Universidad Politécnica de DurangoIngeniería en Tecnologías de Manufactura

“SISTEMAS NEUMATICOS E HIDRAULICOS”

DISEÑO DE RED DE SUMINISTRO DE ENERGIA HIDRAULICA Y NEUMATICA.

Nombre del alumno Matricula Grupo

Nava Amaya Manuel Alejandro

1103150176 7A

Álvarez Reyes Raúl 1201150002 7AÁvila Quiñones Aldo Esaú 1201150050 7AGutiérrez Carrasco Alavaro 1103150166 7A

Fecha:21/enero/2014

MARCO TEORICO

Componentes de la Red Neumática:  

1  Compresor2  Linea Principal3  Linea de distribución4  Linea de servicio  5  Accesorios6  Herramientas7  Separador de condensado8  Válvula de paso Para desarrollar el proceso de diseño de una instalación de aire comprimido se debe saber todas las aplicaciones neumáticas industriales que se utilizaranrán y su ubicación. Puntos importantes a tener en cuenta como:

Presión de  aire comprimido: 

Se debe calcular la presión de aire comprimido a la cual se desea trabajar para establecer el buen funcionamiento del compresor y red. Generalmente la red de trabajo industrial de aire comprimido tiene presiones de 6 y 7 bares.

Caudal de aire comprimido:

El Calculo de caudal de aire comprimido de la red deberá ser diseñado con base en la demanda de aire.

Pérdidas de presión:

Los elementos de una red de aire comprimido como codos, válvulas, t´s, cambios de sección, equipos de mantenimiento, y otras se oponen al flujo generando pérdidas de presión de aire. Garantizar que las pérdidas de presión en tuberias de aire comprimido estén en lo permisible es una labor esencial a la hora de desarrollar el diseño de instalación neumática.

Velocidad de circulación de aire:

La velocidad de aire debe controlarse puesto que el aumento produce mayores pérdidas de presión. Además de estos puntos y según  necesidades de la instalación, seleccionaremos y evaluaremos la más adecuadas herramientas para la instalación de aire comprimido. Dependiendo del uso o el sector en el que se aplique el aire comprimido, el usuario necesitará una calidad de aire, aire comprimido seco y limpio.

Redes de aire comprimido, Cerrada.

En esta configuración la línea principal contituye un anillo. La inversión inicial de este tipo de red es mayor que si fuera abierta. Sin embargo, con ella se facilitan las laborares de mantenimiento de manera importante, puesto que ciertas partes pueden ser aisladas sin afectar a la producción. La falta de dirección constante del flujo es una desventaja importante de este sistema, ya que la dirección del flujo en algún punto de la red dependerá de las demandas puntuales y por tanto, el flujo de aire cambiará de dirección dependiendo del consumo.

El problema de estos cambios radica en que la mayoria de los accesorios de una red (Filtros, Enfriadores etc.) son diseñados con una entrada y una salida. Por tanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizaría.  Red de aire comprimido, abierta.

Se constituye por una sola línea principal de la cual se desprenden las secundarias y las de servicio. La poca inversión inicial necesaria de esta configuración constituye su principal ventaja. Además, en la red pueden implementarse inclinaciones para la evacuación de condensados. La  desventaja principal de este tipo de redes es su mantenimiento. Ante una reparación es posible que se detenga el suministro el suministro de aire "aguas abajo" del punto de corte lo que implica una detención de la producción.

OBJETIVO

Conocer de manera clara y practica el funcionamiento y acomodo de una red hidráulica. En teoría uno debería entender cómo varían las presiones en la red cuando cambia el caudal y las cargas térmicas y ello recibe el nombre de análisis de redes. Permite reducir una red compleja en una resistencia equivalente que determina la característica resistiva del sistema.

MATERIAL Y EQUIPO

Para el desarrollo de la práctica fueron necesarios.

1. Cinta métrica.2. Termómetro.3. Higrómetro

DESARROLLO

1.- calcular el consumo de aire comprimido de los equipos de laboratorio o una empresa.

Va=7m3

V=.214

Δp=1Bar

Z=20

2.- determine el volumen del acumuilador mediante el uso del nomograma de la figura 1.

Para el desarrollo de la practicainiciameos registrando los datos necesarios para poder solucionar la siguiente ecuación:

P1V 1T 1

=P2V 2T 2

Entonces:

Q=P1V 1=P2V 2

Datos:

P1=170 Psi .

V 1=500 lts .

P2=119Psi .

V 2=¿

V 2=p1V 1

P2

V 2=170 (500 lts )119Psi

¿=714.28 lts

V 1=P1V 2P2

V 1=P2V 1P2

=¿

V 1=119Psi (714.28 lts )

170 Psi=500 lts .

Q=V 2−V 1

Q=714.28 lts−500 lts=214.28 lts≈0.214m3min

.

3.Determine la cantidad de agua condensada.

Datos:

Humedad relativa: 63%

Temperatura: 28 C.

Presión atmosférica: 1 bar.

Punto de Roció=20C.

Pr=√ 63100∗¿110+28C−110=1.983¿

Agua=20gr

m3–8gr

m3=12

gr

m3

4. Determine el diámetro de las tuberías utilizando para ello el monogramas y los datos:

Valores conocidosConsumo actual 12.84m3/hAumento planificado 6.42m3/hFugas máximas permisibles 1.926m3/hConsumo total 21.186m3/hMínima presión de funcionamiento

12.3 bar

Caída permisible de presión Δp

10 Kpa

Longitud de la red principal 47m

Diámetro permisible: 25 mm.

Codos normales 14Uniones T 9

Valvula de bola 0Valvula de paso 8Valvula angular 0

Determine las resistencias en la red de aire comprimido en función de las longitudes equivalentes mediante el nomograma.

Distancia de longitud sustantiva.

∑ (.26m) (8 )+1.7m (9 )+.18m (14 )=19.9mts .

19.9m+50m=69.9mts .

Diámetro final del tubo= 25 mm.

Pulgadas = .635.

MANTENIMIENTO DEL EQUIPO.

Accesorios de aire comprimido y mantenimiento.

En las bajantes de acometidas, y antes a la toma del equipo neumático, hay que instalar un equipo de mantenimiento compuesto por; filtro, regulador de presión y lubricador.

Hay que procurár no colocar más de dos o tres acoplamientos rápidos en las tuberías de servicio. Hay también que evitar colocar tuberías de servicio inferiores a 1/2" de diametro, ya que se pueden cegarse si el aire esta sucio.

Unidad de mantenimiento neumática

Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

El caudal total de aire en m3/h es decisivo para la elección del tamaño de unidad.  La presión de trabajo no debe sobrepasar el valor estipulado en la unidad.  La temperatura no deberá ser tampoco superior a 50 ºC (valores máximos para recipiente de plástico). 

Conservación unidad de mantenimiento.

Es necesario hacer esto en intervalos regulares los trabajos siguientes de conservación. 

Filtro de aire comprimido: Debe examinarse periódicamente el nivel del agua condensada, porque no debe sobrepasar la altura indicada en la mirilla de control. Asimismo debe limpiarse el cartucho filtrante. 

Regulador de presión: Cuando está precedido de un filtro, no requiere ningún mantenimiento. 

Lubricador de aire comprimido: Verificar el nivel de aceite en la mirilla y, si es necesario, suplirlo hasta el nivel permitido. Los filtros de plástico y los recipientes de los lubricadores no deben limpiarse con tricloroetileno . Para los lubricadores, utilizar únicamente aceites minerales. 

Filtros aire comprimido.

Depuran el aire comprimido:  Polvo,  residuos de las conducciones, aceite solidificado del compresor, vapor acuoso contenido en la atmósfera. 

Provocan en los equipos: Desgaste rápido, mal funcionamiento, obstrucción de la línea de aire. 

Reguladores de presión.

Tiene la misión de mantener la presión de trabajo (secundaria) lo más constante posible, independientemente de las variaciones que sufra la presión de red (primaria) y del consumo de aire. La presión primaria siempre ha de ser mayor que la secundaria. Presiones de trabajo muy altas producen: Grandes pérdidas de carga, desgaste de los componentes. 

Presiones de trabajo bajas producen: Rendimiento malo. Tipos de reguladores: Membrana y Pistón. 

Lubricadores de aceite.

Tiene la misión de lubricar los elementos neumáticos en medida suficiente. El lubricante: Previene de un desgaste prematuro de las piezas móviles, reduce el rozamiento y protege los elementos contra la corrosión. Para evitar: lubricación manual y periódica. 

CONCLUSIONES

Es importante realizar el estudio de la red de manera precisa ya que si no se tomas la información de manera correcta el estudio arrojara datos no precisos y por lo tanto el estudio carecerá de credibilidad y

Hidráulica.

La hidráulica es la ciencia que forma parte la física y comprende la transmisión y regulación de fuerzas y movimientos por medio de los líquidos, El sistema hidráulico trabaja en base al principio de fluido a presión forzando la acción mecánica.

Producción de energía hidráulica.

La ventaja que implica la utilización de la energía hidráulica es la posibilidad de transmitir grandes fuerzas, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de mandos y reglaje. A pesar de estas ventajas hay también ciertos inconvenientes debido al fluido empleado como medio para la transmisión. Esto debido a las grandes presiones que se manejan en el sistema las cuales posibilitan el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar que los empalmes se encuentren perfectamente apretados y estancos.

Componentes de un sistema hidráulico.

Bomba hidráulica; La bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energía hidráulica. Es un dispositivo que toma energía de una fuente (por ejemplo, un motor, un motor eléctrico, etc.) y la convierte a una forma de energía hidráulica. La bomba toma aceite de un depósito de almacenamiento (por ejemplo, un tanque) y lo envía como un flujo al sistema hidráulico. Todas las bombas producen flujo de aceite de igual forma. Se crea un vacío a la entrada de la bomba. La presión atmosférica, más alta, empuja el aceite a través del conducto de entrada a las cámaras de entrada de la bomba. Los engranajes de la bomba llevan el aceite a la cámara de salida de la bomba. El volumen de la cámara disminuye a medida que se acerca a la salida. Esta reducción del tamaño de la cámara empuja el aceite a la salida. La bomba sólo produce flujo (por ejemplo, galones por minuto, litros por minuto, centímetros cúbicos por revolución, etc.), que luego es usado por el sistema hidráulico. La bomba NO produce “presión”. La presión se produce por acción de la resistencia al flujo. La resistencia puede producirse a medida que el flujo pasa por las mangueras, orificios, conexiones, cilindros, motores o cualquier elemento del sistema que impida el paso libre del flujo al tanque. Hay dos tipos de bombas: regulables y no regulables.

Existen diferentes tipos de bombas como son:

Bombas no regulares

Bombas regulares.

Bombas de engranaje.

Bombas de paletas.

Bombas de pistón.

Bomba hidráulica propuesta

Utilizando las tablas de eficiencia y viscosidades se determina que:

N= P∗Q400

Pnec= P∗Q400∗y

Se obtiene:

Datos:

P= 175 bar=2537.5 Psi.

Q=2.513X10−5=.2659 gal/min

N=2537.5 Psi(0.2659 gal

min❑)

400=1.68hp .

Datos :

P=2537.5 Psi

Q=.2659 gal/min

𝔶=.97

Pnec=2537.5 Psi∗.2659 gal /min400∗.97

=1.73hp .