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CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLOGICO
INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS No. 11
FISICA II
PROYECTO INTERDICIPLINARIO“ELEVADOR HIDRAULICO”
PROFRA. MA. Ivone Vidal Quintanar
EQUIPO: 5
ALUMNAS:
SOTO LOPEZ ROCIO GPE. LECHUGA SANCHEZ MICHELLE OLVERA RUBIO VIRIDIANA VALENZUELA VILLEGAS DIANA RUIZ FLORES FERNANDA
ADMINISTRACION DE RECURSOS HUMANOS 3ro. “B”
ÍNDICEIntroducción………………………………………………………………………………………..
Concepto de hidráulica………………………………………………………………………..
Mecánica de fluidos…………………………………………………………………………….
Principio de Arquímedes……………………………………………………………………..
Manómetros………………………………………………………………………………………….
¿Que son los elevadores hidráulicos?.............................................................
Inventor de los elevadores hidráulicos………………………………………………..
Partes de un elevador hidráulico………………………………………………………….
Funcionamiento de un elevador hidráulico…………………………………………….
Ventajas de un elevador hidráulico………………………………………………………
Medidas de seguridad de un elevador hidráulico…………………………………..
¿Cómo se relacionan con la física?...................................................................
Tipos de elevadores………………………………………………………………………………….
Evolución de los elevadores hidráulicos………………………………………………..
Visita a establecimiento (entrevista)…………………………………………………………..
Investigación bibliográfica……………………………………………………………………………
Presupuesto de prototipo……………………………………………………………………………
Construcción de prototipo……………………………………………………………………………..
Conclusión……………………………………………………………………………………………………
INTRODUCCIONEn este proyecto hablaremos, explicaremos e informaremos sobre los elevadores hidráulicos sus tipos, funcionamiento, su inventor o científico que influyo en estos procesos para crear de estos.
Trabajamos en equipo para adquirir y recopilar información de estos y temas relacionados con estos; cada un integrante del equipo se le asignó una tarea para tener un mejor control de organización y limpieza.
Este parcial expondremos sobre este tema y como la física está presente mediante una formula y un principio de uno de los grandes científicos, Pascal.
Para darle un uso útil a la tecnología con la que nuestra generación cuenta, elaboraremos un blog donde pondremos nuestro producto final,
Al final de este parcial realizaremos una exposición donde invitaremos docentes, padres de familia y compañeros del plantel, contaremos con la ayuda material de un documento visual en power point, y obsequiaremos un tríptico con la información correcta y necesaria para ayudar a los presentes a que estén más involucrados en la exposición que nuestro equipo laborara.
Hidráulica.Aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite.La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas.En otros dispositivos como boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del control y utilización de líquidos.Las dos aplicaciones más importantes de la hidráulica se centran en el diseño de activadores y prensas.Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.Como la fuerza es igual a la presión multiplicada por la superficie, la fuerza se amplifica mucho si se aplica a un fluido encerrado entre dos pistones de área diferente. Si, por ejemplo, un pistón tiene un área de 1 y el otro de 10, al aplicar una fuerza de 1 al pistón pequeño se ejerce una presión de 1, que tendrá como resultado una fuerza de 10 en el pistón grande.Este fenómeno mecánico se aprovecha en activadores hidráulicos como los utilizados en los frenos de un automóvil, donde una fuerza relativamente pequeña aplicada al pedal se multiplica para transmitir una fuerza grande a la zapata del freno.Los alerones de control de los aviones también se activan con sistemas hidráulicos similares.
Aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite.
La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas.
En otros dispositivos como boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del control y utilización de líquidos.
Las dos aplicaciones más importantes de la hidráulica se centran en el diseño de activadores y prensas.
Su fundamento es el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.
Como la fuerza es igual a la presión multiplicada por la superficie, la fuerza se amplifica mucho si se aplica a un fluido encerrado entre dos pistones de área diferente. Si, por ejemplo, un pistón tiene un área de 1 y el otro de 10, al aplicar una fuerza de 1 al pistón pequeño se ejerce una presión de 1, que tendrá como resultado una fuerza de 10 en el pistón grande.
Este fenómeno mecánico se aprovecha en activadores hidráulicos como los utilizados en los frenos de un automóvil, donde una fuerza relativamente pequeña aplicada al pedal se multiplica para transmitir una fuerza grande a la zapata del freno.
Los alerones de control de los aviones también se activan con sistemas hidráulicos similares.
Los gatos y elevadores hidráulicos se utilizan para levantar vehículos en los talleres y para elevar cargas pesadas en la industria de la construcción.
La prensa hidráulica, inventada por el ingeniero británico Joseph Bramah en 1796, se utiliza para dar forma, extrusar y marcar metales y para probar materiales sometidos a grandes presiones.
El elevador hidráulico se basa en el principio de que el trabajo necesario para mover un objeto es el producto de la fuerza por la distancia que recorre el objeto.
El elevador hidráulico utiliza un líquido incompresible para transmitir la fuerza, y permite que una pequeña fuerza aplicada a lo largo de una gran distancia tenga el mismo efecto que una gran fuerza aplicada a lo largo de una distancia pequeña.
Esto hace que pueda emplearse una pequeña bomba de mano para levantar un automóvil.
Mecánica de Fluidos.
Parte de la Física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica (Aviones), la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales (Barcos y construcción naval) y la oceanografía.
La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento.
El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.
Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas (Aire comprimido).
La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.
Mecánica de fluidos: aplicaciones.
Las leyes de la mecánica de fluidos pueden observarse en muchas situaciones cotidianas. Por ejemplo, la presión ejercida por el agua en el fondo de un estanque es igual que la ejercida por el agua en el fondo de un tubo estrecho, siempre que la profundidad sea la misma. Si se inclina un tubo más largo lleno de agua de forma que su
altura máxima sea de 15 m, la presión será la misma que en los otros casos (izquierda).
En un sifón (derecha), la fuerza hidrostática hace que el agua fluya hacia arriba por encima del borde hasta que se vacíe el cubo o se interrumpa la succión.
Principio de Arquímedes.Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un objeto es sometido a una fuerza hacia arriba, o empuje.
El empuje es igual al peso del fluido desplazado. Esta ley se denomina principio de Arquímedes, por el científico griego que la descubrió en el siglo III antes de nuestra era. Aquí se ilustra el principio en el caso de un bloque de aluminio y uno de madera. El peso aparente de un bloque de aluminio sumergido en agua se ve reducido en una cantidad igual al peso del agua desplazada.
Si un bloque de madera está completamente sumergido en agua, el empuje es mayor que el peso de la madera (esto se debe a que la madera es menos densa que el agua, por lo que el peso de la madera es menor que el peso del mismo volumen de agua).
Por tanto, el bloque asciende y emerge del agua parcialmente -desplazando así menos agua- hasta que el empuje iguala exactamente el peso del bloque.
Movimiento laminar y turbulento.
A bajas velocidades, los fluidos fluyen con un movimiento suave llamado laminar, que puede describirse mediante las ecuaciones de Navier-Stokes, deducidas a mediados del siglo XIX. A velocidades altas, el movimiento de los fluidos se complica y se hace turbulento.
En los fluidos que fluyen por tubos, la transición del movimiento laminar al turbulento depende del diámetro del tubo y de la velocidad, densidad y viscosidad del fluido.
Cuanto mayores son el diámetro, la velocidad y la densidad, y cuanto menor es la viscosidad, más probable es que el flujo sea turbulento.
Presión.
En mecánica, fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.
La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa).La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.
Manómetros.La mayoría de los medidores de presión, o manómetros, miden la diferencia entre la presión de un fluido y la presión atmosférica local.
Para pequeñas diferencias de presión se emplea un manómetro que consiste en un tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el fluido y el otro extremo abierto a la atmósfera.
El tubo contiene un líquido, como agua, aceite o mercurio, y la diferencia entre los niveles del líquido en ambas ramas indica la diferencia entre la presión del recipiente y la presión atmosférica local. Para diferencias de presión mayores se utiliza el manómetro de Bourdon, llamado así en honor al inventor francés Eugène Bourdon.
Este manómetro está formado por un tubo hueco de sección ovalada curvado en forma de gancho.
Los manómetros empleados para registrar fluctuaciones rápidas de presión suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea.
Como la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Una lectura negativa del manómetro corresponde a un vacío parcial.
Las presiones bajas en un gas (hasta unos 10-6 mm de mercurio de presión absoluta) pueden medirse con el llamado dispositivo de McLeod, que toma un volumen conocido del gas cuya presión se desea medir, lo comprime a temperatura constante hasta un volumen mucho menor y mide su presión directamente con un manómetro.
La presión desconocida puede calcularse a partir de la ley de Boyle-Mariotte (Gas).
Para presiones aún más bajas se emplean distintos métodos basados en la radiación, la ionización o los efectos moleculares.
Rango de Presiones.
Las presiones pueden variar entre 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión absoluta en aplicaciones de alto vacío, hasta miles de atmósferas en prensas y controles hidráulicos. Con fines experimentales se han obtenido presiones del orden de millones de atmósferas, y la fabricación de diamantes artificiales exige presiones de unas 70.000 atmósferas, además de temperaturas próximas a los 3.000 °C.
En la atmósfera, el peso cada vez menor de la columna de aire a medida que aumenta la altitud hace que disminuya la presión atmosférica local. Así, la presión baja desde su valor de 101.325 Pa al nivel del mar hasta unos 2.350 Pa a 10.700 m (35.000 pies, una altitud de vuelo típica de un reactor).
Por 'presión parcial' se entiende la presión efectiva que ejerce un componente gaseoso determinado en una mezcla de gases.
La presión atmosférica total es la suma de las presiones parciales de sus componentes (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y gases nobles).
Fuerza.
En física, cualquier acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto. La fuerza es un vector, lo que significa que tiene módulo,
dirección y sentido. Cuando sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas se suman vectorialmente para dar lugar a una fuerza total o resultante.
Esta fuerza total que actúa sobre un objeto, la masa del objeto y su aceleración están relacionadas entre sí a través de la segunda ley de Newton, llamada así en honor al físico y matemático del siglo XVII Isaac Newton.
Esta ley afirma que la aceleración que experimenta un objeto multiplicada por su masa es igual a la fuerza total que actúa sobre el objeto. Por tanto, si una fuerza igual actúa sobre dos objetos de diferente masa, el objeto con mayor masa resultará menos acelerado.
Un objeto experimenta una fuerza cuando otro objeto lo empuja o tira de él. Por ejemplo, al empujar un triciclo parado se aplica una fuerza que hace que éste se acelere.
Un objeto también puede experimentar una fuerza debido a la influencia de un campo de fuerzas.
Por ejemplo, si se deja caer una pelota, ésta adquiere una aceleración hacia abajo debido a la existencia del campo gravitatorio terrestre; las cargas eléctricas se atraen o se repelen debido a la presencia de un campo eléctrico.
Generalmente, sobre un objeto actúan varias fuerzas a la vez. Si la suma de las mismas da lugar a una fuerza total nula, el objeto no se acelerará: seguirá parado o detenido o continuará moviéndose con velocidad constante.
Por ejemplo, si una persona lo empuja con una fuerza de magnitud igual a la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento del triciclo, las fuerzas se compensarán, produciendo una fuerza total nula.
Eso hace que se mueva con velocidad constante.
Si la persona deja de empujar, la única fuerza que actúa sobre el triciclo es la fuerza de rozamiento. Como la fuerza total ya no es nula, el triciclo experimenta una aceleración, y su velocidad disminuye hasta hacerse cero. (Una aceleración negativa como ésta, en la que se reduce la velocidad, se conoce como deceleración).
En el Sistema Internacional de unidades, la fuerza se mide en newtons: 1 newton (N) es la fuerza que proporciona a un objeto de 1 kg de masa una aceleración de 1 m/s2.
Las fuerzas que actúan entre las moléculas y los átomos también se conocen como interacciones.
Freno.
Dispositivo mecánico que se aplica a la superficie de un eje, una rueda o un disco giratorio, de manera que reduce el movimiento mediante fricción. El freno está revestido con un material resistente al calor que no se desgasta con facilidad ni se alisa ni se vuelve resbaladizo.
Una zapata de freno es un bloque de madera o metal que presiona contra la llanta de una rueda mediante un sistema de palancas. Un freno de banda es una banda flexible enrollada alrededor del perímetro de la rueda y que puede tensarse para apretarse contra ella.
Se usa en las máquinas de vapor, en los vehículos a motor y en algunos tipos de bicicletas.
La zapata de freno de expansión interna se emplea en muchos automóviles.
Este sistema, también denominado freno de tambor, usa un par de zapatas abatibles que presionan contra el interior de un tambor mediante una palanca mecánica o un cilindro hidráulico.
Un freno de tambor requiere mucha fuerza para presionar las zapatas, sobre todo en un vehículo pesado que se mueve a gran velocidad.
Esta fuerza se puede generar con el freno de mano de un automóvil, pero lo más frecuente es que la fuerza humana se potencie con un cilindro y un pistón accionado por aire (freno de aire) o por un pistón accionado por el vacío (freno de vacío). En el freno de aire, inventado por George Westinghouse en 1869, la presión del aire mantiene apartados la zapata y el tambor mientras el vehículo está en movimiento. Los frenos actúan cuando disminuye la presión.
Este método elimina el peligro de un fallo de los frenos a causa de una pérdida de aire.
Si el sistema de aire comprimido tiene una fuga los frenos entran en funcionamiento de forma automática.
Todos los trenes y algunos vehículos pesados, en especial los camiones articulados, usan frenos de aire.
Los primeros automóviles estaban equipados con frenos no hidráulicos, situados sólo en las ruedas traseras. Los frenos en las cuatro ruedas se adoptaron de forma general en la década de 1920 para conseguir una mayor seguridad.
Los sistemas de frenos mecánicos tenían la desventaja de que el uso poco firme de una de las palancas de freno podía causar un viraje brusco del vehículo, a causa de la presión de frenado desigual.
Los frenos hidráulicos en las cuatro ruedas utilizados hoy en la mayoría de los automóviles y camiones se alinean de forma automática. Cuando el conductor pisa el pedal del freno, el fluido hidráulico se envía con la misma presión desde el cilindro principal a todas las zapatas de freno, aplicándose la misma fuerza de frenado en todas las ruedas.
Los frenos de disco han ido reemplazando a los frenos de tambor en los automóviles modernos. Estos frenos, que consisten en un par de pastillas montadas en un dispositivo que acciona hidráulicamente, aprietan las caras del disco de freno sujeto a la rueda.
Los frenos de disco aplican la potencia de frenado de forma constante y más controlada que los frenos de tambor y son también más resistentes a la reducción de frenado, pérdida de potencia de parada tras una frenada fuerte.
Muchos automóviles tienen sistemas de frenado antibloqueo (ABS, siglas en inglés) para impedir que la fuerza de fricción de los frenos bloqueen las ruedas, provocando que el automóvil derrape.
En un sistema de frenado antibloqueo un sensor controla la rotación de las ruedas del coche cuando los frenos entran en funcionamiento. Si una rueda está a punto de bloquearse los sensores detectan que la velocidad de rotación está bajando de forma brusca, y disminuyen la presión del freno un instante para impedir que se bloquee. Comparándolo con los sistemas de frenado tradicionales, los sistemas de frenado antibloqueo consiguen que el conductor controle con más eficacia el automóvil en estas situaciones, sobre todo si la carretera está mojada o cubierta por la nieve.
¿Qué son los elevadores hidráulicos?Son aparatos mecánicos que son utilizados para levantar objetos pesados. La gente podría estar familiarizada con las tomas hidráulicas ya que son usadas para levantar automóviles para cambiar una rueda. Algunas industrias usan tomas hidráulicas para levantar aviones, autos de carreras y camionetas. Un elevador hidráulico es un dispositivo formado por dos émbolos uno de pequeña superficie, la llamamos s, y otro de gran superficie, la llamamos S, conectados a través de un tubo sin pérdidas y relleno de un fluido no comprensible como el agua o algún aceite. Puesto que el fluido es no comprensible lógicamente al apretar sobre uno de los émbolos el otro obligatoriamente sube.
El elevador hidráulico se basa en el principio de que el trabajo necesario para mover un objeto es el producto de la fuerza por la distancia que recorre el objeto.El elevador hidráulico utiliza un líquido incompresible para transmitir la fuerza, y permite que una pequeña fuerza aplicada a lo largo de una gran distancia tenga el mismo efecto que una gran fuerza aplicada a lo largo de una distancia pequeña.Esto hace que pueda emplearse una pequeña bomba de mano para levantar un automóvil.
Los gatos y elevadores hidráulicos se utilizan para levantar vehículos en los talleres y para elevar cargas pesadas en la industria de la construcción.La prensa hidráulica, inventada por el ingeniero británico Joseph Bramah en 1796, se utiliza para dar forma, extrusor y marcar metales y para probar materiales sometidos a grandes presiones.
Los elevadores hidráulicos utilizan la transmisión de presión a través de un fluido, generalmente aceite.
La mayor presión producida por un compresor se transmite por el aire hasta la superficie del aceite que hay en un depósito subterráneo. A su vez el aceite trasmite la presión a un pistón que sube el automóvil. La presión del aire es aproximadamente la que tienen los neumáticos.
Científico relacionado con los elevadores hidráulicosEn 1851, Waterman inventó el primer prototipo de montacargas. Se trataba de una simple plataforma unida a un cable, para subir y bajar mercancías y personas.
A medida que se fueron construyendo edificios más altos, la gente se sintió menos inclinada a subir escaleras largas. Los grandes almacenes comenzaron a prosperar, y surgió la necesidad de un aparato que trasladara a los clientes de un piso a otro con el mínimo esfuerzo.
Los ascensores hidráulicos, pioneros del transporte vertical en los edificios de viviendas y oficinas, fueron desplazados en estos últimos años, casi por completo por los ascensores eléctricos. Pero como en la técnica no hay nada definitivamente caduco, los ascensores hidráulicos perfeccionados y modernizados.
Éste modelo ayudo a inspirar a Otis para que posteriormente creara un elevador con un sistema dentado, el cual iba poco a poco amortiguando la caída del mismo en caso de que el cable se quebrara
.FUNCIÓNLos montacargas están diseñados de manera que los producto se puede almacenar en estanterías o racks de 30 a 40 pies, y maximizar el espacio de los almacenes. Las horquillas están unidas al mástil, que mueve el producto hacia arriba y hacia abajo, por un cilindro hidráulico telescópico. Otro conjunto de cilindros hidráulicos permite que el mástil se incline. El tercer cilindro hidráulico es para un desplazamiento lateral, que se utiliza para el posicionamiento. Un cilindro hidráulico es como el sistema
de un telescópico y permite la elevación del producto al permitir que el cilindro hidráulico se deslice en secciones, creando una distancia adicional de ascensor. CARACTERÍSTICASDesplazamientos arriba y abajo, la inclinación de las uñas y los desplazamientos laterales son operados por tres palancas separadas. Todos los montacargas tienen su dirección en las ruedas traseras, lo que permite que el montacargas a su vez tenga un radio de giro más cerrado. El avance y retroceso para la transmisión se encuentra en la columna de dirección.Los límites de velocidad no debe exceder los 5km/h y las uñas deben ir a una altura segura de 10cm del suelo, con o sin carga. TAMAÑOLos montacargas se clasifican por la capacidad de la carga que puede levantar. Se puede levantar grandes y pesadas cargar debido a un contrapeso situado en la parte trasera del montacargas. El contrapeso equilibra el montacargas cuando se tiene una carga pesada. Un montacargas pequeño pesa alrededor de 9000 libras, y puede levantar 4.000 libras. Existen montacargas que tiene capacidad de carga de hasta 80.000 libras.
Partes de un elevador hidráulicoEstán compuestos por una central hidráulica, cilindro, pistón, cabina y cuarto de máquinas. A diferencia del ascensor eléctrico, este tipo de elevador no incorpora contrapeso.
Detector final de carrera Operador de puertas Cabina Paracaídas Pistón hidráulico Cable múltiple Manguera grupo hidráulico Soporte inferior pistón Detector final del carrera Guía de cabina Foso Grupo polea pistón Chasis de cabina Cable de tracción Fijación del cable de tracción Cuadro de maniobra Cuadro de maquinas Grupo hidráulico Amortiguador de cabina Bastidor
Funcionamiento de un elevador hidráulico:
Un elevador hidráulico es un dispositivo formado por dos émbolos uno de pequeña superficie, la llamamos s, y otro de gran superficie, la llamamos S, conectados a través de un tubo sin pérdidas y relleno de un fluido no comprensible como el agua o algún aceite. Puesto que el fluido es no comprensible lógicamente al apretar sobre uno de los émbolos el otro obligatoriamente sube.
Y la idea es que al apretar con una fuerza pequeña, f, en el embolo pequeño, el otro se eleva empujando con una fuerza grande, F, siendo la relación entre las fuerzas igual a la relación entre las superficies de los émbolos.
Para subir:
El grupo motor-bomba bombea el fluido de la central a través del grupo de válvulas (y la conducción) hasta el pistón. Cuando una de las válvulas se abre, el fluido presurizado escoge el camino que ofrece menos resistencia y regresa al depósito de la central.
Pero cuando la válvula se cierra, el fluido no tiene más remedio que ir hacia el cilindro. Al acumularse el fluido en el cilindro la presión empuja al pistón hacia arriba elevando la cabina del ascensor.
Cuando la cabina se acerca al pistón correcto, el sistema de control envía una señal al motor eléctrico para parar la bomba gradualmente. Con la bomba parada, no hay más aceite que fluya, y el que ya esté en el cilindro no puede escapar (no puede volver al depósito den la central a través de la bomba, y la válvula sigue cerrada).
El vastajo se apoya sobre el fluido y la cabina se queda allí donde está.
Para bajar:
Para bajar la cabina, el sistema de control del ascensor envía una señal a la válvula. Cuando la válvula se abre, el fluido que estaba en el cilindro fluye hasta el depósito de la central.
Gracias a la fuerza de la gravedad, el peso de la cabina (y la carga, en caso de que la allá) empuja el cilindro hacia abajo y conduce el fluido al depósito haciendo descender del depósito gradualmente. De este modo el ascensor solo consume
energía en el ascenso, ya que desciende por gravedad. Para detener la cabina en un piso inferior, el sistema de control cierra la válvula de nuevo.
Ventajas:
Seguridad
Alto grado de seguridad para el usuario (doble sistema de seguridad). Evacuación de pasajeros garantizada en caso de fallo en suministro
eléctrico. El sistema tiene una bobina conectada a una batería de reserva como elemento de serie, que permite finalizar el trayecto hasta la parada más próxima y abrir las puertas
Alto grado de seguridad para operarlo, debido a su forma de montaje. Construcción al primer y último piso.
Pistón como elemento de masa Más seguros en casos de movimientos sísmicos por la ausencia del
contrapeso en el hidráulico
Económicos
Alto grado de fiabilidad por el manteamiento que necesita la instalación debido al menor desgaste de sus componentes
Precios de instalación y mantenimiento más económicos. Menor utilización de componentes.
montaje más fácil el sistema hidráulico no sobrecarga la estructura del edificio, permite que el
hueco del ascensor no necesite de paredes de hormigón, es decir no necesita encofrado
Espacio optimización del espacio de la vivienda sin necesidad de utilizar un cuarto
de máquinas, lo cual permite más posibilidades para instalar un ascensor con limitaciones de espacio debido a :
armario o MC= la maquinaria va dentro de un armario que puede ubicarse en cualquier lugar del edificio
MRL= aprovechar el hueco del foso del ascensor para ubicar dentro de la maquinaria hidráulica
Eficiencia energética Suavidad del funcionamiento en arranque y parada Consumo energético solo en su vida. En bajada utiliza la gravedad sin necesidad de consumir El fluido no se consume. Solo se utiliza.
Medidas de seguridad de un ascensor hidráulico
El sistema hidráulico está considerado como uno de los más seguros dentro del sector de transporte vertical. Esto se debe a los múltiples dispositivos de seguridad de un ascensor hidráulico conocidos como sistemas redundantes o de doble seguridad. La mayoría de estos sistemas son de medidas obligatorias según la normativa.
Válvula para caídas
Están situadas en la entrada de aceite de pistón que puede ser tanto como inferior o superior dependiendo de la ubicación de la central hidráulica. Su función es cortar el flujo del fluido cuando la velocidad de la cabina es excesiva en la vacada de la conducción. Es una válvula que funciona de manera autónoma, ya que es completamente independiente del grupo de válvulas.
Para caídas del chasis Elementos situados del chasis. Su función es impedir el movimiento de la cabina cuando se produce una rotura o aflojamiento de los cables. El paracaídas desplaza unos rodillos que ejercen una presión contra la guía e impiden su desplazamiento.
Final de carrera
En la parte superior de las guías, se encuentra un contacto eléctrico que acciona la cabina cuando este sobrepasa el nivel de la última parada.
En caso de incendio: ascensor hidráulicoAcceso fácil a la maquinaria hidráulica y a la válvula de bajada de emergencia en nivel de la planta baja
¿Cómo estos se podrían relacionar con la física?Los elevadores hidráulicos se relacionan con la física en cuanto al “Principio de Pascal -Elevador Hidráulico”
Principio de Pascal:
“La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.”
El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos.
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entré sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2.
Tipos de elevadores hidráulicosHay tres tipos de elevadores hidráulicos que a continuación mencionaremos y explicaremos.
1.- ASCENSORES HIDRÁULICOS DE ACCIÓN DIRECTA: La cabina es impulsada directamente por el pistón.2.- ASCENSORES HIDRÁULICOS DE ACCIÓN INDIRECTA: La cabina es impulsada por el pistón, pero por medio de cables.3.- ASCENSORES HIDRÁULICOS CON ÉMBOLO TELESCÓPICO: Tanto los ascensores hidráulicos de acción directa como de acción indirecta pueden equiparse con pistones simples o telescópicos.
1.- ASCENSORES HIDRÁULICOS DE ACCIÓN DIRECTA
Tienen el inconveniente de que no alcanzan largos recorridos ni altas velocidades, salvo que utilicen pistones telescópicos.
- Pistón central y su cilindro en el fondo de un foso.- Pistón lateral y el cilindro sobre el foso.- 2 pistones laterales y sus cilindros sobre el foso.
2.- ASCENSORES HIDRÁULICOS DE ACCIÓN INDIRECTA
Transmiten la acción impulsora del pistón a la cabina por medio de cables. Permite dar a la cabina mayores recorridos y velocidades.
El pistón empuja una polea y ésta a los cables, uno de cuyos extremos está fijado al recinto y el otro a la cabina
- Pistón lateral y el cilindro sobre el foso: Excentricidad de la carga con respecto al pistón. El recorrido y la velocidad de la cabina es el doble que la del pistón.
- Pistón lateral y doble suspensión diferencial y el cilindro sobre el foso: La carga va centrada pero el recorrido y la velocidad de la cabina es igual a la del pistón.
- 2 pistones laterales y sus cilindros sobre el foso: El recorrido y la velocidad de la cabina es el doble que la del pistón. Admite grandes cargas.
3.- ASCENSORES HIDRÁULICOS CON CILINDRO TELESCÓPICO
Tanto los de acción directa como de acción indirecta pueden equiparse con pistones simples o telescópicos.
En los pistones telescópicos de 2 o 3 secciones:
- Se obtiene recorridos dobles o triples que con los pistones simples.
- Si las distintas secciones se mueven a la misma velocidad relativa, la velocidad del extremo será doble o triple que la del pistón simple.
El inconveniente de los pistones telescópicos son su construcción más complicada y delicada y cara y la multiplicación por 2 o 3 de las juntas que aumentan el rozamiento y el riesgo de fuga de aceite.
Evolución de los elevadores hidráulicos:Desde la mitad del siglo XIX, los ascensores usados con la potencia del vapor de agua fueron utilizados, a menudo, para el traslado de materiales en fábricas, minas y almacenes, de ahí su su nombre como montacargas.
En 1853, el inventor americano Elisha G. Otis mostró un tipo de ascensor de carga equipado con un dispositivo de seguridad para evitar la caída al vacío en caso de que se cortaran los cables utilizados. Esto aumentó la confianza de las personas en el uso de los ascensores y Otis estableció una empresa de fabricación de ascensores y patentó (1861) un ascensor que funcionaba con vapor.
En 1846, Sir William Armstrong introdujo la grúa hidráulica y en los inicios de la década de 1870las máquinas hidráulicas comenzaron a sustituir el ascensor accionado por vapor. El ascensor hidráulico funcionaba con un pistón pesado, moviéndose en un cilindro, y aprovechando la presión de agua o aceite producida por bombas.
Los ascensores eléctricos se comenzaron a utilizar hacia finales del siglo XIX. El primer ascensor eléctrico fue construido por el inventor alemán Werner von Siemens en 1880. Ese año, el inventor alemán introdujo el motor eléctrico en la construcción de elevadores. En su invento, la cabina, que sostenía el motor debajo, subía por el hueco mediante engranajes de piñones giratorios que accionaban los soportes en los lados del hueco. En 1887 se construyó un ascensor eléctrico que funcionaba con un motor eléctrico que accionaba un tambor giratorio en el que se enrollaba la cuerda de izado.
En los siguientes doce años empezaron a ser de uso general los elevadores eléctricos con engranaje de tornillo sin fin, que conectaba el motor con el tambor,
excepto en el caso de edificios altos. Los ascensores eléctricos se usan hoy en todo tipo de edificios.
El ascensor moderno está compuesto de una cabina que está sujeta por una armadura, que se mueve casi verticalmente por un hueco colocado dentro o fuera del edificio y que es movido por un motor.
Visita a establecimientoAutoZone Dirección: Blvd. Solidaridad 315, Las Flores, 83130 Hermosillo, Son.
Al llegar al establecimiento le pedimos a un empleado que si podíamos realizarle una entrevista sobre el tema de elevadores hidráulicos, al preguntarle buscaba información basándose en un manual de la misma empresa en la computadora de todos los elevadores que maneja la empresa.
Hicimos una breve entrevista en el establecimiento AutoZone de Hermosillo, sonora al empleado Armando López Gutiérrez, quien nos recibió con amabilidad, respondiendo todas nuestras preguntas
ENTREVISTA
1. ¿Qué tipo de elevadores hidráulicos tienen?
Mercado automotriz están diseñando y utilizando elevadores hidráulicos con el 70% aceite hidráulico con el pistón de integrado acero y bronce, de muy buena calidad y seguro.
2. ¿cada cuánto le dan mantenimiento o lo cambian?
Cada 7 meses se cambia por prevención para evitar alguna situación de riesgo para los empleados que implicaría a los clientes y le pudiese perjudicar mucho a la empresa
3. ¿para qué lo usan?
Para puertas elevadizas, suspensión de carros y puertos de carros
4. ¿en qué situaciones es necesario usarlos?
Cuando no hay soporte fijo, lo que hacemos es instalarlo en el elevador para elevar el carro y tener una vista mejor para poder comenzar a laborar nuestro trabajo
5. ¿Cuánto peso resisten?
El Mínimo peso es 85kg, el peso máximo es 120kg
Investigación Bibliográfica http://www.ballesterismo.com/2010/08/el-origen-y-evolucion-de-un-
gran.html http://blog.gmveurolift.es/funcionamiento-de-un-ascensor-hidraulico/ http://www.ehowenespanol.com/elevador-hidraulico-hechos_312027/ http://www.galeon.com/home3/ciencia/hidraulica.html http://www.ascensoresyelevadores.com/ascensores-y-elevadores-
hidraulicos/ http://www.galeon.com/home3/ciencia/hidraulica.html http://blog.gmveurolift.es/tipos-de-guias-para-ascensores/
Presupuesto De PrototipoAlgunos materiales que necesitaremos para elaborar el prototipo del elevador hidráulico muchos de estos no tienen costo ya que usaremos algunos materiales reciclados…
2 Caja base pisos cartón o madera $ 0 Caja base elevador : $ 0 2-4 jeringas 10 cm : $ 0 Manguera que quepa en la boca de la jeringa : $4 2 barras de silicón : $ 4 Palos de madera paquete : $ 16 Autos o personas platico : $ 0
Total= 24 pesos
Para realizar el prototipo investigamos ciertos videos para la elaboración, uno en particular nos basamos para elaborarlo; a continuación en el siguiente link:
https://www.youtube.com/watch?v=djGB8K_XV8A
Construcción de prototipo
Un elevador hidráulico funciona mediante agua, este es utilizado para transportar personas, maquinaria pesada, etc.
Este proceso se tomó en cuenta en la realización del prototipo utilizando cartones, palos de madera manguera, 2 jeringas y silicona, cabe mencionar que los productos que utilizaremos la mayoría son reciclados.
Primeramente se cortaron dos cartones de una forma rectangular grande que estos simularían
dos pisos, a estos cartones se le colocaron palos de madera alrededor para simular la orilla de un estacionamiento, para el elevador se utilizó el mismo procedimiento solo que los cartones fueron cortados mucho más pequeño,
se le añadió palos de madera alrededor para simular el final del elevador y hacer que el carro se quede ahí, para que esto funcione es cuando las jeringas se utilizan, como el elevador es hidráulico tiene que tener uso del agua, entonces se le agrego agua a una de las jeringas y se introdujo la boca al extremo de la manguera por el otro extremo se agregó de nuevo agua haciendo que quede al tope, para finalizar se añadió la otra jeringa que al
introducir la boquilla por el otro extremo de la manguera hacia que el agua ya dentro no se saliera, una de las jeringas fue pegada al pequeño elevador para poder moverlo hacia arriba y abajo.
¿Cómo funciona? Al momento de presionar la jeringa con el agua adentro la va pasando a la manguera que también contiene agua, debido a esta presión la otra jeringa succiona el agua haciendo que la que tenía el agua al principio quede totalmente vacía, para revertir esto solo hay que jalar la manguera vacía y pasara el mismo proceso.
CONCLUSIONEn este proyecto vimos y hablamos de lo que son los elevadores hidráulicos cómo funcionan, para que nos sirven, donde los encontramos y todo lo relacionado al tema, les hablaremos primero de lo que es la hidráulica.
Como sabemos la hidráulica es una tecnología mecánica que es utilizada no nomas para las tomas sino también para tractores, frenos de automóviles y los ya conocidos montacargas y pues son conocidos por levantar cosas pesadas.
Richard dudgeon fue un maquinista del siglo xix que invento el elevador hidráulico a mediados del siglo. Su invención reemplazo al gato de rosca que era un elevador estándar utilizado durante este periodo de tiempo.
Su fundamento es el principio de pascal que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.
Principio de pascal, nos dice que la explicación básica del funcionamiento de los elevadores hidráulicos que establece que la presión contenida en un recipiente es igual en todos los puntos como por ejemplo los gatos hidráulicos utilizan este principio combinando dos cilindros uno pequeño y uno grande para incrementar la presión para poder levantar objetos de mayor peso.
Los elevadores hidráulicos son aparatos mecánicos que son utilizados generalmente para levantar cosas u objetos pesados, nosotros estamos más familiarizados con estos porque son usados en los talleres mecánicos para levantar los automóviles para cambiar ruedas, también pueden ser utilizados para levantar aviones, autos de carraleras, camionetas etc... También hay varios tipos de estos y son utilizados para diferentes fines. Los gatos de botella, los elevadores de aviones, lo de auto de carrera y las bombas de mano son toma hidráulica que está disponibles hoy en día.
El diseño de este se basa en un pistón que se desplaza por un tubo sin perdidas relleno de algún fluido( un tipo de aceite especial) y que al aplicar fuerza presión sobre este líquido, a su vez desplace al pistón y haga subir o bajar la cabina del ascensor. Una de las grandes ventajas que ofrece este ascensor es que al no necesitar contrapeso no requiere un hueco demasiado grande, con el consiguiente ahorro de espacio. Se desplaza por medio de dos guías instaladas en un lado del huevo y donde está anclada la cabina.
Existen dos tipos de elevadores hidráulicos:
De impulsión directa. De impulsión diferencial.
En estos dos casos el funcionamiento del pistón es el mismo.
Componentes.
Hay seis partes primarias de un elevador hidráulico: la reserva, la bomba, la válvula de control, el cilindro principal y el pistón principal y el pistón de descarga.
Lo que entendimos por lo que es un elevador hidráulico fue que es un ascensor en el que la energía que es necesaria para la elevación de la carga se transmite por una bomba con motor de accionamiento eléctrico que se transmite un fluido hidráulico a un cilindro que actúa directa o indirectamente sobre la cabina.
En conclusión toda la información recabada de este proyecto fue gracias a las entrevistas aplicadas y la información recopilada de las diferentes medios de tecnología que nos ayudaron a explicar cómo funcionan los elevadores hidráulicos para que nos sirven, donde los podemos encontrar, si son necesarios, las personas que lo inventaron y que nos enseñaron los principios con los que se basaron.
Aprendimos mucho sobre ellos a través de todo esto que estuvimos leyendo y estudiando durante estos días, las imágenes nos ayudaron a conocer la estructura, partes de las que están compuestas, el aguante que tienen, también vimos un ejemplo de cuando levantan un carro para el cambio de llantas, de cómo utilizan el gato y así llegamos a la conclusión que son muy buenos económicos, seguros y así llegamos a las ventajas y desventajas de estos:
Las ventajas de instalar un elevador hidráulico en una empresa por ejemplo en temas de seguridad son bastante seguros, en caso de movimientos sísmicos son muy seguros ya que tienen la ausencia de contra peso en el hidráulico, también son muy económicos tienen alto grado de fiabilidad ya que se les da poco mantenimiento que necesita la instalación debido al menos desgaste de sus componentes, los precios de instalación y mantenimiento son más económicos, menor utilización de componentes, montaje más fácil, el sistema hidráulico no sobrecarga la estructura del edificio permite que el hueco de un ascensor no necesite paredes de hormigón es decir no necesita encofrado, optimización de espacio en una vivienda si necesidad de utilizar un cuarto de máquinas.
La desventaja la potencia hidráulica no están fácilmente disponible en comparación con la potencia eléctrica el costo del sistema hidráulico en general es mayor que el de un sistema eléctrico semejante que cumple la misma función.
En pocas palabras y resumiendo todo lo leído con esta información la presión que se le aplica aun cuerpo es muy inferior a la luego realizada por la prensa , si no fuese así sería imposible aplicarle fuerzas de miles de néwtones por lo que muchas veces la fuerza sería insuficiente, esta solución fue hallada por Blaise pascal (1623-1662) que fue un matemático y físico francés que enuncio lo que seria conocido como el principio de pascal, también es conocida como la teoría de los vasos comunicantes.
