la capacidad de la bomba en galones por minuto y tuberías de interconexión adecuadas completarán el sistema.
Actividad de apoyo en Video “FUNDAMENTOS DE HIDRÁULICA 4” https://youtu.be/1iSljVjxWe0
En este video se explican cálculos básicos del sistema hidráulico.
1. ¿Cuál sería el diámetro del cilindro? Se determina el área del cilindro
Con el fin de poder tener una capacidad de carga de (5000Kgf) con se debe usar un cilindro con área de Ac= 100 cm2
2. ¿Calcular el diámetro del cilindro?
despejamos dc
3. ¿Cuál es el caudal que debe llegar al cilindro?
Qavance = Qbomba= Ac * v = 100cm2 * 10cm/s =1000 cm3/s
1Lt/s = 60Lt/min = 1X10-3 m3/s= 16 gal/min
4. ¿Cuál es el diámetro de la línea de succión?
Vts = 1m/s velocidad de tubería de succión dentro del rango de velocidades sugeridas
Área de la tubería de succión
Diámetro de la tubería de succión
5. Diámetro de la tubería de trabajo (a presión). VTT= 3 m/s velocidad de tubería de trabajo dentro del rango de
velocidades sugeridas
Lo que corresponde a un diámetro de 0.81”, aproximadamente de 1” de diámetro interior
6. ¿Cuál es la presión que debe tener la válvula limitadora de presión?
El ajuste en la válvula limitadora de presión debe estar a un 10% por encima de la
presión máxima de trabajo.
P vlp = 1.1 Ptrabajo = 1.1 * 50Kgf/cm2 = 55Kgf/cm2
7. ¿Cuál debe ser el volumen del tanque (Vdep)
Como regla empírica el volumen del depósito debe ser entre
2 a 3 veces el caudal de la bomba medido en galones/minuto
Vdepósito = 2-3 veces el Qbomba en GPM
Vdepósito = 3 * 16GPM = 48 Galones
8. ¿Cuál es la potencia hidráulica a la salida de la bomba?
Para ello se acude al concepto de eficiencia, que relaciona
la Potencia de salida con la Potencia de entrada al sistema
que en este caso es el grupo de accionamiento.
PHidráulica (Watts) =Presión de trabajo máx. ( N/m2 )* Qbomba(m3/s)
9. Cuál sería la potencia eléctrica de entrada = PEE
Se requiere un motor trifásico de por lo menos 8 ½ HP
No hay comentarios.:
Publicar un comentario
Gracias por comentar