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17/04/2317/04/23 Ing. Alfredo R Maya RIng. Alfredo R Maya R
ELECTROHIDRAULICAELECTROHIDRAULICAELECTROHIDRAULICAELECTROHIDRAULICA
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TEMARIO TEMARIO
Introducción a la Introducción a la hidráulicahidráulica
Interruptores de posiciónInterruptores de posición Interruptores de fin de Interruptores de fin de
carrera carrera Relevadores Relevadores Electro válvulasElectro válvulas
Control direccional Control direccional Control por presión Control por presión Control por flujoControl por flujo
Diagramas secuenciales Diagramas secuenciales
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Introducción a la hidráulica Hidráulica :Hidráulica :
La hidráulica (hidro=agua) es la aplicación de leyes físicas para transferir La hidráulica (hidro=agua) es la aplicación de leyes físicas para transferir Energía por medio de líquidos.Energía por medio de líquidos.
En instalaciones hidráulicas se transfieren las fuerzas y movimientos de En instalaciones hidráulicas se transfieren las fuerzas y movimientos de Dispositivos motrices, de regulación y control por medio de líquidos (agua, Dispositivos motrices, de regulación y control por medio de líquidos (agua, Aceite, etc.)Aceite, etc.)
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ENERGIAENERGIA
” ” la energía no se crea ni se destruye solo se la energía no se crea ni se destruye solo se transforma en otra forma de energía”transforma en otra forma de energía”
Energía Potencial :Energía Potencial : Es la energía que tienen todos los cuerpos físicos almacenada , se encuentra lista para entrar en acción y cambiar a un estado cinético .
Energía cinética :Energía cinética : Es la energía transformada en movimiento que desarrolla cualquier cuerpo físico
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Transformación de energía Transformación de energía
11 Bomba hidráulicaBomba hidráulica
22 Tanque Tanque
33 Válvula check Válvula check
44 Válvula de ajuste de Válvula de ajuste de presiónpresión
55 Actuador hidráulico Actuador hidráulico
66 Válvula direccional Válvula direccional
77 Válvula de control de Válvula de control de flujo flujo
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fuerzafuerza
Fuerza : Es una influencia capaz de producir un cambio en el movimiento de un cuerpo. Generalmente tiene tres tipos de manifestación.
Causa que un cuerpo se mueva
Retarda o Para un cuerpo en movimiento
Puede cambiar la dirección del movimiento a un cuerpo
La medición de la fuerza en el sistema internacional la unidad es el Newton (N)
La medición de la fuerza en el sistema ingles la unidad es la Libra (Lb)
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friccionfriccion
Cualquier fuerza que puede parar o retardar un cuerpo en movimiento es llamado resistencia ; ejemplos de los anterior es la FRICCION y la INERCIADurante la aceleración.La Resistencia de fricción ( Fricción) siempre se va a presentar entre dos superficies en contacto y en movimiento relativo uno con respecto al otro. La resistencia es alta cuando la superficie presenta cierta rugosidad en el acabado , debido al agarre de la superficie con respecto a la otra .
La resistencia es baja o cuando la superficie tiene baja rugosidad o bajo agarre de la superficie con respecto a la otra.
Alta fricciónAlta fricción
Baja fricciónBaja fricción
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inerciainerciaLa inercia comienza como la oposición de un cuerpo al movimiento cuando se pretende cambias este se debe a la energía
La bola mas pesada debido a esta energía cinética tardara mas en parar debido al acumulamiento de energía.
Un concepto importante es considerar el retardo de energía ò aceleración dependiendo el estado en que se encuentre.
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Energía potencialEnergía potencial
Un tanque elevado de agua debido al Un tanque elevado de agua debido al acumulamiento de energía en cuanto se acumulamiento de energía en cuanto se abre la llave el agua puede fluir debido abre la llave el agua puede fluir debido a la energía contenida y se convierte en a la energía contenida y se convierte en energía cinética de movimiento .energía cinética de movimiento .
El efecto se revierte cuando el vaso se El efecto se revierte cuando el vaso se llena y se cierra la llave se convierte en llena y se cierra la llave se convierte en energía potencial nuevamente.energía potencial nuevamente.
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Energía potencialEnergía potencial
Energía Potencial es el acumulador de energía ( batería ) el cual tiene energía potencial química , y se encuentra conectado a un foco este en cuanto se prende debido al flujo de energía eléctrica que fluye a través de el convirtiéndola en energía luminosa.
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Energía Potencial es el acumulador de energía ( batería ) el cual tiene energía potencial química , y se encuentra conectado a un foco este en cuanto se prende debido al flujo de energía eléctrica que fluye a través de el convirtiéndola en energía luminosa.
Energía potencialEnergía potencial
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trabajotrabajo
TRABAJO Trabajo es la aplicación de una fuerza para causar el movimiento de
un objeto a través de una distancia (vencer una resistencia ) . La maquinaria existe para realizar un trabajo .
La unidad de medición de trabajo (pie. Lbf ) Sistema Ingles La unidad de medición de trabajo (joule ) que es igual 1 N-m S.I.
La expresión que describe al trabajo es : Trabajo = distancia recorrida X Fuerza ejercida
(pie-lbf) ( pie ) (lbf)
(joule) (metro) (Newton)
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potenciapotencia
Potencia Casi todo el trabajo se realiza durante un
cierto tiempo finito . La potencia es la rapidez ò tasa con la que el trabajo es realizado .
Descripción de la Potencia
La expresión que describe la potencia es :
Distancia recorrida X fuerza ejercida
Potencia =
Tiempo
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H PH P
HP es igual 746 watts ò 0.746 Kw. aproximadamente.
Descripción de un caballo de fuerza
La expresión que describe al caballo de fuerza es:
Distancia recorrida x fuerza ejercida
(pie) (lbf)
Tiempo (segundos)
Potencia en HP =
550
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Principios de medición e Principios de medición e Instrumentación Instrumentación
El voltaje se puede asociar El voltaje se puede asociar La corriente se puede La corriente se puede asociar asociar
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Ventajas de la hidráulicaVentajas de la hidráulica Lubricación y protección contra desgasteLubricación y protección contra desgaste Transmisión de grandes fuerzas en espacios reducidos Transmisión de grandes fuerzas en espacios reducidos Compatibilidad con otros materialesCompatibilidad con otros materiales Estabilidad de cizallamientoEstabilidad de cizallamiento Resistencia a cargas térmicasResistencia a cargas térmicas Resistencia a OxidaciónResistencia a Oxidación Variación sin saltos de magnitudes , como velocidades , fuerzas Variación sin saltos de magnitudes , como velocidades , fuerzas
y momentosy momentos Reducida formación de espumaReducida formación de espuma Poca absorción de aire y buena liberación del mismoPoca absorción de aire y buena liberación del mismo Elevado punto de ebulliciónElevado punto de ebullición Densidad elevadaDensidad elevada Buen dieléctricoBuen dieléctrico FiltrabilidadFiltrabilidad Fácil mantenimientoFácil mantenimiento No contaminanteNo contaminante
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DESVENTAJAS DEL USO DE LA DESVENTAJAS DEL USO DE LA HIDRAULICAHIDRAULICA
Perdida de presión y caudal (rozamiento del fluido )en tuberías y equipos de Perdida de presión y caudal (rozamiento del fluido )en tuberías y equipos de mando.mando. Dependencia de la viscosidad del aceite con la temperatura y la presión Dependencia de la viscosidad del aceite con la temperatura y la presión
Problemas de fugas Problemas de fugas
Compresibilidad del fluido hidráulico Compresibilidad del fluido hidráulico
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interruptoresinterruptores
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interruptorinterruptor
Un interruptor es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito. El modelo prototípico es un dispositivo mecánico
El término "el interruptor" se refiere típicamente a la electricidad o a circuitos electrónicos.
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interruptorinterruptor
Un interruptor es un dispositivo para cambiar el curso de un circuito. El modelo prototípico es un dispositivo mecánico
El término "el interruptor" se refiere típicamente a la electricidad o a circuitos electrónicos.
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Magneto térmicoMagneto térmico
Un interruptor magneto térmico basa su funcionamiento en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica por un circuito, el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga
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Interruptores de limiteInterruptores de limite
Señales eléctricas Señales eléctricas
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Condiciones de funcionamientoCondiciones de funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento
Temperatura ambiente 20ºC ± 2ºC. Humedad relativa 65% ± 5%, PRESION ATMOSFERICA 101.3 kPa.
La formula de expectación de vida en función de los ciclos es :
/ ciclo
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tipostiposLos tipos de contacto de los interruptores son los siguientes Tipo barra cruzada el material que se utiliza es fundición de plata u oro. El proceso de unión en el interruptor es por soldadura y remachado. Es excelente para contactos de servicio pesado, tiene alta durabilidad.
Tipo aguja el material de construcción es plata, es el mas usual para interruptor de carga, muy similar a los relevadores.este contacto es remachado reduce el ángulo de doblado hasta 1 mm para propósitos de presión fuerza por unidad de área.
Tipo remache , materiales plata , plata zincada, oro, este tipo permite aplicaciones de este tipo permite aplicaciones de servicio pesado , generalmente tiene un surco en donde se aloja el remache permitiendo mayores operaciones de interrupción , no se oxida tan fácilmente ; puede manejar altas corrientes
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RELEVADOR O RELAYRELEVADOR O RELAY
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Sensor de presión Sensor de presión
Puerto de presión
Sello
Diafragma
adhesivo
Entrada de aire Principio de operación sensor piezoeléctrico
Este tipo de sensor son capaces de convertir la energía mecánica en impulsos eléctricos la alta densidad de la lamina de piezoeléctrica permite cambiar los valores de resistencia de acuerdo a la superficie de manera proporcional los cambios de señal son amplificados e interpretados por los lectores de presión
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Construcción del diafragma Construcción del diafragma
Puerto de Presión
Placa de alta densidad
Silicón
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Sensor de temperaturaSensor de temperatura
Los sensores tipo infrarrojo ofrecen un rango de presicion cuando se les asigna una letra K se refiere a un termocople
Termopares tipo J ò K PT 100
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Aplicaciones Aplicaciones
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aplicacionesaplicaciones
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Controlador de temperaturaControlador de temperatura
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Histéresis Histéresis Otro elemento a considerar cuando se selecciona una
válvula proporcional es la histéresis .La histéresis es la diferencia entre el caudal de salida cuando el carrete de la válvula se desplaza lentamente en cualquier dirección hasta el final (flujo completo). Es decir es el error esperado de una válvula en respuesta a un comando dado.
La histéresis normal de una válvula , sin retroalimentación a la posición del carrete , es de +/- 4% del flujo completo. Para una válvula con capacidad de 10 G.P.M. con una histéresis de +/- 4% controlará el caudal dentro de un rango de +/- 0.4 G.P.M.
Por lo tanto las válvulas con alta histéresis no se deben usar donde se requiere de un control preciso de la velocidad del actuador (cilindro hidráulico), a menos que se cuente con un sistema de corrección (vía un dispositivo de retroalimentación ó un operador interfase)
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Tipos de electro válvulasTipos de electro válvulas
Como funcionan las Como funcionan las electroválvulas electroválvulas
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Válvula direccionalVálvula direccional
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Válvula direccional de 5 puertos Válvula direccional de 5 puertos
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Partes de un solenoide de Partes de un solenoide de válvulaválvula
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Curvas de desempeñoCurvas de desempeñoD
ifer
enci
a d
e p
resi
ón
D
ifer
enci
a d
e p
resi
ón
pp
en
bar
.
Caudal Q en L / min. Caudal Q en L / min.
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Tipos de piloto neumático e Tipos de piloto neumático e hidráulico hidráulico
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Válvula hidráulica de Válvula hidráulica de accionamiento neumático accionamiento neumático
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Válvula de potencia y pilotoVálvula de potencia y piloto
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Esquema de una válvula Esquema de una válvula solenoide de potencia y pilotosolenoide de potencia y piloto
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Diagrama de válvula direccional Diagrama de válvula direccional comandada por solenoide pilotocomandada por solenoide piloto
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Esquema de una válvula Esquema de una válvula direccional direccional
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Tipos de asiento Tipos de asiento
Asiento tipo esfera Asiento tipo esfera Asiento tipo cono Asiento tipo cono Asiento tipo plato Asiento tipo plato
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Válvula precomandadaVálvula precomandada
Válvula direccional de asiento 3/2 vías de accionamiento eléctrico en versión de una válvula unitaria de una esfera.
1. elemento de estanqueidad (esfera)
2. Resorte
3. Asiento
4. Carcasa
5. Palanca
6. Tope de accionamiento
7. Esfera (2)
8. Asiento
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Esquema de funcionamientoEsquema de funcionamientoLa función de una válvula distribuidora de asiento 4/2 vías se alcanza con una placa intermedia , la placa Plus 1 , se encuentra montada debajo de la válvula distribuidora de asiento 3/2
La parte superior (1) representa la válvula distribuidora de asiento 3/2 la placa plus -1 en posición inicial la esfera de 1 esta sobre el asiento . La unión de P hacia A esta abierta ,de A sale un conducto de mando hacia el pistón de la válvula (2) esta superficie es mayor que la del elemento estanquiezante derecho el cual es apretado hacia la derecha sobre el mismo asiento . La conexión B en la placa intermedia esta unida con conexión T , y P esta bloqueaba
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Esquema de funcionamientoEsquema de funcionamiento
Al accionar la válvula distribuidora de asiento 3/2 vías (1) se bloquea la conexión P de este modo se crea la unión de A hacia T al mismo tiempo el pistón grande en la placa se descarga.
La presión P desplaza al pistón con el elemento de estanqueidad hacia la izquierda y bloquea la unión B hacia T ahora están unidas las conexiones P con B , y A con T .
El elemento de conmutación positivo
Para evitar amplificaciones de presión al emplear cilindros hidráulicos (diferenciales) la superficie de retorno debe estar conectada en A.
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Esquema de funcionamientoEsquema de funcionamiento
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Válvula de asiento Válvula de asiento precomandadaprecomandada
2
4
35
Válvula de asiento precomandada
1. Solenoide
2. Pistón de mando
3. Elemento de cierre
4. Cámara de mando
5. Recubrimiento positivo
Funcionamiento : se acciona la válvula piloto por medio del solenoide la cámara de mando (4) se une con la conexión T , la presión de la bomba levanta el elemento de cierre de su asiento , la conexión T queda bloqueada y la conexión A queda unida con la conexión P.
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Válvulas direccionales de asiento Válvulas direccionales de asiento 4/3 vías precomandadas4/3 vías precomandadas
Una válvula de asiento 4/3 vías precomandada en posición inicial , los elementos insertables de 2 vías (1, 2, 3, 4) son mantenidos por el resorte en posición de bloqueo como consecuencia de la compensación de presión.
Cuando el carrete cambia hacia b las cámaras 1 y 3 se descargan ,abriéndose , las demás válvulas 2 y 4 quedan en posición de bloqueo. Cuando el carrete cambia hacia a las cámaras 2 y 4 se descargan ,abriéndose , las demás válvulas 1 y 3 quedan en posición de bloqueo.
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Simbología de las válvulas Simbología de las válvulas hidráulicas tipo asientohidráulicas tipo asiento
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Diferencias entre válvulas Diferencias entre válvulas direccionalesdireccionales
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Gracias ……………..Gracias ……………..
