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2. Diseño de un sistema hidráulico sencillo
Video https://youtu.be/1iSljVjxWe0
A partir de la información dada es posible diseñar un circuito hidráulico sencillo. Se indica a continuación la
forma en que se debe proceder para hacerlo
Para diseñar un circuito, la primera consideración es sobre el trabajo que se debe realizar. Este trabajo puede
ser levantar un peso, girar una herramienta o bloquear algún elemento. El trabajo determina el tipo de actuador
que hay que utilizar.
Probablemente el primer paso será la selección del actuador. Si los requerimientos fuesen simplemente el
levantar una carga, un cilindro hidráulico colocado bajo ella haría el trabajo, la longitud de carrera del cilindro
seria, por lo menos, igual a la distancia de desplazamiento de la carga. Su superficie se determinaría mediante
la fuerza requerida para elevar la carga y la presión de funcionamiento deseada. Supongamos que un peso de
5000 Kgf ha de elevarse a una altura de 1 m y que la presión máxima de funcionamiento debe limitarse a 50
Kgf/cm2
. un cilindro de 100 cm2
que permitiría levantar la carga a 50 Kgf/cm2
proporcionando la capacidad de
elevación.
El desplazamiento hacia arriba y hacia abajo del cilindro seria controlado mediante una válvula direccional. Si
la carga debe detenerse en puntos intermedios de su trayecto, la válvula direccional deber tener una posición
neutral en la cual el caudal de aceite del lado inferior del pistón quede bloqueado, para soportar el peso sobre
el cilindro. La velocidad a la cual debe desplazarse la carga determina el tamaño de la bomba. El pistón de 100
cm2
desplaza 100 cm3
por cada cm que se levanta. El mover el cilindro 10 cm requerirá 1000 cm3
de aceite. Si
hay que moverlo a razón de 10 cm por segundo, requerirá 1000 cm3
de aceite por segundo o 60 Lt/min. Como
las bombas generalmente se dimensionan en galones por minuto, será necesario dividir 60/3,785 para obtener
el valor en galones por minuto; 60/3,785 = 16 GPM.
Para impedir la sobrecarga del motor eléctrico y para proteger la bomba y otros componentes contra una presión
excesiva, debida a sobrecargas o bloqueo, se monta una válvula de seguridad para limitar la presión máxima
del sistema, en la línea, entre la salida de la bomba y la entrada de la válvula direccional, calibrada a 1.1 veces
la presión máxima de trabajo. Un depósito dimensionado para contener aproximadamente de 3 veces la
capacidad de la bomba en galones por minuto y tuberías de interconexión adecuadas completarán el sistema.
Actividad de apoyo en Video “FUNDAMENTOS DE HIDRÁULICA 4” https://youtu.be/1iSljVjxWe0
En este video se explican cálculos básicos del sistema hidráulico.

3. 1. ¿Cuál sería el diámetro del cilindro? Se determina el área del cilindro
Con el fin de poder tener una capacidad de carga de (5000Kgf) con se debe usar un cilindro con área
de Ac= 100cm2
2. ¿Calcular el diámetro del cilindro?
𝐴𝑐 =
𝜋 ∗ 𝐷2
4
despejamos dc
dc = √
4 ∗ Ac
π
= √
4 ∗ 100cm2
π
= 11,27cm = 4.44" aproximadamente 4 1/2"

4. 3. ¿Cuál es el caudal que debe llegar al cilindro?
Qavance = Qbomba= Ac * v = 100cm2
* 10 cm
s
⁄ =1000
cm3
s
=1 Lt
s
⁄ = 60 Lt
min
⁄ = 1 ∗ 10−3 m3
s
⁄ = 16
gal
min
⁄
4. ¿Cuál es el diámetro de la línea de succión?
Vts = 1 m
s
⁄ ← velocidad de tubería de succión dentro del rango de velocidades sugeridas
Área de la tubería de succión Ats =
Qb
VtS
=
1000cm2
s
⁄
100cm2
s
⁄
= 10cm2
Diámetro de la tubería de succión Dts = √
4 ∗ 10cm2
π
= 3,57cm = 1
1
2
"
5. Diámetro de la tubería de trabajo (a presión).
VTT= 3 m/s velocidad de tubería de trabajo dentro del rango de
velocidades sugeridas
Att =
Qb
Vtt
=
1000cm3
s
⁄
300cm
s
⁄
= 3.333cm2
Lo que corresponde a un diámetro de 0.81”, aproximadamente de 1” de diámetro interior
6. ¿Cuál es la presión que debe tener la válvula limitadora de presión?
El ajuste en la válvula limitadora de presión debe estar a un 10% por encima de la
presión máxima de trabajo.
Pvlp = 1.1 Ptrabajo = 1.1 * 50
kgf
cm2 = 55
kgf
cm2
7. ¿Cuál debe ser el volumen del tanque (Vdep)
Como regla empírica el volumen del depósito debe ser entre
2 a 3 veces el caudal de la bomba medido en galones/minuto
Vdepósito = 2-3 veces el Qbomba en GPM
Vdepósito = 3 * 16GPM = 48 Galones
8. ¿Cuál es la potencia hidráulica a la salida de la bomba?
Para ello se acude al concepto de eficiencia, que relaciona
la Potencia de salida con la Potencia de entrada al sistema
que en este caso es el grupo de accionamiento.
𝑁𝑡ℎ =
Psalida
Pentrada
=
PHidráulica
PEléctrica
= 0.9

5. PHidráulica (Watts) =Presión de trabajo máx. (N
m2
⁄ )* Qbomba(m3
s
⁄ )
9. Cuál sería la potencia eléctrica de entrada = PEE
Se requiere un motor trifásico de por lo menos 8 ½ HP

6. Ejercicio propuesto 1:
El cilindro hidráulico mostrado corresponde al de un cargador YALE capaz de levantar 1.0 m una carga
total de 5 toneladas, el sistema consta de un cilindro de doble efecto accionado por una válvula 4/3, dicho
cilindro tiene un diámetro de dc= 10cm. a) Determine la presión mínima para levantar la carga total en
(bar), (b) Si la velocidad máxima de levante es de 15 cm/s, determine el caudal de la bomba en (Gal/min).
C) Determine la potencia hidráulica a la salida de la bomba en (Watt). D) Si la eficiencia de la bomba es de
0.9, ¿Qué potencia en (HP) requiere la bomba del motor diesel? E) si la velocidad del aceite por las tuberías
es de 3 m/s ¿de que diámetro interno (pulg) deben ser las mismas? F) ¿de qué capacidad debe ser el
depósito en (galones)?. G) ¿A que presión se debe calibrar la válvula limitadora de presión (bar)?.
Actividad: Instalar y estudiar el curso virtual de hidráulica “Curso Virtual EH y EN “
DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO SENCILLO (1)
El cilindro hidráulico mostrado corresponde al de una plataforma elevadora capaz de levantar 1.2 m una
carga total de 15 toneladas, el sistema consta de un cilindro de doble efecto accionado por una válvula 4/3,
el cual debe elevar la carga a una velocidad de 7cm/s aplicando una presión de trabajo de 350 PSI.

7. A) Determine el diámetro del cilindro (Pulgadas), (B) Determine el caudal (Qb) de la bomba en (Gal/min).
E) si la velocidad del aceite por las tuberías de trabajo es de 3m/s ¿de qué diámetro interno (Pulg) deben
ser las mismas? C) si la velocidad del aceite por las tuberías de Succión es de 1m/s ¿de qué diámetro
interno (Pulg) deben ser las mismas? D) ¿de qué capacidad debe ser el depósito en (galones)?. E) ¿A
qué presión se debe calibrar la válvula limitadora de presión (PSI)?. F) Determine la potencia hidráulica a
la salida de la bomba en (Watt). G) Si la eficiencia de la bomba es de 0.9, ¿Qué potencia en (HP) debe
suministrar el motor eléctrico del grupo de accionamiento? (H) Cual es el tiempo de Avance en
(segundos).
DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA HIDRÁULICO SENCILLO (2)
El cilindro hidráulico mostrado corresponde al de una plataforma elevadora capaz de levantar 2 m una
carga total de 10 toneladas, el sistema consta de un cilindro de doble efecto accionado por una válvula 4/3,
el cual debe elevar la carga a una velocidad de 2cm/s aplicando una presión de trabajo de 200 PSI.
A) Determine el diámetro del cilindro (Pulgadas), (B) Determine el caudal (Qb) de la bomba en (Gal/min).
E) si la velocidad del aceite por las tuberías de trabajo es de 3m/s ¿de qué diámetro interno (Pulg) deben

8. ser las mismas? C) si la velocidad del aceite por las tuberías de Succión es de 1m/s ¿de qué diámetro
interno (Pulg) deben ser las mismas? D) ¿de qué capacidad debe ser el depósito en (galones)?. E) ¿A
qué presión se debe calibrar la válvula limitadora de presión (PSI)?.) F) Determine la potencia hidráulica
a la salida de la bomba en (Watt). G) Si la eficiencia de la bomba es de 0.9, ¿Qué potencia en (HP) debe
suministrar el motor eléctrico del grupo de accionamiento? (H) Cual es el tiempo de Avance en
(segundos).