Análisis de la entrada de un cilindro diferencial
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El documento analiza las dimensiones, velocidad de entrada, presiones, pérdidas y potencias involucradas en el movimiento de entrada de un cilindro diferencial. Examina el diámetro del tubo, vástago y carrera del cilindro, así como la relación entre los caudales de entrada y salida, velocidad del émbolo, presiones generadas por la carga, contrapresión y rozamiento, y pérdidas de presión en el circuito. Finalmente, realiza un análisis de potencias considerando la potencia mecánica
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- 1. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Análisis Completo QEE QSE
- 2. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Dimensiones del cilindro dV DT dVdVdV
- 3. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Dimensiones del cilindro Las dimensiones del cilindro son: DT = el diámetro del tubo dV = el diámetro del vástago CR = la carrera del cilindro El diámetro del tubo DT nos da la sección necesaria para ejercer la carga que necesitamos a la presión de trabajo de nuestro sistema. El diámetro del vástago dV debe ser lo suficientemente grueso para que la barra de acero que es el vástago, pueda transmitir el esfuerzo de afuera del cilindro sin romperse. La carrera CR es el desplazamiento físico que con esa fuerza hemos de realizar; osease, el trabajo a hacer, e incide en el tamaño del vástago. DT dV
- 4. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Dimensiones del cilindro 2 1VT 2 V 2 T 1 2 0T 2 T 0 cmS;mmd;mmD 400 )d-D( S cmS;mmD 400 D S === ⋅ = == ⋅ = π π 1 0 Cilindro S S =ϕ DT dV
- 5. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Dimensiones del cilindro 2 1VT 2 V 2 T 1 2 0T 2 T 0 cmS;mmd;mmD 400 )d-D( S cmS;mmD 400 D S === ⋅ = == ⋅ = π π 1 0 Cilindro S S =ϕ La relación ϕ del cilindro es fundamental a la hora de pensar su funcionamiento. DT dV
- 6. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Velocidad de Entrada del Cilindro E1 1 EE vS6 t xS t Vol Q ⋅ ⋅ ⋅= ∆ ∆ = ∆ ∆ = S1 1 0 Cilindro S S =ϕ QEE vE El caudal es la relación entre el volumen de aceite desplazado y el tiempo transcurrido Luego el caudal que entra en un cilindro hace desplazar la superficie anular S1 a una velocidad que será la velocidad con que el vástago entra.
- 7. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Velocidad de Entrada del Cilindro E1 1 EE vS6 t xS t Vol Q ⋅ ⋅ ⋅= ∆ ∆ = ∆ ∆ = S1 1 0 Cilindro S S =ϕ QEE vE El caudal es la relación entre el volumen de aceite desplazado y el tiempo transcurrido El 6 es un factor de conversión de unidades. Luego el caudal que entra en un cilindro hace desplazar la superficie anular S1 a una velocidad que será la velocidad con que el vástago entra.
- 8. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Velocidad de Entrada del Cilindro S1 1 0 Cilindro S S =ϕ QEE vE 1 EE E S6 Q v ⋅ =
- 9. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Velocidad de Entrada del Cilindro S1 1 0 Cilindro S S =ϕ QEE vE Si el émbolo se desplaza a la velocidad vE , también lo hace la superficie S0 generando un caudal de salida QSE El caudal de salida QSE es ϕ veces más grande que el caudal que entra QEE EESE 1 EE 00SE 1 EE QQ S6 Q S6vS6Q S6 Q v E E ⋅= ⋅ ⋅⋅=⋅⋅= ⋅ = ϕ QSE
- 10. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Velocidad de Entrada del Cilindro S1 1 0 Cilindro S S =ϕ QEE vE EESE 1 EE 00SE 1 EE QQ S6 Q S6vS6Q S6 Q v E E ⋅= ⋅ ⋅⋅=⋅⋅= ⋅ = ϕ QSE
- 11. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 Cilindro S S =ϕ vE QEE QSE P0 P1 ∆P1 PME ∆P0 Los caudales al recorrer el circuito generan perdidas de carga (diferencia de presiones) 11ME 2 EE11 00 2 SE00 PPP QRP PP QRP ∆= ⋅=∆ ∆= ⋅=∆ + Perdidas de Presión en el Circuito R1R0
- 12. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 Cilindro S S =ϕ vE QEE QSE P0 P1 ∆P1 PME ∆P0 11ME 2 EE11 00 2 SE00 PPP QRP PP QRP ∆= ⋅=∆ ∆= ⋅=∆ + Perdidas de Presión en el Circuito R1R0
- 13. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial P1 Puesto que la presión es el reparto de un esfuerzo entre una superficie y la presión en bars es el reparto de la fuerza en decanewtons por la superficie en cm2 El 10 es un factor de conversión de unidades. 1 E LE1 S10 L PP ⋅ == Considerando sólo la carga de entrada LE S1
- 14. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial P1 1 E LE1 S10 L PP ⋅ == Considerando sólo la carga de entrada LE S1
- 15. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 Cilindro S S =ϕ P0 P1 ∆P0 Considerando también la contrapresión Este sería el esfuerzo contrario al desplazamiento 0LE1 1 00 LE1 00 PPP S10 SP10 PP PP ⋅+= ⋅ ⋅ += ∆= ⋅ ϕ LE
- 16. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 Cilindro S S =ϕ P0 P1 ∆P0 Considerando también la contrapresión Este sería el esfuerzo contrario al desplazamiento 0LE1 1 00 LE1 00 PPP S10 SP10 PP PP ⋅+= ⋅ ⋅ += ∆= ⋅ ϕ LE La presión sería la presión de la carga más ϕ veces la contrapresión
- 17. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 Cilindro S S =ϕ P0 P1 ∆P0 Considerando también la contrapresión 0LE1 1 00 LE1 00 PPP S10 SP10 PP PP ⋅+= ⋅ ⋅ += ∆= ⋅ ϕ LE
- 18. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 Fuerzas de rozamiento de las juntas rj00E11 FSP10LSP10 +⋅⋅+=⋅⋅ Considerando además el Rendimiento Mecánico del Cilindro
- 19. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 rjE E ME FL L R + = Fuerzas de rozamiento de las juntas Toda pérdida puede expresarse como rendimiento 00 ME E 11 rj00E11 SP10 R L SP10 FSP10LSP10 ⋅⋅+=⋅⋅ +⋅⋅+=⋅⋅ Considerando además el Rendimiento Mecánico del Cilindro
- 20. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 rjE E ME FL L R + = Frj 0 ME LE 1 00 ME E 11 rj00E11 P R P P SP10 R L SP10 FSP10LSP10 ⋅+= ⋅⋅+=⋅⋅ +⋅⋅+=⋅⋅ ϕ Considerando además el Rendimiento Mecánico del Cilindro
- 21. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 rjE E ME FL L R + = Frj LE ME ME Frj LE ME Frj 0LE0 ME LE Frj P) R R1 (P P)1 R 1 (P )P(P-)P R P (P ⋅ − = ⋅−= ⋅+⋅+= ϕϕ La diferencia de presión entre considerar las fuerzas de rozamiento y no considerarlas será la presión de las juntas. Determinando la Presión del rozamiento de las juntas
- 22. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 rjE E ME FL L R + = Frj LE ME ME Frj LE ME Frj 0LE0 ME LE Frj P) R R1 (P P)1 R 1 (P )P(P-)P R P (P ⋅ − = ⋅−= ⋅+⋅+= ϕϕ PPPP Frj0LE1 +⋅+= ϕ La diferencia de presión entre considerar las fuerzas de rozamiento y no considerarlas será la presión de las juntas. Determinando la Presión del rozamiento de las juntas La presión P1 es consecuencia de la carga, la contrapresión y la fuerza de rozamiento de las juntas.
- 23. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 rjE E ME FL L R + = Frj LE ME ME Frj LE ME Frj 0LE0 ME LE Frj P) R R1 (P P)1 R 1 (P )P(P-)P R P (P ⋅ − = ⋅−= ⋅+⋅+= ϕϕ PPPP Frj0LE1 +⋅+= ϕ Determinando la Presión del rozamiento de las juntas
- 24. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 Frj PME ∆P1 PPPP PPP Frj1LE1 11ME +⋅+= ∆+= ϕ Al considerar las perdidas a la entrada
- 25. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 Frj PME ∆P1 PPPP PPP Frj1LE1 11ME +⋅+= ∆+= ϕ 1Frj0LEME PPPPP ∆++⋅+= ϕ Presión de la carga Presión de la contrapresión Presión del rozamiento de las juntas Perdidas de la entrada Al considerar las perdidas a la entrada
- 26. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial 1 0 S S =ϕ P0 P1 LE ∆P0 Frj PME ∆P1 PPPP PPP Frj1LE1 11ME +⋅+= ∆+= ϕ 1Frj0LEME PPPPP ∆++⋅+= ϕ Al considerar las perdidas a la entrada
- 27. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Por último al Hacer un Análisis de Potencias en Juego 1000 vL W EE n ⋅ = ME n H R W W = Hnpm W-WW = 600 QP W SE0 P0p ⋅∆ =∆ )WW( 600 QP W P0pH EE1 HE ∆+= ⋅ = CIRCUITO CILINDRO 600 QP W EEME UT ⋅ = 600 QP W EE1 P1p ⋅∆ =∆ También de esta forma se puede hacer un análisis del movimiento de entrada de un cilindro diferencial
- 28. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Por último al Hacer un Análisis de Potencias en Juego 1000 vL W EE n ⋅ = ME n H R W W = Hnpm W-WW = 600 QP W SE0 P0p ⋅∆ =∆ )WW( 600 QP W P0pH EE1 HE ∆+= ⋅ = CIRCUITO CILINDRO 600 QP W EEME UT ⋅ = 600 QP W EE1 P1p ⋅∆ =∆
- 29. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Unidades utilizadas en este trabajo. • Diametros • Superficies • Cargas • Presiones • Velocidades • Caudales • Potencias = mm = cm2 = newtons = bars = m/s = l/m = Kw
- 30. Análisis del Movimiento de Entrada de un Cilindro Diferencial Enlace a los «Álbumes» de Oleohidráulica Industrial https://www.facebook.com/pages/OLEOHIDR%C3%81ULICA-INDUSTRIAL/141154685899979?sk=photos_albums Carlos Muñiz Cueto Es Instructor jubilado de Automatización Oleohidráulica en el Centro de Formación para el Empleo de Avilés (Asturias)