OLEOHIDRAULICA

INTRODUCCION A LA HIDRAULICALa hidrulica slo comenz a utilizarse en el siglo XVII

El estudio de la hidrulica concierne al empleo y caractersticas de los lquidos

OLEOHIDRAULICA Se le atribuye el significado de transmisin y control de fuerzas y movimiento por medio de lquidos

MECANICA DE LOS FLUIDOS Hidrosttica

Hidrodinmica

HIDROMECANICAHIDROESTATICA: Estudio de los fluidos en reposo

HIDRODINAMICA: Estudio de los fluidos en movimientoTRANSFORMACION DE LA ENERGIA

Presin hidrostticaUna columna de lquido ejerce por su propio peso, una presin sobre una superficie en que acta. presin p = h . . g

La presin hidrosttica ejerce una fuerza sobre el fondo de los recipientes y si acta sobre superficies iguales ( A1=A2=A3 ) las fuerzas resultantes sern iguales

Ley de PascalLa presin se distribuye uniformemente en todos los sentidos y es igual en todos los lados

TRANSMISION HIDRAULICA DE FUERZASSi actuamos con la fuerza F1 sobre la superficie A1 se produce la presin

F 1 P = --------- A 1

La presin p acta unifrmemente en todo el lquido,es decir, tambin sobre la superficie A2. La fuerza que se puede obtener es:

F2 = p * A2Entonces : F 1 F 2 --------- = --------- A 1 A 2

F 1 A 2 --------- = --------- F 2 A 1 Las fuerzas son directamente proporcionales a las superficies

PALANCA MECANICAEstado de equilibrio de un cuerpo

Como se relaciona con la hidrulica?

Palanca hidrulicaEquilibrio hidrulicoAplicacin de la Ley de Pascal

Conservacin de la energaLa distancia que recorre cada pistn es inversamente proporcional a su superficie.-Lo que se gana en fuerza ,se pierde en velocidad o distancia

Principios de la transmisin de presinLas presiones son inversamente proporcionales a las superficies

Magnitudes fundamentalesPresin

1 Bar = 14,5 PSI 1Kg/cm2 = 14,223 PSILey de flujoA travs de un tubo con distintas secciones transversales fluyen en igual tiempo volmenes iguales

El caudal Q es el cociente del volumen del fluido V y del tiempo t.-

Q = V / tEl volumen del fluido V = A * l A : rea l: longitudluego tenemos: v = l/ t v : velocidad

Q = A * v

El caudal Q en l/min ( LPM ) es igual en todo tubo

Equivalencias de medidas de caudal1 GPM = 3,78 LPM ( Us ) 4, 54 LPM ( Uk )

1LPM = 60.000 cm3/hEcuacin de continuidad Q1 = Q2 Q1 = A1 * v1 ; Q2 = A2 * v2 por lo tanto A1 * v1 = A2 * v2

Ley de conservacin de la energa La energa total de un caudal de liquido no vara mientras no se introduzca energa desde el exterior ni se entregue hacia el exteriorENERGIA TOTALEnerga potencial: Energa de posicin ( en funcin de la columna de liquido y de la presin esttica )

Energa cintica: En funcin de la velocidad de flujo y de la presin dinmicaLa energa total se compone de:Energa potencial( en funcin de la columna de lquido y de la presin esttica)Energa cintica ( en funcin de la velocidad de flujo y de la presin dinmica )De all surge la ecuacin de Bernoulli

Friccin y perdidas de presinLa energa hidrulica no se puede transmitir libre de perdidas de friccin a travs de tuberas.- En las paredes del tubo y en el lquido se produce friccin que genera calorLa perdida de energa significa una perdida de presin.-

La dimensin de las prdidas por friccin depende especialmente de :

la longitud de la tuberala seccin transversal de las tuberasla rugosidad de las paredes del tubola cantidad de codos del tubola velocidad de flujola viscosidad del lquidoTipos de flujoEl tipo de flujo tambin es importante para las perdidas de energa.- Se diferencian dos tipos de flujo:

- Flujo laminar

- Flujo turbulentoFlujo Laminar

Flujo Turbulento

Numero de Reynold ReEl tipo de flujo puede determinarse con el nmero de Reynold.-

adimensional

: velocidad del flujo (m/s )

Dimetro hidrulico

Viscosidad cinemtica 30

Este valor es valido para tubos redondos,rectos e idealmente liso.- Con el nmero de Reynold crtico,el flujo cambia de laminar a turbulento o viceversa.-

Ventajas de los sistemas oleohidrulicosVelocidad variableReversibilidad de movimientoProteccin contra sobrecargaDimensiones reducidas de los componentesDesventajas de los sistemas OleohidrulicosPrdidas de carga ( Impedimento en el desplazamiento del fluido)

Trefilamientos Internos ( perdidas internas)

Compresibilidad ( Con grandes volmenes a presin aumenta la elasticidad y perdidas de energa )Principales campos de aplicacinIndustria metal mecnica Industria siderrgicaIndustria Elctricas y ElectromecnicaIndustria Qumica Industria TextilIndustria de la madera y el papelIndustria Naval

Ejemplos de aplicacin

Maquinaria mvilPalas mecnicasElevadoresAPLICACIONES DE LA OLEOHIDRAULICA

APLICACIONES DE LA OLEOHIDRAULICA

APLICACIONES DE LA OLEOHIDRAULICA

Fluido Hidrulico

Transmisin de potencia

Lubricacin Enfriamiento

EstanqueidadObjetivos del FluidoRequerimientos de calidad del FluidoImpedir la oxidacin Impedir la formacin de lodo,barnices y gomaReducir la formacin de espumasMantener su estabilidad qumicaMantener el ndice de viscosidad Impedir la corrosinSeparar el aguaCompatibilidad con las juntas y sellosEventualmente inflamable

Estabilidad al cizallamientoResistencia a cargas trmicas ( No ms de 80 C)Resistencia a la oxidacin

Propiedades del fluidoViscosidadSe entiende por viscosidad a la resistencia que opone el fluido al ser desplazadoTipos de viscosidad: - Viscosidad dinmica - Viscosidad cinemticaViscosidad cinemtica:El concepto de viscosidad cinemtica es una consecuencia de la utilizacin de una columna de liquido para producir una circulacin del mismo a travs e un tubo capilar.- El coeficiente de viscosidad cinemtica es le resultado de dividir el coeficiente de viscosidad dinmica por la densidad del fluido su unidad es centistokesFluido HidrulicoEllos se clasifican de acuerdo a su formacin bsica:A base de aceite mineralA base de aceite vegetalPuramente sintticosPoco inflamablesDe agua pura

Principios de la oleohidrulicaEsquema oleohidraulico bsico.-

Funcionamiento del sistema La bomba 1 es impulsada por un motor (elctrico o a explosin ).- El fluido es aspirado del estanque 2 y es transportado a travs del sistema de tuberas y dispositivos hacia los actuadores.-

El sentido de movimiento del pistn 4.1 con el vstago 4.2 es controlado por la vlvula direccional 5.-Desplazando la corredera 6 se establece la conexin de P hacia la lnea de trabajo B

Adems del sentido y la fuerza, se requiere influir sobre la velocidad de la carga.- Esto se logra con una vlvula estranguladora

Para la proteccin del sistema por sobrecarga la mxima presin debe ser limitada.- Esto se consigue con la vlvula limitadora de presin 3

Velocidad Mxima del sistema

Control de velocidad de un actuador

Aspiracin en la bombaLa mayora de los fabricantes de bombas recomiendan un vaco que no exceda de 125 mm de mercurio.es decir 0.83 kg/cm2 en la entrada de la bomba.- Con una presin atmosfrica de 1,033kg/cm 2 disponible en el deposito esto deja solamente una diferencia de 0,20kg/cm2

Situacin en la entrada de la bomba Nivel con cota negativa

Nivel con cota positiva

Como se crea la presin en un sistemaLa presin se origina cuando el caudal encuentra resistencia.- Esta resistencia puede ser originada por una carga de un actuador o por una restriccin en la tubera

En presencia de fuga se mantiene la presin

F1 = F2 = F3 La presin es funcin de la magnitud de las fuerzas perpendiculares a la superficie

F P: presin

P = --------- F: fuerza

A A :rea