Introduccion a la Hidráulica

1. SISTEMAS NEUMATICOS ESISTEMAS NEUMATICOS E
HIDRAULICOSHIDRAULICOS
Elementos componentes y circuitos típicos de potenciaElementos componentes y circuitos típicos de potencia
y controly control
KIOKO CHUQUICHAICO LAURA

2.  1.- Introducción.
 2.- Generalidades de los Sistemas Neumáticos e Hidráulicos.
 3.- Conceptos básicos relacionados.
 3.1.- Propiedades de los fluidos.
 3.2.- Magnitudes y principios fundamentales.
 4.- Sistemas neumáticos.
 4.1.- Producción del aire comprimido.
 4.2.- Elementos de tratamiento del aire comprimido.
 4.3.- Elementos de consumo en circuitos neumáticos. RECEPTORES
 4.4.- Elementos de control en circuitos neumáticos.
 4.5.- Circuitos neumáticos simples.
 4.6.- Símbolos de elementos de uso frecuente en neumática.
 5.- Sistemas hidráulicos.
 5.1.- Grupo de accionamiento.
 5.2.- Elementos de transporte.
 5.3.- Elementos de distribución, regulación y control. Válvulas.
 5.4.- Elementos de trabajo.
 5.5.- Circuitos característicos de aplicación.
 5.6.- Símbolos de elementos de uso frecuente en neumática.

3. 1.INTRODUCCIÓN

 La Neumática y la Hidráulica tratan de las leyes que rigen el
comportamiento y el movimiento de los gases y de los líquidos,
respectivamente, así como de los problemas que plantea su utilización.
 Las diferencias entre ambas vienen marcadas por la naturaleza de los
fluidos :
•Los sistemas hidráulicos se emplean, por lo general, en aquellas
situaciones en que se requiera una fuerza elevada.
•Por el contrario, la neumática se utiliza preferentemente en la
automatización de procesos.
En la actualidad, los sistemas hidráulicos y neumáticos se
encuentran presentes en automóviles, aeronaves, máquinas-herramientas,
maquinaria de construcción ..., y en casi cualquier tipo de aplicaciones
industriales

4. 2.Generalidades de los Sistemas
Neumáticos e Hidráulicos.
 Las diferencias entre ambas vienen marcadas por la naturaleza de
los fluidos que se consideran: aire (muy compresible) y aceite o similares
(casi incompresibles).
 La NeumáticaNeumática se puede considerar adecuada para fuerzas no
superiores a las 3 Tn., aunque su ámbito preferente de utilización se
extiende hasta fuerzas menores de 1,2 Tn., con desplazamientos rápidos.
También EN pequeños motores, como es el caso de herramientas
portátiles, o de motores de alta velocidad que pueden alcanzar las
500.000 r.p.m.
 Su campo de aplicación abarca procesos de control de calidad,
etiquetado, embalaje, herramientas, etc. en todo tipo de industrias.
 La HidráulicaHidráulica es apropiada para grandes esfuerzos tanto en
actuadores lineales como en motores de par elevado, y permite un control
exacto de velocidad y parada.
 Su utilización se extiende a las industrias metalúrgicas, a las
máquinas-herramientas, prensas, maquinaria de obras públicas, industria
naval y aeronáutica, sistemas de transporte, etc..

5. 
EN TODO SISTEMA NEUMÁTICO O HIDRÁULICO DISTINGUIREMOS:EN TODO SISTEMA NEUMÁTICO O HIDRÁULICO DISTINGUIREMOS:
•Elementos generadores de energía. Se ha de conseguir que el fluido
transmita la energía necesaria para el sistema. En los sistemas neumáticos se
utiliza un compresor, mientras que en el caso de la hidráulica se recurre a una
bomba.
•Elemento de tratamiento de los fluidos. En el caso de los sistemas
neumáticos, debido a la humedad existente en la atmósfera, es preciso proceder
al secado del aire antes de su utilización. Los sistemas hidráulicos trabajan en
circuito cerrado, y por ese motivo necesitan disponer de un depósito de aceite y
en los dos tipos de sistemas, deberán ir provistos de elementos de filtrado y
regulación de presión.
•Elementos de mando y control. Se encargan de conducir de forma
adecuada la energía comunicada al fluido en el compresor o en la bomba hacia
los elementos actuadores.
• Elementos actuadores. Son los elementos que permiten transformar la
energía del fluido en movimiento, en trabajo útil. Existen dos grandes grupos:
cilindros, en los que se producen movimientos lineales y motores, en los que
tienen lugar movimientos rotativos.

6. 3. Conceptos básicos
 3.1 Propiedades de los fluidos
 Los fluidos no mantienen su forma sino que fluyen, debido a
que las fuerzas de cohesión entre sus moléculas son muy
pequeñas, de manera que éstas pueden desplazarse unas respecto
a otras. Esta es la razón por la que adoptan la forma del recipiente
que los contiene.

 LOS LÍQUIDOS fluyen bajo la acción de la GRAVEDAD hasta
que ocupan las regiones más bajas posibles de los recipientes que
lo contienen.
 LOS GASES se EXPANDEN hasta llenar por completo los
recipientes cualquiera que sea su forma. A diferencia de los
líquidos, los gases se pueden comprimir y expandir fácilmente.
 Entonces el comportamiento de líquidos y gases es análogo en
conductos cerrados (tuberías); pero no en conductos abiertos
(canales).

7.  3.1 Magnitudes y principios fundamentales I
 Presión. Conceptos fundamentales.
 La presión ejercida por un fluido, ya sea líquido o gaseoso, sobre la
superficie de las paredes del recipiente que lo contienen, y viceversa, es el
cociente entre la fuerza aplicada y la superficie que recibe su acción.
 P = F/SP = F/S
 Caudal. Conceptos fundamentales.
 El caudal se define como el volumen de fluido que atraviesa por unidad
de tiempo una sección transversal de una conducción
 Leyes fundamentales en los fluidos.
 principio fundamental de la Hidrostática La presión aplicada, sobre un
punto de una masa de fluido confinado, se transmite íntegramente en
todas las direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales,
actuando estas fuerzas normalmente a las paredes del recipiente.
vS
t
lS
t
V
Q ⋅=
⋅
==
2
2
1
1
S
F
S
F
=

8.  3.1 Magnitudes y principios fundamentales II
 Ecuación de continuidad.
 Si la tubería a lo largo de la cual circula el fluido tiene dos secciones
diferentes S1 y S2 , en las cuales el fluido, con una densidad d1 y d2 ,
posee las velocidades respectivas v1 y v2 , se establece que:
 Si el fluido es incompresible (caso de los líquidos), d1 = d2 = d , con lo
que la expresión anterior resulta:

 Ecuación de Bernoulli.
 El Principio de Bernoulli afirma que la suma de las energías cinética,
potencial y de presión, en distintos puntos de un fluido en movimiento
estacionario que recorre un tubo inclinado, debe ser constante
 Ecuación de los gases perfectos
 PV = n RT
ctedvSdvS =⋅⋅=⋅⋅ 222111
ctevSvS =⋅=⋅ 2211
H
g
v
dg
P
h
g
v
dg
P
h =++=++
22
2
22
2
2
11
1

9. 4. Sistemas Neumáticos4. Sistemas Neumáticos
• Producción del aire comprimido.
• Elementos de tratamiento del aire comprimido.
• Elementos de consumo en circuitos neumáticos.
• Regulación y control.

10. 4.1 Producción de aire comprimido
 Para generar el aire comprimido :
 COMPRESORES
 REFRIGERADOR.
 SECADOR

11. Producción de aire comprimido IProducción de aire comprimido I
Compresores
 Los compresores elevan la presión del aire hasta el valor adecuado
para su utilización.
 Energía exterior -> energía de presiónEnergía exterior -> energía de presión
 En el funcionamiento de un compresor aparecen dos magnitudes:
 • La presión que se comunicará al aire,
• El caudal que el compresor es capaz de proporcionar.
Existen dos tipos:
• Los compresores volumétricoscompresores volumétricos. En ellos el aire que entra en un
recipiente hermético es reducido a un volumen inferior al que
tenía, aumentando su presión (Ley de Boyle-Mariotte).
• Los compresores dinámicoscompresores dinámicos. El aire aspirado aumenta su velocidad
a medida que pasa por las distintas cámaras, transformándose su
energía cinética en energía de presión.

12. Producción de aire comprimido IIProducción de aire comprimido II
compresores
 CompresoresCompresores
 VolumétricosVolumétricos
 De embolo
 De una etapa
 De dos etapas
 De varias etapas

 Rotativos
 Paletas
 Tornillos
 DinámicosDinámicos
 Centrífugos

13. Producción de aire comprimido IIIProducción de aire comprimido III
Refrigerador y secado
 Refrigerador. El aire
comprimido alcanza
temperaturas bastante altas,
por lo que es necesario
refrigerarlo, para dejarlo a uno
25ºC.

 Secador. Tiene por objeto
reducir el contenido de vapor
de agua existente en el aire.
 Secador por absorción

14. 4.2 Elementos de tratamiento del aire comprimido
 TIENEN COMO MISIÓN SUMINISTRAR EL AIRE COMPRIMIDO EN LAS
MEJORES CONDICIONES POSIBLES PARA SU UTILIZACIÓN POSTERIOR.
 El aire comprimido debe estar libre de impurezas (partículas en
suspensión, agua, aceite), regulado a la presión deseada de utilización y
adecuadamente lubrificado en aquellos lugares donde sea preciso.
 Los elementos de tratamiento del aire comprimido son:
 Filtros.Filtros.
 Reguladores de presión.Reguladores de presión.
 LubricadoresLubricadores.

15. Elementos de tratamiento del aire comprimidoElementos de tratamiento del aire comprimido IIII
FILTROSFILTROS
 LOS FILTROS TIENEN COMO MISIÓN DEPURAR
EL AIRE COMPRIMIDO.
 El polvo y vapor de agua si llegan hasta los
puntos de consumo de aire comprimido,
pudiendo ocasionar serios deterioros.
 Funcionamiento
 El aire, entra en el filtro por la parte
superior y sufre un centrifugado por efecto del
deflector de aletas, de esta manera las
partículas más gruesas y las gotas de agua se
proyectan contra la pared interna de la cuba y se
depositan en la parte inferior. Las partículas
sólidas más finas son detenidas por medio del
elemento filtrante.

16. Elementos de tratamiento del aire comprimidoElementos de tratamiento del aire comprimido IIIIII
REGULADORES DE PRESIÓNREGULADORES DE PRESIÓN
 LA MISIÓN DEL REGULADOR DE PRESIÓN ES
MANTENER CONSTANTE EL VALOR DE LA MISMA.
 Funcionamiento
 Se basa en bloquear o dejar pasar el aire
comprimido a través de un obturador, cuya
apertura o cierre se consigue por medio de un
vástago accionado por una membrana o por un
pistón en equilibrio entre dos fuerzas. La
regulación de la presión consiste en la mayor o
menor apertura de la válvula de asiento, que
dispone de un muelle que evita oscilaciones.

17. Elementos de tratamiento del aire comprimido IVElementos de tratamiento del aire comprimido IV
LUBRICADORESLUBRICADORES

 Como las automatizaciones neumáticas se
realizan por medio de componentes que poseen
órganos mecánicos móviles y que, por tanto,
están sujetos a rozamientos, resulta necesario
proceder a la lubricación de los mismos.
 Funcionamiento
 La lubricación se suele llevar a cabo
mediante el aire comprimido, que es el que
produce el movimiento de los órganos mecánicos.
De esta manera, el lubricador aporta aceite a los
elementos móviles, disminuyendo así el
rozamiento y evitando la oxidación.


18. 4.3 RECEPTORES4.3 RECEPTORES

 SON LOS ELEMENTOS QUE PERMITEN TRANSFORMAR LA ENERGÍA
COMUNICADA AL AIRE POR EL COMPRESOR EN ENERGÍA ÚTIL.
 Se pueden dividir en dos grandes grupos:
 Elementos alternativos o cilindros.
 Elementos rotativos o motores.


19. RECEPTORESRECEPTORES II
Cilindros
 De simple efecto

 De doble efecto

20. RECEPTORESRECEPTORES III
Motores
 De pistones
 Paletas

 Turbinas

21. 4.4 ELEMENTOS DE CONTROL4.4 ELEMENTOS DE CONTROL
 Se llaman VálvulasVálvulas a los elementos encargados de controlar la energía que
se transmite a través del fluido hacia los elementos de consumo, tanto la
presión como el caudal del aire comprimido.

 TRES TIPOS FUNDAMENTALES
 Válvulas de control de dirección (distribuidores).
 Válvulas de control de caudal
 Válvulas de control de presión

22. ELEMENTOS DE CONTROLIIELEMENTOS DE CONTROLII
Válvulas de control de dirección (distribuidores).
 Son los elementos que gobiernan la dirección y el sentido en que debe
circular el aire comprimido, según los casos, y en unas ocasiones se debe
permitir el paso libre del fluido y en otras cortarlo totalmente.
 Se definen por dos características:
 Nº de vías u orificios: Representa el número de agujeros que tiene una
válvula, tanto de entrada como de salida.
 Nº de posiciones: Generalmente tienen dos posiciones, una que define
el estado de reposo y otra el estado de trabajo, aunque algunas
aplicaciones exigen el empleo de tres posiciones, que implica el empleo de
una posición neutra central.

23. ELEMENTOS DE CONTROLIIELEMENTOS DE CONTROLII
Válvulas de control de dirección (distribuidores).
Identificación de orificios
 Son los elementos que gobiernan la dirección y el sentido en que debe
circular el aire comprimido, según los casos, y en unas ocasiones se debe
permitir el paso libre del fluido y en otras cortarlo totalmente.
 Se definen por dos características:
 Nº de vías u orificios: Representa el número de agujeros que tiene una
válvula, tanto de entrada como de salida.
 Nº de posiciones: Generalmente tienen dos posiciones, una que define
el estado de reposo y otra el estado de trabajo, aunque algunas
aplicaciones exigen el empleo de tres posiciones, que implica el empleo
de una posición neutra central.

 Alimentación de ENTRADA (compresor) ......... P
 Circuitos de trabajo ........................................... A, B, C, .....
 Escape a la atmósfera ....................................... R, S, T, .....
 Conexiones de pilotaje ...................................... X, Y, Z, .....

24. Válvulas de control de dirección (distribuidores).

25. ELEMENTOS DE CONTROL
Válvulas de control de caudal
 Antiretorno
 Reguladora de caudal
 Unidireccional
 Bidireccional


26. ELEMENTOS DE CONTROLELEMENTOS DE CONTROL
Válvulas de control de presión
 ACTÚA SOBRE LA PRESIÓN DEL AIRE
MANTENIÉNDOLA REGULADA DESDE UN VALOR
NULO HASTA OTRO MÁXIMO QUE CORRESPONDE
AL VALOR DE LA PRESIÓN DE ALIMENTACIÓN.
 La regulación se realiza por medio del ascenso o
descenso de un elemento roscado.
 Finalidades:
• Como válvula de seguridad en los equipos
generadores de aire comprimido, (válvula de
descarga).
• Para alimentar elementos que trabajan a
presiones diferentes (válvula de secuencia).
• Para mantener la presión de alimentación
estabilizada en un determinado valor.

27. 4.5 CIRCUITOS NEUMÁTICOS SENCILLOS4.5 CIRCUITOS NEUMÁTICOS SENCILLOS

29. 4.
6 S
I
M
B
OL
O
G
Í
A

30. Líneas de fluido
Equipos de linea
Grupos de acondicionamiento
Actuadores Accesorios

31. 5.Sistemas hidráulicos5.Sistemas hidráulicos
 Las instalaciones hidráulicas constan de:
 • Grupo de accionamiento
 • Elementos de transporte
 • Elemento de trabajo
• Regulación y control.

32. VENTAJASVENTAJAS
 Las ventajas de las instalaciones hidráulicas :
• Fácil regulación de la velocidad (incompresibilidad de
los líquidos).
• Posibilidad de inversión instantánea de los mecanismos
hidráulicos.
• Posibilidad de efectuar grandes esfuerzos con
componentes de reducido tamaño (trabajo a altas
presiones).
• Detención en cualquier posición de los actuadores
hidráulicos (incompresibilidad de los líquidos).
• Fácil protección del sistema ante las sobrecargas (con
el uso de válvulas limitadoras de presión).

33. 5.1 Grupo de accionamiento5.1 Grupo de accionamiento
E. mecánica -> E. HidráulicaE. mecánica -> E. Hidráulica
 B. engranajes
 B. De tornillo
 B pistones
 B. Paletas

34. 5.2 Elementos de transporte5.2 Elementos de transporte
 El TRANSPORTE del líquido se realiza por medio de
TUBERÍAS.

 Aquéllas que forman el circuito de potencia se
representan mediante una línea continua
 Los circuitos auxiliares para el control de alguna
válvula se simbolizan por medio de una línea de trazos

35. 5.3 Regulación y Control5.3 Regulación y Control
 Las válvulas son los elementos que sirven para gobernar los sistemas
hidráulicos.

VÁLVULAS DISTRIBUIDORASVÁLVULAS DISTRIBUIDORAS Rotativas, axiales, piloto,
electroválvulas, antirretorno.
VÁLVULAS REGULADORAS DE
CAUDAL
Estranguladoras, temporizadoras,
parada-marcha.
VÁLVULAS REGULADORAS DE
PRESIÓN
De seguridad, de derivación,
productoras de presión.

36. Válvulas distribuidorasVálvulas distribuidoras
2/2 3/2
4/2
4/3
5/2
V inversión rotativa

37. Reguladoras de caudalReguladoras de caudal
 V. caudal fijo.V. caudal fijo.

V. caudal variableV. caudal variable.
Reguladora de caudal conReguladora de caudal con
antiretornoantiretorno

38. Reguladoras de PresiónReguladoras de Presión
Reguladora de Presión Limitadora de presión

39. 5.4 Actuadores5.4 Actuadores
 • Cilindros
 • Motores


40. CilindrosCilindros
C. De simple efecto C. De doble efecto

41. Motores hidraulicosMotores hidraulicos
M de paletas
M de Engranajes
M de pistones

42. 6.5 Circuitos hidraulicos6.5 Circuitos hidraulicos
Accionamiento de un cilindro de
simple efecto
Accionamiento de un cilindro
de doble efecto con v 4/2

43. Ejemplos IIEjemplos II
Mando de Cilindro de doble
efecto con válvula 4/3
Regulación de velocidad de
mando de un cilindro

44. Símbolos HidráulicosSímbolos Hidráulicos

45. EJERCICIOSEJERCICIOS
EJERCICIOS
TEMA 61