Hidraulica_FESTO.pptx

Festo Didactic México Ing. Luis Daniel García Salas 28.12.22
¿Qué es la hidráulica?
La palabra hidráulica proviene del griego:
ὑδϱαυλικός << Hydraulikós >> → Tubo de agua
Hoy en día, se entiende por hidráulica:
Creación de fuerzas y movimientos mediante
fluidos sometidos a presión; estos fluidos son el
medio para la transmisión de energía.
Las aplicaciones de la hidráulica son clasificadas en:
 Estacionarias
 Móviles

Aplicaciones de la Hidráulica:
 Estacionaria
• Todo tipo de maquinas de producción
y montaje
• Líneas de transferencia
• Equipos de elevación y transporte
• Prensas
• Máquinas para moldear por inyección
• Laminadoras
• Elevadores
Introducción

Introducción
Aplicaciones de la Hidráulica:
 Móvil
• Maquinas para la construcción.
• Volquetes, palas mecánicas,
plataformas de carga.
• Sistemas de elevación y
transporte
• Maquinas para la agricultura.

Ventajas de la hidráulica
Comparado con otras tecnologías, la hidráulica tiene las siguientes ventajas:
 Es capaz de transmitir grandes fuerzas con elementos de pequeñas
dimensiones.
 Exactitud en cuanto al posicionamiento.
 Arranque desde cero con carga máxima.
 Homogeneidad en los movimientos independientemente de la carga.
 Permite trabajos y conmutaciones suaves.
 Buena disipación de calor.

Desventajas de la hidráulica
 Contaminación por fugas de aceite (peligro de incendio o accidentes).
 Sensible a la suciedad.
 Peligros ocasionados por altas presiones.
 Dependencia de la temperatura respecto a los cambios de viscosidad.
No obstante, la hidráulica ofrece las siguientes desventajas en comparación con otras
tecnologías:

Conceptos básicos de la hidráulica

Definición de Hidráulica.
 Es la ciencia que estudia las
fuerzas y los movimientos
transmitidos por líquidos.
Básicamente la hidráulica genera
movimientos y controla fuerza.
Clasificación de la Hidráulica.
– Hidrostática.
• Estudia a los líquidos en
reposo
– Hidrodinámica
• Estudia a los líquidos en
movimiento.
Conceptos básicos

Conceptos Básicos
La fuerza de los actuadores hidráulicos
esta determinada por la presión del
fluido.
La velocidad de los actuadores hidráulicos
está determinada por el caudal del fluido.

Conceptos básicos: Multiplicador de fuerzas
Si una fuerza F1 se aplica sobre una superficie A1 de un líquido, se produce como
resultado una presión P1. Si, como en este caso, la presión actúa sobre una superficie
mayor A2, debe mantenerse una contrafuerza F2. Si A2 es tres veces mayor que A1,
entonces F2 también será tres veces mayor que F1.
1= 50mm
2= 500mm
F1= ¿?
F2= 1000N

Conceptos básicos: Transmisión de desplazamiento
Si el émbolo de entrada de una prensa hidráulica recorre una distancia S1, se
desplazará un determinado volumen de fluido. Este mismo volumen, desplaza el
émbolo de salida la distancia S2. Si la superficie de este émbolo es mayor que la de la
entrada, la distancia recorrida S2 será más corta que S1.
D1=50mm
D2=500mm
S1= 300mm
S2= ¿?

Conceptos básicos: Multiplicador de presiones
P1= 1bar
D1= 500mm
P2 = ¿?
D2 = 50mm F1 = F2
La presión P1 ejerce una fuerza F1 en la superficie A1, la cual es transferida a través del
vástago al émbolo más pequeño. Así, la fuerza F2 actúa sobre la superficie A2 y
produce la presión P2 en el fluido. Ya que la superficie A2 es menor que A1, la presión
P2 debe ser superior a P1.

Forma básica de un sistema hidráulico

Estructura de un sistema hidráulico
Potencia
Control
Alimentación

Fuente de energía hidráulica

Forma básica de un sistema hidráulico
P T
Válvula limitadora de presión
(Válvula de seguridad)
Línea de presión
Motor eléctrico
Línea de
retorno
Manómetro
Indicador de
nivel
Bomba hidráulica
Tubo de aspiración
Filtro de
retorno
Tanque

Grupo hidráulico
Válvula limitadora de presión (Válvula de
seguridad)
Tapón de purga
Manómetro
Conexión eléctrica
Motor eléctrico
Tanque
Indicador de nivel
Descarga a tanque 2
Tapón de presurización / ventilación
Línea de presión (P)
Línea de retorno (T)
Capacitor de arranque

Grupo hidráulico
Tubo de aspiración
Bomba hidráulica
Filtro de retorno
Línea de retorno

Fuente de energía: Bombas y aceites
Cavitació
n Si el aceite es mineral éste contiene carbono, si es sintético no y en
consecuencia el fenómeno de cavitación disminuye considerablemente.

Fuente de energía: Tipos de flujo
 Laminar
– Es un liquido que fluye en el tubo en capas cilíndricas y ordenadas.
 Turbulento
– Es un liquido que fluye con perturbaciones que provocan remolinos los cuales
producen perdida de energía.
Laminar
Turbulento

Elementos de trabajo

Son elementos que transforman la energía hidráulica en energía mecánica.
FUNCIONAMIENTO
 Actuadores de simple efecto
 Actuadores de doble efecto
1.- ACTUADORES LINEALES
2.- ACTUADORES
GIRATORIOS
Elementos de trabajo hidráulicos

Elementos de mando

Elementos de mando
Las válvulas son dispositivos que influyen en el paso, el bloqueo y dirección del
flujo de aceite.
Las válvulas controlan o regulan la presión y caudal, además toda válvula se
comporta como una resistencia.
 Válvulas de vías.
 Válvulas reguladoras de
presión.
 Válvulas de antirretorno.
 Válvulas reguladoras de caudal.

Válvulas de 3 posiciones
Denominació
n
Centro Símbolo
4/3 Cerrado  (P, A, B, T)
4/3 Derivación, Tándem, Abierto,
Recirculante  (P – T A, B,)
4/3 Todo a tanque , en H  (P – A –B –
T)
4/3 Flotante, Salidas a descarga 
(P, A – B – T)
4/3 Regenerativo, By-Pass, Salidas a
presión  (P – A – B T,)

Elementos de mando: Principio constructivo
La simbología de los elementos hidráulicos nos muestra el comportamiento
de los componentes de manera funcional.
Sin embargo dicha simbología no nos indica la construcción interna que
tienen dichos elementos.
Ejemplo:
 Válvula 2/2 con sistema de asiento.
 Válvula 2/2 con sistema de corredera.

 Cierre hermético
 poco sensible a la suciedad.
 Configuración complicada en el caso
de válvulas de muchas vías.
 Necesidad de compensar la presión.
 Carrera de accionamiento corta.
Sistemas de asiento

Sistemas de asiento

 Aceite de fuga
 Sensible a la suciedad.
 Configuración sencilla.
 Compensación de presión.
 Carrera de accionamiento larga.
Sistemas de corredera

Sistemas de corredera
X Y 

¿Qué tipo de válvula es?
A B
P T

Válvulas de presión

Válvulas limitadoras de presión
Determina la presión máxima del
sistema hidráulico, es decir,
permiten ajustar y limitar la presión

Ejercicio 002: Cucharón de vaciado
Un cilindro de doble efecto se encarga de
vaciar líquido de un depósito a otro.
El cilindro deberá ser accionado con una
válvula de vías de retorno por muelle,
para que el operario tenga que mantener
accionada la válvula durante el proceso
de apertura.
Al soltar la palanca que acciona sobre la
válvula, el cucharón vuelve a bajar.
La presión de funcionamiento es de
40bars

Ejercicio 002: Cucharón de vaciado
A B
P T
P T
Ts
P
T
M1 M2
Medición en retraído
M1:
M2:
Medición en avance
M1:
M2:
Medición en
extendido
M1:
M2:
Medición en retroceso
M1:
M2:
0 bars
40 bars
0.8 bars
0.3 bars
40 bars
0 bars
2.5 bars
6 bars

Ejercicio 003: Máquina excavadora
Se desea implementar un
circuito hidráulico para
controlar una pala
excavadora.
La posición se debe
manipular en cualquier
lugar y además evitar el
calentamiento del aceite.

Ejercicio 003: Máquina excavadora
P T
Ts
P
T
A B
P T
P T
P
T
Centro Cerrado Centro Tandem, Abierto o Recircu
A B
P T
P T
Ts
A B
P T
P T
Ts
P
T
Centro Cerrado Centro Tandem, Abierto o Recirculante
A B
P T
Centro cerrado Centro tándem

Válvulas antirretorno o de cierre

Válvula de antirretorno con muelle

Válvula de antirretorno desbloqueable

Ejercicio 004: Horno de pintado en seco
Mantener un cilindro
extendido con una carga
para pintar, dentro del
horno.
El sistema no debe perder
el nivel y debe
posicionarse en cualquier
lugar.

Ejercicio 004: Horno de pintado en seco
P T
Ts
P
T
A B
P T
B
A
X
Centro Flotante

Válvulas reguladoras de caudal

Válvulas reguladoras de caudal: De aguja

Válvulas reguladoras de caudal: Helicoidal

Válvulas reguladoras de caudal: Unidireccional

Ejercicio 005: Dispositivo de sujeción
Se desea controlar la velocidad de trabajo en un banco para realizar la
sujeción de material a maquinar.
Avance lento y retorno rápido.

Ejercicio 005: Dispositivo de sujeción
P T
Ts
P
T
A B
P T
A
B
Regulación a la entrada  Regulación a la salida
P T
Ts
P
T
A B
P T
A
B

Ejercicio 006: Grúa hidráulica
Se desea controlar la velocidad en una
grúa para levantar y bajar equipo
pesado.
El accionamiento debe ser a una
velocidad regulada evitando que la
misma carga hale el vástago del
cilindro.

Válvula de contrabalance
Ejercicio 006: Grúa hidráulica
F= 1,500Kg A=200cm2
P= F / A
P= 1500Kg / 200 cm2
P=7.5 Kg/cm2

El arreglo de contrabalance
 Como generadora de carga.
 Como contrabalance.
NOTA: Debe ajustarse 10% por
encima del valor en presión,
que genera la carga.
P
T

Ejercicio 007: Taladro de banco
Un cilindro hidráulico controla el
avance vertical del cabezal del
taladro; éste debe acercarse
rápidamente hasta la pieza por ser
maquinada y automáticamente debe
cambiar a una velocidad baja y
regulable para hacer la perforación.
Para minimizar tiempos de maniobra,
el retroceso del cabezal debe
efectuarse a la máxima velocidad
posible.
El operador debe ser capaz de
detener el cabezal en cualquier
posición

Ejercicio 007: Taladro de banco
P T
Ts
P
T
A B
P T
A
P
S1
S1
A
B

Válvulas reguladoras de presión

Válvulas reguladoras de presión de dos vías

Válvulas reguladoras de presión de tres vías

Ejercicio 008: Enderezador
Para minimizar tiempos de maniobra,
el retroceso del cabezal debe
efectuarse a la máxima velocidad
posible.
El operador debe ser capaz de
detener el cabezal en cualquier
posición.
Un cilindro hidráulico controla el avance vertical del cabezal del taladro; éste
debe acercarse rápidamente hasta la pieza por ser maquinada y
automáticamente debe cambiar a una velocidad baja y regulable para hacer la
perforación.

Ejercicio 008: Enderezador
P T
Ts
P
T
A B
P T
A
P T
B
A

Ejercicio 010: Motor hidráulico
Controlar la velocidad de rotación de un motor hidráulico que acciona el
husillo de una máquina de inyección.
M1

Válvula reguladora de caudal con presión
compensada

Ejercicio 010: Motor hidráulico
P T
Ts
P
T
A
P
P
A
B
A

Ejercicio 011: Dispositivo de prensado
Se desea unir dos piezas a través de un
sistema de ensamblado. Primeramente el
cilindro A avanza hasta tocar la pieza
(saliendo completamente) y después el
cilindro B lo hace para presionar por abajo. El
accionamiento es manual y los dos cilindros
regresan una vez soltando al accionamiento.
Condiciones adicionales:
1) Emplear una sola válvula 4/2 para todo el
ciclo.
2) El cilindro B sale cuando A alcanza 40 bars
de presión.
A
B

Ejercicio 011: Dispositivo de prensado
P T
Ts
P
T
A B
P T
P
T
B
A
Válvula de secuencia

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