UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADASCURSO ESPECIAL DE GRADO

ACTUADORES HIDRAULICOSSeminario: Instrumentación y Control Industrial

Tutor: Ing. Edgar Goncalvez

Equipo RTUFabiana Fajardo C.I:18.272.043Daniela Ochoa C.I:18.825.224

Maturín, Octubre del 2014

INDICE

Introducción………………………………………………………………………………1

Marco Teórico……………………………………………………………………............2

DEFINICION DE ACTUADOR………………………………………………...2

TIPOS DE ACTUADORES……………………………………………………..2

DEFINICION DE ACTUADOR HIDRAULICO……………………………….2

VENTAJAS DE LOS ACTUADORES HIDRAULICOS……………………..2-3

DESVENTAJAS DE LOS ACTUADORES HIDRAULICOS…………………3

CARACTERISTICAS DE LOS ACTUADORES HIDRAULICOS…………...3

APLICACIONES DE LOS ACTUADORES HIDRAULICOS(CILINDRO HIDRAULICO, MOTOR HIDRAULICO, MOTOR HIDRAULICO DE OSCILACION)…………………………………………………………………...4-5

CASOS PRACTICOS DE APLICACIÓN DE ACTUADORES HIDRAULICOS..5

ALGUNOS FABRICANTES DE ACTUADORES………………………………5

Discusión……………………………………………………………………………….....6-7

Conclusión…………………………………………………………………………………8

Bibliografía………………………………………………………………………..............9

Anexos………………………………………………………………………………….10-11

INTRODUCCIÓN

Un actuador es un tipo de motor para mover o controlar un mecanismo o sistema. Es operado por una fuente de energía, por lo general en forma de una presión del fluido hidráulico de la corriente eléctrica o presión neumática, y convierte esa energía en algún tipo de movimiento. Un actuador es el mecanismo por el cual un sistema de control actúa sobre un entorno. El sistema de control puede ser software sencillo, basado, o un agente humano o de otro tipo.

Un actuador es un dispositivo responsable para controlar el arranque y la parada, mecanismos o sistemas. Se necesita fluido hidráulico, corriente eléctrica o alguna otra fuente de potencia y convierte la energía para facilitar el movimiento. Hay cuatro tipos de actuadores: hidráulicos, neumáticos, eléctricos y mecánicos.

Sin embrago en esta investigación trataremos algunos tópicos relacionados específicamente a los actuadores hidráulicos como lo son: Los tipos de actuadores hidráulicos, características, ventajas, desventajas de estos, aplicaciones en la industria entre otros. Con la finalidad de profundizar la importancia de estos equipos dentro de la industria.

Cabe señalar también que estos actuadores hidráulicos hacen parte del grupo de componentes más utilizados en la industria hidráulica de potencia, y su uso abarca diversas aplicaciones, como levantamiento, empuje, tracción, etc., haciendo que la carga a compresión aplicada sea uno de los factores más importantes sobre el cual se basa su diseño. Esta carga sobre el actuador provoca efectos combinados de compresión y flexión, debido a su interacción con la máquina o mecanismo a la cual queremos transmitir energía

MARCO TEÓRICO

Definición de actuador:

Los actuadores son todos aquellos dispositivos que nos sirven para llevar a cabo las actividades físicas generando una fuerza a partir de líquidos, energía eléctrica, etc. Los actuadores brindan una salida necesaria para un elemento de control. Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control.

Tipos de actuadores:

Para decidir qué tipo de actuador se necesita utilizar entre la diversidad de estos, se debe saber la acción que se quiere realizar y a la velocidad se quiere realizar. Existen cuatro tipos de sistemas de actuadores: Neumáticos. Hidráulicos. Eléctricos. Mecánicos

Definición de actuador hidráulico:

Estos actuadores se basan, para su funcionamiento, en la presión ejercida por un líquido, generalmente un tipo de aceite. Las maquinas que normalmente se encuentran conformadas por actuadores hidráulicos tienen mayor velocidad y mayor resistencia mecánica y son de gran tamaño, por ello, son usados para aplicaciones donde requieran de una carga pesada. Cualquier tipo de sistema hidráulico se encuentra sellado herméticamente a modo que no permita, de ninguna manera, derramar el líquido que contiene, de lo contrario se corre un gran riesgo. Los actuadores hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico.

Ventajas de los actuadores hidráulicos: Las ventajas que presentan los actuadores de esta naturaleza son:

Altos índices entre potencia y carga.

Mayor exactitud.

Respuesta de mayor frecuencia.

Desempeño suave a bajas velocidades.

Amplio rango de velocidad.

Produce más fuerza que un sistema neumático de mismo tamaño.

Desventajas de los actuadores hidráulicos: Las desventajas que presentan los actuadores de esta naturaleza son debido a las elevadas presiones a las que se trabajan esto propicia la existencia de fugas de aceite a lo largo de la instalación. Además, estas instalaciones suelen ser más complicadas que las necesarias para actuadores neumáticos y mucho más que para los eléctricos, necesitando de equipos de:

Filtrado de partículas. Eliminación de aire. Sistemas de refrigeración. Unidades de control de distribución.

Características de los Actuadores Hidráulicos:

Son similares a los actuadores neumáticos.

Las características del fluido utilizado en los actuadores hidráulicos marcan ciertas diferencias con los neumáticos.

Realizar de manera más fácil un control continuo, pudiendo posicionar su eje en todo un rango de valores (haciendo uso de servo control) con notable precisión.

El actuador es capaz de soportar cargas, como el peso o una presión ejercida sobre una superficie, sin aporte de energía.

La precisión obtenida es mayor que las de los actuadores neumáticos.

Permiten desarrollar elevadas fuerzas y pares.

Estabilidad frente a cargas estáticas.

Auto lubricación y robustez.

Aplicaciones de los actuadores hidráulicos: Las principales aplicaciones se encuentran en máquinas troqueladoras, en cargadores y en maquinarias pesada para obras civiles. Este sistema de actuadores se divide en tres grandes grupos: Cilindro hidráulico. Motor hidráulico. Motor hidráulico de oscilación.

Cilindro hidráulico: De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos:

De efecto simple: se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer.

De acción doble: Se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones.

Cilindro de presión dinámica: Lleva la carga en la base del cilindro. Los costos de fabricación por lo general son bajos ya que no hay partes que resbalen dentro del cilindro.

Cilindro de efecto simple: Una barra es colocada en un extremo del pistón, cuando la presión es ejercida en la parte contraria al extremo del pistón donde está la barra, esta sube hasta donde la presión lo empuje, ejerciendo una fuerza sobre la barra de contracción, después la barra es regresada a la posición inicial por la simple acción de resortes o de la gravedad. La carga solo puede colocarse en un extremo del cilindro.

Cilindro de efecto doble: La carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presión entre los extremos del pistón cuando el líquido entra en este.

Cilindro telescópico: La barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamente conforme se va aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrera relativamente en comparación con la longitud del cilindro.

Motor hidráulico: En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupos:

El de tipo rotatorio: En el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión.

El de tipo oscilante: El movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia.

A continuación se muestra la clasificación de este tipo de motores hidráulicos:

Motor de engranaje: El aceite a presión fluye desde la entrada que actúa sobre la cara dentada de cada engranaje generando torque en una dirección. La estructura del motor es simple, por lo que es muy recomendable su uso en operaciones a alta velocidad.

Motor oscilante con pistón axial: Tiene como función, el absorber un determinado volumen de fluido a presión y devolverlo al circuito en el momento que éste lo precise.

Motor con pistón eje inclinado: El aceite a presión que fluye desde la entrada empuja el pistón contra la brida y la fuerza resultante en la dirección radial hace que el eje y el bloque del cilindro giren en la dirección de la flecha. Este tipo de motor es muy conveniente para usos a alta presión y a alta velocidad. Es posible modificar su capacidad al cambiar el ángulo de inclinación del eje.

Casos prácticos de aplicación de actuadores hidráulicos:

Sistema patentado para elevación. Sistema de aparcamiento automático. Montacargas industrial.

Algunos fabricantes de actuadores:

Tecnología Neumática Venezuela C. A. En Cagua – Aragua Venebombas C.A. En Valencia Carabobo Hidranaven. En Valencia Carabobo

DISCUSIÓN

Los actuadores hidráulicos son un motor o cilindro de fluido que utiliza energía hidráulica para facilitar la operación mecánica. El movimiento mecánico da una salida en términos de movimiento lineal, rotatorio u oscilatorio. Dado que el líquido no puede comprimirse, toman más tiempo para ganar velocidad y potencia mientras que requiere más tiempo para reducir la velocidad hacia abajo.

Este tipo de actuadores no se diferencia mucho de los neumáticos. En ellos, en vez de aire se utilizan aceites minerales a una presión comprendida normalmente entre los 50 y 100 bar, llegándose en ocasiones a superar los 300bar. Existen, como en el caso de los neumáticos, actuadores de tipo cilindro y del tipo de motores de aletas y pistones.

Sin embargo las características del fluido utilizado en los actuadores hidráulicos marcan ciertas diferencias con los neumáticos. En primer lugar, el grado de compresibilidad de los aceites usados es considerablemente menor al del aire, por lo que la precisión obtenida en este caso es mayor. Por motivos similares, es más fácil en ellos realizar un control continuo, pudiendo posicionar su eje en todo un rango de valores (haciendo uso de servocontrol) con notable precisión. Además, las elevadas presiones de trabajo, diez veces superiores a las de los actuadores neumáticos, permiten desarrollar elevadas fuerzas y pares.

Por otra parte, este tipo de actuadores presenta estabilidad frente a cargas estáticas. Esto indica que el actuador es capaz de soportar cargas, como el peso o una presión ejercida sobre una superficie, sin aporte de energía (para mover el embolo de un cilindro sería preciso vaciar este de aceite). También es destacable su eleva capacidad de carga y relación potencia-peso, así como sus características de auto lubricación y robustez.

Frente a estas ventajas existen ciertos inconvenientes. Por ejemplo, las elevadas presiones a las que se trabaja propician la existencia de fugas de aceite a lo largo de la instalación. Asimismo, esta instalación es más complicada que la necesaria para los actuadores neumáticos y mucho más que para los eléctricos, necesitando de equipos de filtrado de partículas, eliminación de aire, sistemas de refrigeración y unidades de control de distribución.

Estos actuadores se basan, para su funcionamiento, en la presión ejercida por un líquido, generalmente un tipo de aceite. Las maquinas que normalmente se encuentran conformadas por actuadores hidráulicos tienen mayor resistencia mecánica y son de gran tamaño, por ello, son usados para aplicaciones donde requieran de una carga pesada.

Cualquier tipo de sistema hidráulico se encuentra sellado herméticamente a modo que no permita, de ninguna manera, derramar el líquido que contiene, de lo contraria se corre un gran riesgo. Las principales aplicaciones se encuentran en máquinas troqueladoras, en cargadores y en maquinarias pesada para obras civiles.

CONCLUSIONES

Los actuadores hidráulicos son ampliamente usados, no solo en la industria incluso en el ámbito residencial, por los cuantiosos beneficios que ofrece.

Los accionamientos hidráulicos se usan con frecuencia en aquellos robots que deben manejar grandes cargas (de 70 a 205kg).

Los actuadores hidráulicos poseen una gran ventaja ante los actuadores mecanicos.

Son de gran utilidad en la industria por su resistencia en sobre cargas.

BIBLIOGRAFÍA

Actuador - Wikipedia, la enciclopedia libre [Internet] Disponible en: https:// es.wikipedia.org/wiki/ Actuador [Acceso el 28 de Octubre de 2014

Actuadores Hidráulicos - WikiUDO [Internet] Disponible en: https://wiki.monagas.udo.edu.ve/index.php/ Actuadores _ Hidráulicos [Acceso el 28 de Octubre de 2014

ANEXOS

Sistema de aparcamiento

Monta carga industrial

Actuadores hidráulicos

Sistema patentado para elevación