Carrera: LICENCIATURA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA Nombre de la materia: CIRCUITOS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS Tema: 4. ELEMENTOS DE TRABAJO Y VÁLVULAS HIDRÁULICAS Nombre del docente: ING. HUGO CASTELLANOS MENESES Alumno: LINDA AZUCENA RODRIGUEZ CRUZ Semestre correspondiente: FEBRERO 2021 – JULIO 2021 Fecha: 07 DE JUNIO DEL 2021 Elementos de trabajo y válvulas hidráulicas Introducción 4.1 Actuadores hidráulicos: lineales y rotativos Actuadores hidráulicos lineales Los cilindros se clasifican como de doble acción y simple acción y en diferenciales o no diferenciales. Entre sus variaciones encontramos los diseños en forma de embolo o de vástago o pistón; los vástagos pueden ser sólidos o telescópicos. Cilindro de tipo de embolo Es el más sencillo de los actuadores. Posee solamente una cámara para fluido y ejerce fuerza en una sola dirección. La mayor parte de ellos van montados verticalmente y su regreso se efectúa por la fuerza de gravedad que actúa sobre la carga. Son muy prácticos en carreras largas y se utilizan en elevadores, gatos y rampas de automóviles, la figura 4.1 muestra un cilindro de este tipo. Cilindro telescópico. El cilindro telescópico se utiliza cuando su longitud ya retraída, debe ser más corta de la que se obtendría con uno normal. Se podrá usar hasta 4 o 5 secciones; aun cuando la mayoría es de simple acción, se puede obtener unidades de doble acción. Cilindro estándar de doble acción. Se le denomina así porque es operado mediante un fluido hidráulico en ambas direcciones. Esto significa que es capaz de proporcionar una carrera con potencia en cualquiera de los 2 sentidos. El cilindro estándar de doble acción se clasifica como cilindro diferencial porque las áreas que quedan expuestas a la presión durante los movimientos de avance y retroceso, son desiguales. La diferencia es función del área de la sección del vástago. La carrera de avance es más lenta pero es capaz de ejercer mayor fuerza que cuando se retroceden vástago y pistón. Motores de paletas. En un motor de paletas la torsión se obtiene al actuar la presión sobre las superficies libres de las paletas rectangulares que deslizan hacia dentro y hacia afuera de las ranuras en un rotor que van engarzando mediante estrías al eje impulsor. Al girar el rotor, las paletas recorren la superficie de un anillo de leva, formando cámaras selladas que transportan al fluido desde la entrada hasta la salida. El motor MHT de alta torsión. Otros de los diseños de los motores de paletas balanceadas, es el de la serie MHT de alta torsión y baja velocidad figura 4.11. Se puede obtener en diversos tamaños y uno de ellos opera desde 5 hasta 150 rpm., cuenta con una capacidad de torsión actual de 4500 lb-pie. La versión doble del mismo, produce 9000 lb-pie. Este es adaptable a tornillos impulsores, impulsos mixtos, bandas transportadoras y placa rotatoria pesada, unidades de volteo, malacate y otras aplicaciones en la que se pueda obtener provecho de su enorme capacidad de torsión. 4.2 Válvulas de control de presión Las válvulas de control de presión desempeñan diferentes funciones tales como: Limitar la presión máxima del sistema Regular la reducción de la presión en ciertas partes del circuito Otras funciones en donde su actuación es el resultado del cambio de la presión operante. Su funcionamiento se basa en el balance de la presión y la fuerza del resorte. La mayoría tiene infinidad de posiciones, esto quiere decir que las válvulas pueden tomar varías posiciones, entre las posiciones de completamente cerradas o completamente abiertas, dependiendo del porcentaje de flujo y la diferencia de presión. Se clasifican por el tipo de conexiones que usan, tamaño y porcentaje de presión operante. Las válvulas que se muestran en esta sección son controles de presión típicas usadas en la mayoría de los sistemas industriales. Válvulas de Alivio La válvula de alivio se encuentra virtualmente en todos los sistemas hidráulicos. Esta es una válvula normalmente cerrada conectada entre la línea de presión (salida de la bomba) y el depósito. Su propósito es limitar la presión en el sistema a un preajuste máximo, al desviar parte o toda la salida de la bomba al tanque cuando se llaga al ajuste de presión. Presión excesiva. La presión en la cual la válvula empieza a desviar el flujo se llama presión de apertura. Cuando aumenta el paso del flujo a través de la válvula, el cabezal móvil es desasentado de su asiento causando así, que aumenta la presión del resorte. Así que cuando la válvula este pasando su porcentaje de flujo completo, la presión puede ser considerablemente más alta que la presión de apertura. Una válvula de alivio compuesta opera en dos fases. La fase piloto en la parte superior del cuerpo de la válvula que contiene la válvula que limita la presión y un cabezal móvil que es mantenido en su asiento por un resorte ajustable. Las conexiones de los orificios se hacen a la parte inferior del cuerpo y las desviaciones del volumen de flujo-completo las hace el pistón balanceado en el cuerpo inferior. Válvula de alivio compuesta Válvula de descarga tipo R Para usar la misma válvula como válvula de descarga (Fig. 4.21) la cubierta de abajo se ensambla de modo que obstruya los pasajes de la presión interna operante. Una causa de presión externa es la que se usa para mover el carrete y desviar el abastecimiento de la bomba al segundo orificio. La conexión de drenaje se mantiene interna ya que el segundo orificio sigue conectado al tanque. 4.3 Válvulas de control de caudal Las válvulas de control de flujo o volumen se usan para regular la velocidad. La velocidad de un actuador depende de cuánto aceite se le bombee por unidad de tiempo. Es posible regular el flujo con la bomba de desplazamiento variable, pero en muchos circuitos es más práctico usar una bomba de desplazamiento constante y regular el flujo con una válvula de control de flujo. Circuito de sangrado En la modificación de sangrado el control de flujo es desunido de la línea de abastecimiento de la bomba y determina la velocidad del actuador al ir midiendo una parte del abastecimiento de la bomba que va al tanque. La ventaja es que la bomba funciona a la presión requerida por el trabajo, ya que el exceso de fluido regresa al tanque a través de un control de flujo en lugar de que lo haga a través de la válvula de alivio. Tipos de controles de flujo Las válvulas de control de flujo están divididas en dos: presión compensada y presión no-compensada. La última es la que se usa en donde la presión de la carga permanece relativamente constante y los porcentajes de abastecimiento no son muy críticos. 4.4 Interpretación de diagramas hidráulicos Un circuito hidráulico es un grupo de componentes, tales como una bomba, actuadores, válvulas de control y conductores arreglados de tal manera que realizan un trabajo útil. Cuando se analiza o diseña un circuito hidráulico, es conveniente tomar en cuenta las siguientes consideraciones: Seguridad en la operación Funcionamiento o funciones que se desean realizar. Eficiencia en la operación. La figura muestra el diagrama del circuito para el control de un cilindro hidráulico de simple efecto. En él se puede apreciar como una válvula control direccional 3/2 vías normalmente cerrada (NC), accionada por palanca, se puede utilizar para controlar la operación de un cilindro de simple efecto. Control de un cilindro hidráulico de simple acción. Funcionamiento: En la posición normal de la válvula ésta se encuentra cerrada evitando que el aceite fluya hacia el cilindro. El vástago del cilindro se mantiene en la posición retraída por la fuerza del resorte. En estas condiciones, el flujo de la bomba retorna al tanque a través de la válvula de alivio. Cuando se acciona la palanca de la válvula direccional, esta cambia de posición permitiendo el paso de aceite a la cámara del cilindro haciendo que avance el vástago. Mientras se mantenga accionada la palanca de la válvula, el vástago del cilindro se mantendrá afuera.
