1Informe 3 de Laboratorio de ElectrofluidosBez Cindy, Cardenas Andrea, Onofa Noem, Segovia Edison

Departamento de Elctrica y Electrnica, Escuela Politcnica del Ejrcito

AbstractIn this paper the design and implementation ofa hydraulic system for actuating a double acting cylinder isdescribed, accumulating oil for operation thereof by a certaintime after turning off the system power. In addition to recognizingthe characteristics, advantages and disadvantages of hydraulicsystems.

Index TermsHidraulico, Acumulador Hidroneumtico,Aceite, Cavitacin.

I. INTRODUCCIN

L a Hidrulica es la aplicacin de la mecnica de fluidosen ingeniera, para construir dispositivos que funcionancon lquidos, por lo general aceite. La hidrulica resuelveproblemas como el flujo de fluidos por conductos o canalesabiertos y el diseo de presas de embalse, bombas y turbinas.Los fundamentos de la hidrulica se basan en dos principiosfundamentales de la fsica, a saber, el Principio de Pascalel cual expresa que la presin que ejerce un fluido incom-presible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredesindeformables se transmite con igual intensidad en todas lasdirecciones y en todos los puntos del fluido y el Principio deBernoulli que expone que en un fluido ideal (sin viscosidadni rozamiento) en rgimen de circulacin por un conductocerrado, la energa que posee el fluido permanece constante alo largo de su recorrido.

II. OBJETIVOS

A. Objetivo General

Diseo e implementacin de un sistema hidrulico quepermita el accionamiento de un cilindro de doble accin,tomando en cuenta las condiciones dadas.

B. Objetivos Especficos

Determinar el diagrama de fase correspondiente a laaplicacin, de acuerdo a las condiciones preestablecidas.

Generar una correlacin entre los dispositivos tericosexistentes para los sistemas hidrulicos y los elementosreales a disposicin en el laboratorio.

Realizar una comparacin entre las ventajas y desventajasque presentan los sistemas hidrulicos con los sistemasneumticos.

III. MARCO TERICO

A. Hidrulica

Es parte de la mecnica que emplea un lquido comoelemento de trasferencia de energa.

B. Caractersticas de los lquidos

Incompresibilidad.- Los lquidos no pueden comprimirse Movimiento.- libre de sus molculas.Los lquidos adaptan

su forma a la superficie que los contiene. Viscosidad.- Resistencia que oponen las molculas de los

lquidos a deslizarse unas sobre otras. Densidad.- Relacin entre el peso y el volumen de un

lquido.

1) Ley de Pasacal: La presin de un lquido en unrecipiente cerrado es la misma en todos sus putos sinimportar la forma del recipiente.

2) Ley de Bernoulli: En un fluido en rgimen decirculacin por un conducto cerrado, la energa que posee elfluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

C. Sistema hidralico

Es un sistema que usa lquidos para realizar aplicaciones aaltas presiones.

Caractersticas

El lquido usado para la transfrencia de energa es aceitehidralico. No se usa agua debido a que corroe el metal.

Los sistemas hidrulicos son cerrados. Es tcnologa lenta, porque si el fludo circulara a veloci-

dades considerables se produciran turbulencias dentrode las tuberas, y un flujo turbulento ocasiona cadasde presin. La velocidad del lquido depende de lavizcosidad del mismo.

Segun la ley de Pascal La presin ejecida por unlquido en un recipiente cerrado, se trasmite en todas lasdirecciones y actua con igual fuerza en todas las reas.

En un sistema hidrulica la velocidad es controlable.

D. Componentes de un sistema hidrulico

1) Bomba.-Dispositivo que transforma la energa mecnicaen energa hidrulica, es decir realizan un trabajo paramantener un lquido en movimiento.

2) Vlvula de alivio.- Tiene dos propsitos evitar el vacoy limitar la presin del tanque.

3) Filtros.- Los filtros eliminan los contaminantes del fludohidralico, de esta forma se evita que los componentessufran daos, la ubicacin de los filtros varan, pero esideal que existan 3, en la lnea de susccin, la lnea depresin y la lnea de retorno.

24) Tanque.- Sirve para almacenar aceite hidrulico, permiteque las particulas se asienten.

5) Actuadores.- son de dos tipos lineales y rotativos.Los lineales transforman energa hidrulica en en-erga cintica lineal. Los rotativos transforman energshidralica en energs cinetica rotacional.

E. Elementos utilizados

Tanque: Sirve para almacenar aceite hidrulico.

Figura 1. Tanque

Bomba: Transforma la energa mecnica en energahidrulica.

Figura 2. Ejemplo de bomba

Vlvula de alivio: Limita la presin del fludo.

Figura 3. Vlvula de alivio

Cilindro de doble efecto: Es un actuador lineal, se tratade un tubo cilndrico cerrado dentro del cual hay unmbolo unido a un vstago que se desplaza unido a l.

Figura 4. Cilindro de doble efecto

Vlvula 4/2 accionamiento por rodillo y retorno porresorte: Esta vlvula tiene 4 vas y dos posiciones conaccionamiento mecnico y retorno por resorte.

Figura 5. Vlvula 4/2 accionamiento por rodillo y retornopor resorte

Mangueras: Conductos que llevan el aceite hidralicodesde el tanque a los elementos del sistema hidralico.

Figura 6. Mangueras

Filtro: Permite eliminar los contaminantes del fludohidralico.

Figura 7. Filtro

Acumulador: Es un depsito capaz de almacenar ciertacantidad de fludo con presin.

Figura 8. Acumulador

IV. MATERIALES

1cilindro de doble accin. 1 vlvula 4/2 accionamiento por palanca y retorno por

resorte. 1 valvula check. 1 acumulador hidroneumtico. 1 distribuidor tipo T de multiples vas. Mangueras para aceite. Unidad de mantenimiento hidrulico. Compresor y Motor.

V. PROCEDIMIENTO

Disear e implementar un sistema hidrulico, el cual per-mita el accionamiento de un cilindro de doble accin. Elfuncionamiento del cilindro est determinado por la activacinde una vlvula 4 a 2 activada por palanca y retorno aresorte, permitiendo que salga el vstago mientras se mantengapresionada la palanca, logrando el retorno del mismo cuandose suelte la palanca. Adems el sistema debe funcionar porun tiempo extra luego de haber apagado la alimentacin pormedio de un acumulador hidroneumtico.

Pasos a seguir:

31) Disear el sistema hidrulico a partir de los elementosdisponibles en el laboratorio.

2) Simular para comprobar el correcto funcionamiento deldiseo.

3) Implementar fisicamente el diseo.4) Probar el diseo hidrulico y verificar su correcto fun-

cionamiento.

VI. DISEO NEUMTICO

Figura 9. Diagrama de fase del sistema

Figura 10. Diseo hidrulico en automation studio

Figura 11. Diseo hidrulico en autocad electrical

VII. SIMULACIN

Figura 12. Palanca desactivado, no permite el paso depresin al cilindro.

Figura 13. Palanca activada, permite el paso de aceite alcilindro y el mismo avanza , retrocediendo cuando se suelte

la palanca.

4Figura 14. Activacion del cilindro desactivada laalimentacion del sistema, trabajando con el acumulador

como fuente de presion y aceite.

VIII. CONCLUSIONES

Al activar la valvula V01 accionada por palanca, permiteel paso de aceite logrando que el vstago del cilindrosalga y retrocede al dejar de presionar la palanca debidoa su retorno por resorte. Ademas el sistema funciona sinalimentacion del compresor puesto que posee un acumu-lador hidroneumtico el cual nos brinda una alimentacionpor algunos segundos.

Mediante el funcionamiento que presento el cilindro eneste sistema hidraulico podemos concluir que los sistemasde este tipo presentan una velocidad baja y entreganpresiones elevadas, a comparacion con los sistemas neu-maticos que dan una velocidad alta, pero trabajan conpresiones bajas.

Se pudo observar que la presin de accionamiento delcilindro es igual a la presin de ingreso del sistema dadopor el regulador de presin.

IX. RECOMENDACIONES

Tomar en cuenta que el acumulador hidroneumtico, estedescargado para que el sistema no quede presurizado.

Conectar de una manera adecuada, las mangueras delsistema, para evitar fugas de aceite, o posible accidentes.

Conectar todos los desfogues de aceite, debido a que lossistemas hidrulicos, son sistemas cerrados.

X. BIBLIOGRAFIA

Roldn Jos (1995). Neumtica, Hidrulica y Electrici-dad Aplicada. Espaa:Editorial Paraninfo.

Baena. C, Muoz. N, Rojas. I, Torres. Y, Paniza.N. Sistemas hidralicos[Online]. Disponible enhttp://es.slideshare.net/carlosbaena95/sistema-hidraulico .Consultado el 17 de diciembre del 2014.

Flores. V. Sistemas hidralicos, bom-bas hidralicas [Online]. Disponible enhttp://es.slideshare.net/vfloresg/bombas-hidrulicas .Consultado el 17 de diciembre del 2014.

Hidalgo. D. Caractersticas de lahidralica [Online]. Disponible enhttp://www.clubensayos.com/Ciencia/CARACTERISTICAS-DE-LA-HIDRAULICA/281577.html . Consultado el 17de diciembre del 2014.

XI. ANEXOS

Figura 15. Sistema Hidraulico Implementado.

Figura 16. Presin del Sistema

Figura 17. Presion cuando sale el vstago del cilindro

5XII. HOJA DE LABORATORIO

Figura 18. Hoja de Laboratorio

XIII. BIOGRAFAS

Cindy Alejandra Bez Rivera: Nacin enIbarra el 17 de Septiembre de 1992, realizo sus estudios enla Unidad Educativa Sagrado Corazn de Jess, obteniendosu ttulo de Bachiller en Especialidad Fsico Matemtico enel 2010; actualmente cursa sptimo semestre de la carrera deIngeniera Electrnica Automatizacin y Control en la EscuelaPolitcnica del Ejrcito.

Noem Eliana Onofa Cuichn: Naci el 23 deenero de 1993 en Sangolqu-Ecuador. Termin la primaria enla escuela Alberto Acosta Sobern y la secundaria en laUnidad Educativa Experimenta Manuela Caizares de Quitogradundose de bachiller en fsico matemtico en el ao 2010.Actualmente cursa sptimo semestre de la carrera de IngenieraElectrnica en Automatizacin y Control en Universidad de lasFerzas Armadas ESPE.

Mara Andrea Crdenas Obando naci enQuito, Ecuador el 20 de Agosto del 1992. Realiz sus estudiosprimarios y secundarios en Unidad Educativa La Salle, obte-niendo su ttulo de bachiller General. Actualmente est cur-

sando sexto nivel de Ingeniera Electrnica, Automatizaciny Control en la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE.Actualmente no ejerce ningn trabajo remunerado debido asus estudios.

Edison Ramiro Segovia Vega naci en Quito-Ecuador, el 30 de Mayo de 1992. Se gradu en el ColegioTcnico Aeronutico Experimental de Aviacin Civil en elao 2010 de bachiller Fsico Matemtico. Actualmente sehalla cursando el sptimo nivel de ingeniara Electrnica enAutomatizacin y Control, en la ESPE. Actualmente no ejerceningn trabajo remunerado debido a sus estudios.

I IntroduccinII ObjetivosII-A Objetivo GeneralII-B Objetivos Especficos

III Marco TericoIII-A HidrulicaIII-B Caractersticas de los lquidos III-B1 Ley de PasacalIII-B2 Ley de Bernoulli

III-C Sistema hidralicoIII-D Componentes de un sistema hidrulicoIII-E Elementos utilizados

IV MaterialesV ProcedimientoVI Diseo NeumticoVII SimulacinVIII ConclusionesIX RecomendacionesX BibliografiaXI AnexosXII Hoja de LaboratorioXIII Biografas