Unitat 3 oleohidràulica

24/11/2011 Unitat 3. Oleohidràulica 1

OLEOHIDRÀULICA
• La oleohidràulica o hidràulica de l’oli, és el conjunt de tècniques
basades en la utilització d’oli mineral com a fluid transmissor
d’energia per a l’accionament de màquines i mecanismes.

Neix en el segle XX amb la utilització dels olis minerals, en lloc de
l’aigua, ja que aquests:

 Faciliten la lubricació de les peces mòbils dels mecanismes.
 Disminueixen l’oxidació de les peces.
 Minoren les fuites del fluid.

• Els sistemes oleohidràulics són essencialment sistemes de
transmissió d’energia, ja que no permeten l’emmagatzematge.

• Pel que fa al tipus d’oli que s’utilitza depèn de l’aplicació, però també
d’altres factors com la disponibilitat, els factors mediambientals,...


OLEOHIDRÀULICA
• La oleohidràulica i la pneumàtica són les 2 tècniques més emprades
actualment en la indústria per a la transmissió d’energia, encara que
ambdós sistemes presenten característiques ben diferenciades.

AVANTATGES DE LA OLEOHIDRÀULICA vs LA PNEUMÀTICA

Fàcil regulació de la velocitat  regulant el cabal al ser un
fluid incompressible.
Q
v si Q v
A
Transmissió de grans potències  augmentant la pressió (fins
pressions de 145 atm (14,7 MPa))

F = P·A
Pot = P·A·v
Pot = F·v Pot P Q si P  Pot
Q = v·A

OLEOHIDRÀULICA
AVANTATGES DE LA OLEOHIDRÀULICA vs LA PNEUMÀTICA

Control de la posició  gràcies a la incompressibilitat del fluid
podem detenir els actuadors de forma precisa, regulant Q.

Reversibilitat dels accionaments  de forma instantània per
mitjà d’una vàlvula o bomba adequades.

Protecció dels sistema  existeix vàlvula de seguretat
(limitadora de pressió) i els amortidors eviten que les
sobrecàrregues puguin ocasionar sobrepressions.

Possibilitat d’arrencada i aturada en càrrega  podem
bloquejar el moviment en qualsevol moment i tornar a arrencar.

Nivell de soroll inferior


OLEOHIDRÀULICA
INCONVENIENTS DE LA OLEOHIDRÀULICA vs LA PNEUMÀTICA
Accionaments oleohidràulics són més complicats, cars i lents

Els sistemes oleohidràulics no permeten l’acumulació
d’energia, només la transmissió

Cilindre pneumàtic Cilindre oleohidràulic
Resposta Ràpida Lenta
Força Petita Elevada
Massa Lleugera Pesant
Control de posició Difícil Possible
Control de velocitat Inadequat Adequat
Pressió d’alimentació Baixa Alta
Rigidesa posició intermèdia Baixa Alta
Sistema d’accionament Senzill Més complex
Preu Baix Alt


OLEOHIDRÀULICA
APLICACIONS DE LA OLEOHIDRÀULICA


OLEOHIDRÀULICA
CARACTERÍSTIQUES DELS LÍQUIDS HIDRÀULICS

Els fluids hidràulics han de reunir tot un seguit de condicions:

Tenir un bon rendiment en la transmissió d’energia.
Bon comportament amb la temperatura.
Poca compressibilitat.
Ser un bon lubricant.
No ser oxidant.
Inalterable amb el temps.
No ser tòxic.
No ser inflamable.


OLEOHIDRÀULICA
PRINCIPIS BÀSICS D’OLEOHIDRÀULICA

El principi bàsic de l’oleohidràulica és la
llei de Pascal, que diu que:
“la pressió exercida sobre un punt
d’un fluid incompressible i en repòs
es transmet íntegrament en totes
les direccions de la massa líquida”.

F1 F2 A2
P1 P2 F2 F1
A1 A2 A1


OLEOHIDRÀULICA
PRINCIPIS BÀSICS D’OLEOHIDRÀULICA


OLEOHIDRÀULICA
HIDRODINÀMICA. CABAL I POTÈNCIA HIDRÀULICA


OLEOHIDRÀULICA


EL CIRCUIT OLEOHIDRÀULIC
• Un circuit oleohidràulic és un conjunt d’elements disposats de
forma que mitjançant un oli realitzen un treball o executen una sèrie
d’accions destinades a l’accionament de màquines o mecanismes.

• Consten essencialment de:
Una central generadora de pressió (constituïda per un grup
motor-bomba i els seus accessoris).

Unes conduccions (canonades i unions).

Dispositius de regulació i control.

Elements de treball.


• Els components principals que integren un sistema hidràulic poden
agrupar-se en:

Elements de potència  transformen l’energia mecànica en
hidràulica (grup motor-bomba).

Elements de regulació i control  s’encarreguen de controlar i
regular els paràmetres del sistema (pressió, cabal, sentit de
circulació del fluid, temperatura,...)

Elements de treball  actuadors (cilindres, motors,...) que
aprofiten l’energia hidràulica del fluid per tornar-la a convertir
en energia mecànica i així realitzar el treball.

Condicionadors i accessoris  són la resta de components que
configuren el sistema
(dipòsits, filtres, manòmetres, pressostats, intercanviadors de
calor,...)

EL CIRCUIT OLEOHIDRÀULIC (3)

• Per poder definir completament un sistema oleohidràulic haurem de
conèixer les dades següents:

Característiques del fluid emprat (viscositat, toxicitat,
rendiment en la transmissió, comportament amb la Tª,...).

Característiques del motor d’accionament (potència, parell,
velocitat, tensió,...).

Característiques de la bomba (pressió, cabal, regulació,...).

Tipus i nombre de distribuïdors (vàlvules distribuïdores).

Longitud i diàmetre de les canonades.

Característiques dels actuadors hidràulics (cilindres,...).

Esquema de les connexions.

LA UNITAT OLEOHIDRÀULICA
• És l’encarregada de la producció i control de l’energia oleohidràulica.
Està formada principalment per:
1. Recipient.
2. Motor d’accionament.
3. Bomba
4. Conducció de sortida d’oli a
pressió (P).
5. Vàlvula de seguretat.
6. Conducció de retorn d’oli (R).
7. Filtre de retorn.
8. Filtre d’aspiració.
9. Altres elements auxiliars:
manòmetres, indicador de
nivell, sonda de Tª,...

EL CIRCUIT OLEOHIDRÀULIC (5)
LA UNITAT OLEOHIDRÀULICA (2)

• Les característiques principals més usuals de les centrals
oleohidràuliques estàndard de cabal constant són:
Cabal de la bomba (de 0,3 a 200 l/min)

Volum del dipòsit (aproximadament 3 vegades el cabal de la
bomba per minut)

Pressió nominal subministrada (fins 200 bar)

Potència del motor (de 0,25 a 30 CV)

Filtre d’aspiració (porus de 160 μ)

Filtre de retorn (porus de 15 μ)

Vàlvula de seguretat (reglada a 1,1 vegades la P de servei)

Temperatura màxima d’oli (70 ºC)

ELEMENTS DE POTÈNCIA: BOMBES
• Les bombes hidràuliques són elements destinats a convertir
l’energia mecànica en hidràulica, provocant el moviment del fluid al
llarg de les conduccions de la instal·lació.

• Les característiques més importants de les bombes són:

Pressió de treball: és el valor nominal de pressió màxima
contínua de treball per a una velocitat determinada.


Cabal o desplaçament geomètric: el desplaçament geomètric
és el volum de líquid bombejat en una volta completa. El cabal
de sortida teòric és el producte de la cilindrada o capacitat per
cicle, multiplicat pel nombre de cicles o revolucions per unitat
de temps. El cabal real és inferior al teòric a causa del
rendiment volumètric de la bomba.

cabal cm 3 rpm cilindrada cm 3 velocitat rpm

Rendiment volumètric: és la relació entre el cabal real i el
teòric. Oscil·la entre 0,80 i 0,99 i depèn del tipus de bomba.

Qreal
ηV
Qteòric


Rendiment total: és el producte dels seus rendiments
volumètric i mecànic. Pot oscil·lar entre 0,50 i 0,90.

ηtotal ηvolumètric ηmecànic

• Existeixen dos tipus de bombes:

 Hidrodinàmiques: utilitzades generalment per al transvasament
de líquids quan la resistència a vèncer sigui petita, ja que la
pressió de treball no és massa gran. No s’utilitzen en
oleohidràulica, només en hidràulica. Funcionen generalment
mitjançant la força centrífuga; són bombes tipus turbina.


• Bomba centrífuga:


 Hidrostàtiques: per la transmissió d’energia. Subministren la
mateixa quantitat de líquid a cada cicle de l’element de
bombeig, independentment de la pressió del circuit.

Les més utilitzades en aplicacions oleohidràuliques són:

• Bombes rotatives d’engranatges externs.
• Bombes rotatives de paletes.
• Bombes rotatives de pistons.


BOMBES ROTATIVES D’ENGRANATGES EXTERNS

 Són les més emprades en
instal·lacions oleohidràuliques per la
seva senzillesa i economia.

 Són les menys sensibles als
contaminants del fluid.

 El rendiment volumètric pot arribar
al 93% en condicions òptimes. La P
de servei pot arribar a 300 bar i la
velocitat màxima a 7000 rpm.

 Són molt sorolloses.

 Tenen un rendiment baix.


BOMBES ROTATIVES D’ENGRANATGES EXTERNS


BOMBES ROTATIVES DE PALETES

 Pot ser de cabal fix o variable i té
una gamma d’utilització de cabals
molt àmplia (2,5-300 l/min).

 Treballen a baixa P (0-140 bar) i
velocitats entre 500 i 3000 rpm.


BOMBES ROTATIVES DE PISTONS

 Ofereixen generalment pressions de treball més elevades i una
major varietat de cabals que les bombes d’engranatges o paletes.

 El rendiment també sol ser millor.


ELEMENTS DE REGULACIÓ I CONTROL


ELEMENTS DE TREBALL: CILINDRES I MOTORS


DISSENY DE CIRCUITS OLEOHIDRÀULICS
• La fase de disseny d’un circuit hidràulic comporta:

 El càlcul i la definició concreta dels components en funció de
les necessitats del sistema (P, Q,...)

 La confecció del croquis o esquema del circuit.

• Per tant, els passos a seguir fins arribar al disseny del circuit són:

Conèixer el mecanisme que cal accionar: les seves
característiques funcionals (velocitats, forces, temps, cicles,...)
i les seves limitacions (potència disponible, espai, tipus
d’energia,...).

Determinar els elements a col·locar i com els
interconnectarem.


Fer els diferents diagrames i representacions gràfiques:

 Plànol de situació.
 Quadre de seqüència de moviments.
 Diagrama espai-fase.
 Diagrama espai-temps.
 GRAFCET.

Calcular i definir, ara amb detall, els diferents components
en funció de les necessitats del sistema.

Determinar els elements a col·locar i com els
interconnectarem.

• A part del circuit caldrà tenir un llistat que contempli les
característiques més significatives de tots els components del
circuit (referència, model, descripció, nombre d’unitats,...)

• A continuació veurem alguns dissenys senzills de circuits hidràulics
per comandar cilindres de simple o de doble efecte.

COMANDAMENT D’UN CILINDRE DE SIMPLE EFECTE


COMANDAMENT D’UN CILINDRE DE SIMPLE EFECTE


COMANDAMENT D’UN CILINDRE DE DOBLE EFECTE


SIMBOLOGIA HIDRÀULICA


EXERCICIS


EXERCICIS (5)


Unitat 3 oleohidràulica

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (7)

Similar a Unitat 3 oleohidràulica

Similar a Unitat 3 oleohidràulica (20)

Último

Último (9)

Unitat 3 oleohidràulica