Presentación explicativa del funcionamiento de una aplicación con válvulas de cartucho.

1. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
MOVIMIENTOS Y PRESIONES

2. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
APLICACIÓN DE VÁLVULAS DE CARTUCHO DIRECCIONALES
Un cilindro debe descender una carga de 80 Tm colocada sobre una plataforma de 8 Tm.
luego debe subir la plataforma. Aunque en ocasiones deberá subir la carga total de 88
Tm. o bajar únicamente la plataforma de 8 Tm.
Para ello se dispone de cuatro válvulas de cartucho “A”, “R2”, “R1” y “D” de tamaño
nominal TN = 25
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
El cilindro tiene las dimensiones
siguientes:
DT = 280 mm. S0 = 616 cm2
dV = 200 mm. S1 = 302 cm2
SV = 314 cm2
D
R1R2A

3. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
MOVIMIENTO DE DESCENSO CON PLENA CARGA
Tras permanecer elevado con la máxima carga, en situación
de plena estanqueidad, se da orden al cilindro para que
descienda retenido por la válvula de cartucho R1 con arista
de amortiguación. Una válvula que se abre parcialmente al
disponer de tope de regulación para ello, provocando una
estrangulación.

4. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 ESTANDO SUSPENDIDA LA CARGA
Al estar comunicadas las cámaras y detenido el cilindro, la presión P1 (cámara anular) y la
presión P0 (cámara llena) son iguales al comunicarse sin haber flujo entre ellas.
PM
P1=267 bar.
bars.267
3140
837280
P
314P10837280
1
1
==
⋅⋅=
)023(616P106000281,980008
)S(SP10Fgm
1
101RJ
−⋅⋅=−⋅
−⋅⋅=−⋅
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
10
RJ0011
PP
FSP10SP10gm
=
+⋅⋅=⋅⋅+⋅

5. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN PM ESTANDO LA BOMBA EN DESCARGA
La bomba que empleamos es una bomba de engranajes internos con una cilindrada de
125,3 cm3
por revolución, movida por un motor que suministra 1480 rpm. Con capacidad
para llegar a 315 bar. Si se tiene en cuenta un rendimiento volumétrico de 0,97
tendremos:
PM=1 bar.
P1=267 bar.
l/min.18097,044,185RQQ
l/min.44,185
1000
3,2514801
1000
Vn
Q
VBUT
0
B
≈⋅=⋅=
=
⋅
=
⋅
=
Puesto que los 180 l/min. Están
descargando por la válvula de cartucho
“D” de TN 25 y de relación [1:1.07] con
resorte (10)
Tendremos que la perdida de carga
estimada en esas circunstancias es de:
0,8 bar.
Mientras que su presión de apertura es
de: 0,51 bar.
Puesto que no son presiones que se
sumen exactamente (pues la mayor
predomina) y puesto que 0,8>0,51:
bar.1P
bar.0,518,0
M ≈
>
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.

6. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
PERDIDAS DE CARGA EN LA CIRCULACIÓN DE CAUDAL
Las perdidas de carga de la circulación de caudal vienen determinadas por estas gráficas
Aquí
180 l/min.
0,8 bars.

7. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
CARGA SUSPENDIDA
En esta situación para provocar el descenso de la carga excitamos Y1.
PM=1 bar.
P1=267 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=0

8. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DESCENSO CONTROLADO A PLENA CARGA Y DETERMINACIÓN DE R1
Al excitarse Y1 se produce una apertura estrangulada a tanque por medio de la válvula de
cartucho R1. Lo que provoca la pertinente estrangulación como resistencia R1 y la
consabida fuga de caudal a tanque QSE que sale del cilindro.
R1
P1=? bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y1=1
54953
P
R
54953RP
QR0P
4,188Q
1,01436Q
1
1
11
2
SE11
SE
SE
=
⋅=
⋅=−
=
⋅⋅=
El cilindro tiene las dimensiones
siguientes:
DT = 280 mm. S0 = 616 cm2
dV = 200 mm. S1 = 302 cm2
SV = 314 cm2
La velocidad de entrada del vástago
que deseamos es vE= 0,1 m/s.
EVSE
2
SE1
vS6Q
QRP
⋅⋅=
⋅=∆
QSE

9. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
La ecuación de esfuerzos que se plantea es:
P1=? bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
l/min.3701,01666vS6Q
QRPP
FSP10SP10gm
E0E
2
E310
RJ0011
≈⋅⋅=⋅⋅=
⋅=−
+⋅⋅=⋅⋅+⋅
R3
DESCENSO CONTROLADO A PLENA CARGA Y DETERMINACIÓN DE R1
Para determinar las FRJ consultamos:
https://www.facebook.com/OHCA.IND.
CMC/photos/a.368611306487648.1132
43.141154685899979/1200784169937
020/?type=3&theater
Lo que nos permite estimar 26.000 N.
Como fuerza de rozamiento de las
juntas del cilindro FRJ
QSE
QE

10. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Tendremos que:
R1
P1=? bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PM=1 bar.
Si consideramos R3 igual a:0,0000365
R3 serían los conductos de
comunicación como resistencia entre
las cámaras que, aún siendo pequeña,
al ser un caudal importante debemos
considerar su existencia. Por otra parte,
nos favorece amortiguando un posible
embalamiento.
Y1= 1
DESCENSO CONTROLADO A PLENA CARGA Y DETERMINACIÓN DE R1
bars.5PP
bars.5PP
7030000365,0PP
QRPP
10
10
2
10
2
E310
+=
=−
⋅=−
⋅=−
QSE
R3QE
QSE

11. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Por tanto la ecuación de esfuerzos que se plantearía sería:
R1
P1=257 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PM=1 bar.
600026165)(P10023P1081,980008
FSP10SP10gm
11
RJ0011
+⋅+⋅=⋅⋅+⋅
+⋅⋅=⋅⋅+⋅
bars.257
3140
806480
P
P3020)-1606(064808
1
1
==
⋅=
Y1= 1
Puesto que como ya hemos determinado:
0072,0R
54953
257
R
4,881
P
R
4,188Q
QRP
1
1
2
1
1
SE
2
SE11
=
=
=
=
⋅=
DESCENSO CONTROLADO A PLENA CARGA Y DETERMINACIÓN DE R1
QSE
R3QE
QSE

12. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DESCENSO CONTROLADO A PLENA CARGA
Al llegar a la AMORTIGUACIÓN DEL CILINDRO la presión creciente que se forma en ella
va frenando la carga con la aparición de la resistencia variable R4 que va creciendo con el
descenso del émbolo amortiguador.
Esto hace que la vaya frenando aún más su velocidad pue va descendiendo la presión P1
hasta llegar a anularse cuando la plataforma o el émbolo o los dos, hagan tope.
R1
P1=? bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y1= 1
Cojín amortiguador
Resistencia variable R4

13. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DESCENSO CONTROLADO A PLENA CARGA
Una vez que se llega al final, al topar con los topes externos a la propia oleohidráulica la
plataforma o el émbolo, los flujos se detienen, cayendo la presión a su valor nulo.
Entonces, se desexcita Y1
R1
P1=0 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y1= 0

14. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
MOVIMIENTO DE SUBIDA SIN CARGA
Tras haber bajado la carga, en este proceso, la plataforma
subirá vacía a buscar una nueva carga que descender.

15. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA VACÍA
Damos la orden de subir la plataforma a buscar otra carga excitando Y2.
P1=0 bar.
8.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y2= 0

16. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA VACÍA
En estas condiciones con carga mínima. Consultado:
https://www.facebook.com/OHCA.IND.CMC/photos/a.368611306487648.113243.1411546
85899979/1200784169937020/?type=3&theater
podemos estimar las fuerzas de rozamiento en 16100 N.
Consideramos la resistencia de la comunicación entre cámaras del émbolo R3=0,0000365
P1=? bar.
8.000 Kgr.
PM=? bar.
Y2= 1
El cilindro tiene las dimensiones
siguientes:
DT = 280 mm. S0 = 616 cm2
dV = 200 mm. S1 = 302 cm2
SV = 314 cm2
El caudal de utilización de la bomba
QUT=180 l/min.
bars.55,43530000365,0PP
QRPP
l/min.353
3146
180
1666Q
vS6Q
m/s096,0
3146
180
S6
Q
v
2
01
2
E301
E
S0E
V
UT
S
≈⋅=−
⋅=−
≈
⋅
⋅⋅=
⋅⋅=
≈
⋅
=
⋅
=
QUTQUT
QE

17. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA VACÍA
P1=39 bar.
PM=? bar.
Y2= 1
161000234,55)P(1081,90008166P10
16100F;4,55PP
FSP10gmSP10
00
RJ01
RJ1100
+⋅+⋅+⋅=⋅⋅
=+=
+⋅⋅+⋅=⋅⋅
bars.3955,4PP
bars.5,34
1403
108321
P
108321P1403
01
0
0
≈+=
==
=⋅
8.000 Kgr.
QUTQUT
QE

18. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA VACÍA
Consultado las presiones de apertura en:
https://www.facebook.com/OHCA.IND.CMC/photos/a.520375994644511.143129.1411546858
99979/1747115871970511/?type=3&theater
Y las perdidas de carga las gráficas que ya hemos mostrado Vemos que la presión de
apertura para un TN 25 con un resorte de 20 (2 bar) es de 1,6 bar y que la perdida de carga
para 180 l/min es de 0,8 bar deducimos, por tanto que PM es aproximadamente 41 bars.
QUTQUT
QE

19. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA VACÍA
PM=41 bar.
Y2= 1
Las presiones de apertura de una válvula de cartucho y las perdidas deberían sumarse,
pero a falta de experimentos en banco que no he hecho para comprobarlo, tengo la
impresión que no se hace exactamente, sino que será la mayor de ambas más la
influencia de la otra por eso propongo, en este caso:
41
2
)8,0(1,6
6,139P
2
ΔP)(P
PPP
M
A
A1M
≈
−
++=
−
++=
8.000 Kgr.
P1=39 bar.
QUTQUT

20. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN P1 Y PM CON PLATAFORMA ELEVADA Y VACÍA
P1=20 bar.
PM=1 bar.
Y2= 0
Una vez que la plataforma llega arriba, se desexcita Y2 y se detiene a esperar la carga.
Aunque circunstancialmente puede ocurrir que tenga que volver a bajar vacía para buscar
una carga a devolver arriba:
8.000 Kgr.
bars.20
3140
62380
P
314P1062380
1
1
≈=
⋅⋅=
)023(616P106100181,98000
)S(SP10Fgm
1
101RJ
−⋅⋅=−⋅
−⋅⋅=−⋅
10
RJ0011
PP
FSP10SP10gm
=
+⋅⋅=⋅⋅+⋅

21. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
MOVIMIENTO DE BAJADA SIN CARGA
Tras haber subido la plataforma, en este proceso, puede que
la plataforma deba volver a bajar vacía a buscar una nueva
carga que debe ascender.

22. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
DESCENSO CONTROLADO DE LA PLATAFORMA Y DETERMINACIÓN DE R2
Al excitarse Y1 e Y3 se produce una apertura estrangulada a tanque por medio de la
válvula de cartucho R1 y también a través del cartucho R2. Esto provoca la pertinente
estrangulación con la resistencia R1 y la R2 en paralelo controlando la consabida fuga de
caudal a tanque.
R1
P1=? bar.
8.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y1=1
4,188QQQ
Q
Q
0072,0R
QRQ0072,0
0072,0R
QRQRP
4,188Q
1,01436Q
SE2SE1SE
2
SE2
2
SE1
2
2
SE22
2
SE1
1
2
SE22
2
SE111
SE
SE
=+=
⋅=
⋅=⋅
=
⋅=⋅=
=
⋅⋅=
El cilindro tiene las dimensiones
siguientes:
DT = 280 mm. S0 = 616 cm2
dV = 200 mm. S1 = 302 cm2
SV = 314 cm2
La velocidad de entrada del vástago
que deseamos es vE= 0,1 m/s.
SE2SE1EVSE
2
SE22
2
SE111
QQvS6Q
QRQRPP
+=⋅⋅=
⋅=⋅==∆
R2
Y3=1
QSE QSE2
QSE1

23. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
R1
P1=? bar.
8.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y1=1R2
Y3=1
La ecuación de esfuerzos que se plantea es:
l/min.3701,01666vS6Q
QRPP
FSP10SP10gm
E0E
2
E310
RJ0011
≈⋅⋅=⋅⋅=
⋅=−
+⋅⋅=⋅⋅+⋅
Para determinar las FRJ consultamos:
https://www.facebook.com/OHCA.IND.
CMC/photos/a.368611306487648.1132
43.141154685899979/1200784169937
020/?type=3&theater
Lo que nos permite estimar 16.100 N.
DESCENSO CONTROLADO DE LA PLATAFORMA Y DETERMINACIÓN DE R2
QSE
R3
QE
QSE2
QSE1

24. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
R1
P1=? bar.
8.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y1=1R2
Y3=1
Tendremos que: Si consideramos R3 igual a:0,0000365
R3 serían los conductos de
comunicación como resistencia entre
las cámaras que, aún siendo pequeña,
al ser un caudal importante debemos
considerar su existencia. Por otra parte,
nos favorece su existencia al poder
amortiguar un posible embalamiento.
bars.5PP
bars.5PP
7030000365,0PP
QRPP
10
10
2
10
2
E310
+=
=−
⋅=−
⋅=−
DESCENSO CONTROLADO DE LA PLATAFORMA Y DETERMINACIÓN DE R2
QSE
R3
QE
QSE2
QSE1

25. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Por tanto aplicando a la ecuación de esfuerzos sería:
PM=1 bar.
610016165)(P10023P1081,98000
FSP10SP10gm
11
RJ0011
+⋅+⋅=⋅⋅+⋅
+⋅⋅=⋅⋅+⋅
bars.10
3140
31580
P
P3020)-1606(15803
1
1
≈=
⋅=
Puesto que como ya hemos determinado:
00044,0
Q
Q
0072,0R
151Q
4,188QQQ
37Q
1389
0072,0
10
Q
QRQ0072,0P
2
SE2
2
SE1
2
SE2
SE2SE1SE
SE1
2
SE1
2
SE22
2
SE11
=⋅=
≈
=+=
≈
==
⋅=⋅=
R1 Y1=1R2
Y3=1
P1=10 bar.
DESCENSO CONTROLADO DE LA PLATAFORMA Y DETERMINACIÓN DE R2
QSE2
QSE1
QSE
R3QE

26. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Al llegar a la AMORTIGUACIÓN DEL CILINDRO la presión creciente que se forma en ella
va frenando la carga con la aparición de la resistencia variable R4 que va creciendo con el
descenso del émbolo amortiguador.
Esto hace que la vaya frenando aún más su velocidad pue va descendiendo la presión P1
hasta llegar a anularse cuando la plataforma o el émbolo o los dos, hagan tope.
P1=10 bar. 8.000 Kgr.
PM=1 bar.
Cojín amortiguador
Resistencia variable R4
R1 Y1=1R2
Y3=1
DESCENSO CONTROLADO DE LA PLATAFORMA

27. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Una vez que se llega al final, al topar con los topes externos a la propia oleohidráulica la
plataforma o el émbolo, los flujos se detienen, cayendo la presión a su valor nulo.
Entonces, se desexcita Y1
8.000 Kgr.
PM=1 bar.
P1=0 bar.
R1 Y1=0R2
Y3=0
POSICIÓN BAJA DE LA PLATAFORMA

28. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
MOVIMIENTO DE SUBIDA CON CARGA
Tras haber bajado y estar vacía la plataforma, puede que se
desee subir una carga.

29. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
LAS PRESIONES P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA CON CARGA
Damos la orden de subir la plataforma con carga excitando Y2.
P1=0 bar.
8.000 Kgr.
PM=1 bar.
Y2= 0
80.000 Kgr.

30. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
En estas condiciones con carga. Consultado:
https://www.facebook.com/OHCA.IND.CMC/photos/a.368611306487648.113243.1411546
85899979/1200784169937020/?type=3&theater
podemos estimar las fuerzas de rozamiento en 26000 N.
Consideramos la resistencia de la comunicación entre cámaras del émbolo R3=0,0000365
P1=? bar.
8.000 Kgr.
PM=? bar.
Y2= 1
El cilindro tiene las dimensiones
siguientes:
DT = 280 mm. S0 = 616 cm2
dV = 200 mm. S1 = 302 cm2
SV = 314 cm2
El caudal de utilización de la bomba
QUT=180 l/min.
bars.55,43530000365,0PP
QRPP
l/min.353
3146
180
1666Q
vS6Q
m/s096,0
3146
180
S6
Q
v
2
01
2
E301
E
S0E
V
UT
S
≈⋅=−
⋅=−
≈
⋅
⋅⋅=
⋅⋅=
≈
⋅
=
⋅
=
QUTQUT
QE
LAS PRESIONES P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA CON CARGA
80.000 Kgr.

31. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
P1=292 bar.
PM=? bar.
Y2= 1
260000234,55)P(1081,900088166P10
60002F;4,55PP
FSP10gmSP10
00
RJ01
RJ1100
+⋅+⋅+⋅=⋅⋅
=+=
+⋅⋅+⋅=⋅⋅
bars.29255,4PP
bars.5,287
1403
903021
P
903021P1403
01
0
0
≈+=
==
=⋅
8.000 Kgr.
QUTQUT
QE
80.000 Kgr.
LAS PRESIONES P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA CON CARGA

32. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Consultado las presiones de apertura en:
https://www.facebook.com/OHCA.IND.CMC/photos/a.520375994644511.143129.1411546858
99979/1747115871970511/?type=3&theater
Y las perdidas de carga las gráficas que ya hemos mostrado Vemos que la presión de
apertura para un TN 25 con un resorte de 20 (2 bar) es de 1,6 bar y que la perdida de carga
para 180 l/min es de 0,8 bar deducimos, por tanto que PM es aproximadamente 294 bars.
LAS PRESIONES P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA CON CARGA
QUTQUT
QE
80.000 Kgr.

33. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
PM=294 bar.
Y2= 1
Las presiones de apertura de una válvula de cartucho y las perdidas deberían sumarse,
pero a falta de experimentos en banco que no he hecho para comprobarlo, tengo la
impresión que no se hace exactamente, sino que será la mayor de ambas más la
influencia de la otra por eso propongo, en este caso:
294
2
)8,0(1,6
6,1292P
2
ΔP)(P
PPP
M
A
A1M
≈
−
++=
−
++=
8.000 Kgr.
P1=292 bar.
LAS PRESIONES P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA CON CARGA
QUTQUT
QE
80.000 Kgr.

34. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
Al llegar arriba se desexcita Y2 y la situación de las presiones es, como ya hemos visto:
PM=1 bar.
P1=267 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
LAS PRESIONES P1 Y PM AL SUBIR LA PLATAFORMA CON CARGA
bars.267
3140
837280
P
314P10837280
1
1
==
⋅⋅=
)023(616P106000281,980008
)S(SP10Fgm
1
101RJ
−⋅⋅=−⋅
−⋅⋅=−⋅
10
RJ0011
PP
FSP10SP10gm
=
+⋅⋅=⋅⋅+⋅
Y2= 0

35. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
CAIDA SÚBITA CON CARGA
Estando la carga suspendida, por error o con intención, se
pueden excitar Y1 e Y3.

36. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
CARGA SUSPENDIDA
En esta situación con la carga suspendida (que ya hemos analizado), estando Y1=0 e
Y3=0 desexcitadas, se pueden excitar por error, o con intención.
PM=1 bar.
P1=267 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
Y1=0
Y3=0

37. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=1R2
Y3=1
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1=? bar.
CARGA SUSPENDIDA
SE
V
0
E
CS0E
CSVSE
Q
S
S
Q
vS6Q
vS6Q
⋅=
⋅⋅=
⋅⋅=
V
SE
CS
S6
Q
v
⋅
=
Si se excitan por error, o con intención, Y1 e Y3, tendremos:
0,007
P
0,085
P
Q
0,00044
P
0,0072
P
Q
QQQ
0,00044
P
R
P
Q
0,0072
P
R
P
Q
11
SE
11
SE
S2S1SE
1
2
1
S2
1
1
1
S1
+=
+=
+=
==
==

38. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
VELOCIDAD DE CAÍDA SÚBITA
Luego el caudal que circula a través del émbolo sería:
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=1R2
Y3=1
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1=? bar.
11
22
E
1SE
111
SE
211
SE
2
SE
22
E
SE
V
0
E
P22110P5745)
314
616
(Q
P5745Q
0,0003
P
0,00044
P
0,0072
P
Q
)
0,007
P
0,085
P
(Q
Q)
314
616
(Q
Q
S
S
Q
2
2
2
⋅=⋅⋅=
⋅=
++=
+=
⋅=
⋅=

39. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
VELOCIDAD DE CAÍDA SÚBITA
Lo que nos da la ecuación las relaciones de presión:
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=1R2
Y3=1
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1=? bar.
10
11110
1
2
E30
2
E310
P9P
PP8PP21102000365,0P
PQRP;QRPP
⋅=
+⋅=+⋅⋅=
+⋅=⋅=−

40. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
VELOCIDAD DE CAÍDA SÚBITA
Lo que aplicado a la ecuación de esfuerzos sería:
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=1R2
Y3=1
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1=16 bar.
60002166)P9(10023P1081,988000
FSP10SP10gm
11
RJ0011
+⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅
+⋅⋅=⋅⋅+⋅
bars.144P9P
bars.16
52420
837280
P
837280P52420
10
1
1
=⋅=
==
=⋅
l/min.303Q
91920165745Q
P5745Q
SE
SE
1SE
2
2
=
=⋅=
⋅=
m/s.16,0v
3146
303
S6
Q
v
CS
V
SE
CS
≈
⋅
=
⋅
=
P0=144
bars.

41. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
AMORTIGUACIÓN Y PARADA EN LA CAIDA SÚBITA CON CARGA
Estando en la caída súbita (la más rápida y por tanto la más
desfavorable para parar) paramos y detenemos el cilindro
desexcitando Y1 e Y3

42. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
PARADA DE LA CARGA CON VELOCIDAD DE CAÍDA SÚBITA
Si la carga está descendiendo con velocidad de caída súbita vCS y se detiene
bruscamente.
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=1R2
Y3=1
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1=16 bar.
m/s.16,0v
3146
303
S6
Q
v
CS
V
SE
CS
≈
⋅
=
⋅
=
P0=144
bars.

43. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
PARADA DE LA CARGA CON VELOCIDAD DE CAÍDA SÚBITA
Si la carga está descendiendo con velocidad de caída súbita vCS y se detiene
bruscamente.
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=0R2
Y3=0
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1=16 bar. La energía cinética a absorber sería:
Julios114016,080008
2
1
Ec
vm
2
1
Ec
2
2
=⋅⋅=
⋅⋅=
Que es una energía muy elevada que
se encargará de absorber el cierre
progresivo tanto de R2 (primero) y de
R1 (después)
m/s.16,0v
3146
303
S6
Q
v
CS
V
SE
CS
≈
⋅
=
⋅
=
P0=144
bars.

44. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
ABSORCIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA EN LA PARADA
Una vez que la válvula R2 comienza a cerrar la presión P1 sube obligando a subir a la
presión P0 que es la que realmente hace el efecto de frenado, esto hace que disminuya el
caudal QSE2 hasta prácticamente desaparecer. El retraso al cierre lo motiva el chicler CH2.
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=0
CH2
QSE2
QSE1
QSE
R3QE
P1 bar.
SUBE
R2
P0>144
bars.

45. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
ABSORCIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA EN LA PARADA
Una vez que la válvula R2 ha cerrado la presión elevada de P1 al ir disminuyendo QE se
va aproximando a la más elevada presión de P0 que es la que realmente hace el efecto de
frenado, esto hace que aún disminuya más el caudal QSE1 al haber desaparecido QSE2
Es el cierre progrsivo y lento de R1 el que logrará una parada lenta. Tal cierre es aún más
lento (y posterior) al de R2 debido a la válvula piloto de presión tarada a 325 bars. En
combinación con los chiclers CH1 y CH3 logra tal efecto.
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
R1 Y1=0
CH2
QSE1
QSE
R3QE
P1 bar.
SUBE
R2
P0>144
bars.
CH1
CH3
PT=325 bar.PT=325 bar.
El tiempo de cierre de R1 tc1
vendrá determinado por la
evolución de los siguientes
conceptos:
CH1
VOL1
CH1
CH1
OL1
C1
R
P325
q
q
V
t
−
=
=
Puesto que PVOL1 va subiendo
durante el cierre, el caudal del
cierre QCH1 va disminuyendo al
estar estabilizada la presión a 325
bars a la entrada de CH1.
Este es motivo del cierre
progresivo y amortiguación de la
parada:

46. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
PARADA
Una vez lograda la parada, todo queda a la espera de recibir las ordenes pertinentes para
continuar la operación de llevar la carga a donde debe ir.
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PT=325 bar.PT=325 bar.
P1=267 bar.

47. FUNCIÓN DIRECCIONAL DE LAS VÁLVULAS DE CARTUCHO [ III ]
OBSERVACIÓN FINAL SOBRE ALGO QUE NO TIENE POR QUÉ OCURRIR
Si cuando se cierra la válvula R2, aún hubiese energía suficiente para poder volver a abrir
la válvula, entonces podría haber un pico de presión considerable y valorable, al ser las
válvulas R1 y R2 de relación AA:AB [2:1] o bien de relación AA:AX [1:1,5].
PM=1 bar.
8.000 Kgr.
80.000 Kgr.
PT=325 bar.PT=325 bar.
P1=975 bar.
bars.9753253325
A
A
P
B
X
1 =⋅=⋅=
Pero esto no llegará a ocurrir con el
cierre paulatino de las válvulas R1 y
R2 absorbiendo la energía cinética.
LA AMORTIGUACIÓN EN ESTE
CASO NO CONSISTE EN LA
APERTURA DE UNA VÁLVULA,
SINO EN EL CIERRE PROGRESIVO
DE UNA VÁLVULA.

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