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September 15, 2017 | Author: pdpx7 | Category: Pump, Filtration, Pressure, Piston, Mechanical Engineering
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Practica No. 1 Auto evaluación: 1. ¿Qué características debe tener un fluido hidráulico? Viscosidad, poder anticorrosivo, filtrabilidad, incompresibilidad, poder antiespumante. 2. ¿Qué tipos de aditivos se utilizan para dar al fluido hidráulico un uso más adecuado para el sistema hidráulico? Mejoradores de índice de viscosidad, depresores del punto de fluidez, inhibidores de la oxidación, inhibidores de corrosión, inhibidores de herrumbre, antiemulsionantes, antiespumantes. 3. ¿En qué caso se utiliza la emulsión agua-aceite? En los casos en los que existen fuentes de calor, para evitar que el fluido hidráulico pueda arder. 4. ¿Cómo se compone el fluido glicol-agua? (Porcentajes) Está compuesto por una mezcla de glicol y poli glicoles y 40 o 50 % de agua. 5. ¿Qué es un aceite sintético? Un aceite hecho por síntesis o reacción quimicamás que por extracción y refinación. 6. ¿Qué tipo de suciedad generalmente se encuentra en el fluido hidráulico? Arena, gravilla, oxido, partículas ferrosas, oxido. 7. Indicar como evitar la contaminación del aceite. Con la implementación de filtros y coladores. 8. ¿Para qué son utilizados los enfriadores? Elimina el calor del aceite alargando la vida de este mismo. 9. ¿Qué significan las siguientes siglas: SAE, SSF, SSU? SAE: Society of Automotive Engineers, SSF: Viscosity SayboltFurol Second y SSU: Viscosity Seconds Universal 10. Encontrar ¿Cuáles son los factores de conversión para obtener: Poises a Stokes, Poises a Centistoke, SSU a Stokes? Stoke= Poises/ρ Centistoke= Poises/ρ X 100 Si SSU100 stoke = (0.22 SSU – 135/SSU)/100 11. ¿Qué diferencia hay entre un filtro y un colador? El filtro sirve para atrapar partículas micrométricas y el colador partículas de mayores proporciones. 12. ¿En qué parte de un circuito hidráulico se colocan los filtros? En la línea de succión, a la cabeza de la bomba y en la línea de descarga. 13. ¿Qué impurezas eliminan los filtros? Arena, gravilla, impurezas y todo solido disuelto en el agua mayor de 20 micrones. 14. ¿Cuál es la unidad de medida de filtración? Micrón

15. ¿Qué es una malla? Es lo que compone al filtro, las proporciones del orificio de la malla determina el tamaño de las partículas que este detendrá. 16. ¿Cómo podemos detectar que el filtro está sucio? Cuando hay un aumento de presión aun estando el sistema completamente abierto. 17. Expresa el símbolo del filtro.

18. ¿Qué son los filtros de flujo completo? Significa que todo el fluido para por el elemento filtrante a diferencia de los de flujo proporcional o parcial en el que obviamente solo pasa una parte del flujo. 19. Mencionar sistemas para detectar filtros dañados para su reposición. ---20. Mencione entre que rangos de filtración se encuentran los filtros de la succión y descarga. En succión es entre 74 y 149 micrones y la descarga y 10 micrones en la línea de descarga 21. ¿Qué significa el termino ISO 32? Significa que es un aceite con una viscosidad de 32 centistokes. Fuentes: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0464_M.pdf http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/fluidos_hidr%C 3%A1ulicos/Internas/fluidos.htm http://es.scribd.com/doc/17883476/Aceites-Hidraulicos-Shell

Practica No. 2 Descripción del equipo de laboratorio Parker y su simbología. Objetivo: Conocer la simbología en los componentes hidráulicos de la unidad PARKER, además que el alumno identifique cada uno de los elementos principales, tales como: la unidad de potencia, el depósito hidráulico, los elementos operacionales y la analogía con las partes físicas. Desarrollo: La practica fue dividida por el instructor en 7 partes, en las que nos enseño la manera correcta y segura de llevar a cabo la puesta en marche del banco de pruebas y todos los pasos para poder hacer un uso correcto del equipo. Cada uno de los puntos se explica más a fondo a continuación. 1. Reglas de seguridad Antes de poner en marcha el banco se debe de revisar algunos puntos en la unidad de potencia, estos son: revisar el nivel de aceite y asegurarse que las válvulas de globo estén abiertas. 2. Puesta en marcha del banco. El funcionamiento del banco comienza accionando la unidad de potencia, está compuesta por el tanque, la bomba, la válvula de alivio y el motor, además de algunos filtros y llaves de paso. Para poner en marcha la unidad de potencia, después de revisar los puntos del paso 1, pasamos a encender el motor y este pone a funcionar la bomba. 3. Presión de ajuste. Es la presión máxima que alcanzara el sistema. Esta se puede regular con la válvula de alivio. La presión máxima para este banco de pruebas es de 500 psi 4. Como ajustar/calibrar la válvula de alivio. La válvula se regula cerrando la válvula de globo del retorno directo bomba-tanque y ajustando el resorte de la válvula de alivio con una perilla con la que cuenta, así mirando el manómetro y ajustando la perilla se pone la presión limite a la que se debe llegar, que en este caso para este banco de pruebas es de 500psi 5. Como generar presión en el banco. Al encender el motor, este convierte la energía eléctrica a mecánica y por medio de una flecha este transfiere la energía mecánica a la bomba, la cual por medio de dos engranes convierte esta energía mecánica ahora en energía hidráulica. 6. Conexión de mangueras a los elementos Las mangueras cuentan con un check hembra, los elementos en el banco de pruebas cuentan con un check o conector macho la conexión entre estos dos se efectúa simplemente introduciendo el macho en el hembra y aplicando presión hasta escuchar el “clic” y para evitar accidentes se gira una perilla que rodea el check, la cual actúa como seguro. Para desconectar se siguen los pasos pero en sentido inverso: Se gira la perilla hasta la marca donde se puede libera y jalando firmemente se desconecta la manguera.

7. Nomenclatura y distribución.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Tanque Indicador de nivel de aceite Válvula de globo Calibrador Válvula de alivio Manómetro Bomba Motor Eléctrico Selector de bobina Switch de encendido Gaveta de accesorios Válvula direccional 4/3 activamiento por Palanca, centrado automático, centro abierto Motor hidráulico bidireccional Válvula direccional 4/3 activamiento por Solenoide, centrado automático, centro cerrado Válvula control de presión Medidor de Flujo

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Manómetros Cilindro acrílico Válvula de desaceleración Válvula reguladora de flujo variable Válvula reguladora con presión compensada Cilindro doble efecto Baypas con check integrado Válvula check Cilindro doble efecto con agua Válvula control de presión Múltiple Filtro

29 30

Vacuo metro Válvula

31 32

Silenciador Tapón con venteo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 2 3 4 5 6

Respiradero Línea de descarga Indicador de nivel Línea de entrada a la bomba Tubo de succión Válvula de purgado

Tanque Filtro Bomba Motor Filtro Válvula reguladora de flujo variable Manómetro en succión Manómetro en válvula de alivio Válvula de alivio Filtro Unidad de potencia Múltiple Válvula reguladora de flujo variable

7 8 9 10 11 12

Mirilla nivel superior Mirilla nivel inferior Tubo de descarga Placa deflectora Bomba Filtro

Practica No 3. Ejercicio de entrenamiento medición del flujo y presión en el sistema hidráulico. Esta práctica está dividida en dos partes, una referente al flujo metro o medidor de flujo y la otra parte al uso de la presión del banco, con una válvula direccional y un pistón de doble efecto. Parte 1 Objetivo: Determinar la razón de flujo desarrollada por la bomba en la unidad de potencia del Banco de Pruebas. Desarrollo: Primero con la unidad de potencia en apagada, se hace la conexión de las mangueras, de la presión a la entrada del flujo metro y de la salida del flujo metro al retorno o drenaje. Después de hacer las conexiones apropiadas procedemos a encender la unidad de potencia y ajustamos la válvula de alivio a 500 psi, a partir de este momento podemos proceder a hacer la lectura del flujo metro, la cual tiene la opción de lectura en GPM o LPM, después de hacer la lectura procedemos a abrir la válvula de globo o venteo y podemos apagar la unidad de potencia. Cuestionamientos: 1. ¿Qué mide el flujo metro y represente su símbolo? El flujo mide el gasto en la parte del sistema donde se ubica y su símbolo es Q 2. ¿En que unidades se mide el gasto y cuál es su formula? Se mide en GPM o LPM y su fórmula es Q=V/t 3. Convertir 3.5 GPM a LPM (

)(

)

4. Define gasto Es la cantidad de fluido que pasa por un punto en determinado tiempo. 5. ¿Cómo se obtiene el gasto real? Obtener un volumen de fluido del sistema y tomar el tiempo en que se tardo esta cantidad de fluido. 6. Cuales son las unidades fundamentales del gasto.

7. Escribe la ecuación de continuidad. Q1=Q2

Parte 2 Objetivo: el alumno deberá observar cómo se genera la presión, además de poder calibrar la válvula de alivio en el banco de pruebas. La presión máxima de ajuste es de 500 psi.

Desarrollo: Primero para esto se revisa que las válvulas de globo o venteo estén abiertas, después se pone en marcha la unidad de potencia encendiendo el motor que pone a funcionar la bomba hidráulica, esta mueve el fluido a través del sistema generando presión. La válvula de alivio es la encargada de limitar esta presión, esta se ajusta girando la perilla hasta que el manómetro marque la presión de 500 psi que es la presión a la que funcionan todos los elementos en este banco de pruebas.

1. ¿Qué función tiene la válvula de alivio? La de limitar la presión en el sistema para que esta proteja todos los elementos presentes. 2. ¿Cómo es considerada normalmente la válvula de alivio? 3. Dibuja el símbolo de la válvula de alivio.

Parte 3 Objetivo: Construir un circuito básico el cual extenderá un actuador lineal de doble acción horizontal, usando una válvula de control direccional. En el cual el estudiante interactúa con los elementos del banco y observara su funcionamiento. Desarrollo: Se construyó un circuito como el mostrado a continuación, con la diferencia de que la válvula direccional tiene el centro cerrado.

Al accionar la válvula direccional ya con la unidad de potencia encendida, el pistón comienza a moverse, en este momento la presión marcada en el manómetro pasa de ser la más alta a reducirse, y cuando termina la carrera vuelve a aumentar a la máxima ajustada. Cuestionamientos: 1. ¿Cuál es la función de la válvula direccional del circuito mostrado? Es la de dar la dirección al flujo dependiendo de qué sentido se desea mover el pistón, así se puede seleccionar si hará un movimiento de salida o de retorno, así la válvula direccional envía fluido a una de las dos cámaras del pistón y deja que el fluido de la otra cámara pase al retorno o drenaje. 2. Calcular la carga máxima que puede mover el cilindro al salir Para el movimiento de salida del cilindro el área donde se aplica presión es el área total del embolo, entonces: Demb= 1 ½”

3. Explicar porque el manómetro ya no da más lectura de presión al final de la carrera del pistón. En el caso de una válvula direccional de centro abierto el fluido deja de circular hacia el pistón y este regresa libremente al tanque, sin ninguna restricción. 4. Si se coloca el manómetro a la línea de descarga, explicar que lectura de presión dará el manómetro ahora. Seguirá marcando 0, pues no existe ninguna restricción para el fluido. 5. Encontrar el volumen de avance en l/s, metros cúbicos por segundo y gpm. GPM= 3.5 L/s= 3.5G/m (3.78l/60s) = .22 = .22l/s(.001)= .00022 6. Encontrar el volumen de avance. Este se obtiene de multiplicar el área del embolo (1.767 ) por la longitud de la carrera (12in). Entonces: (1.767 ) (12in)= 21.204 7. Encontrar la velocidad de avance. Primero tenemos que convertir el gasto en GPM a esto es y después dividir el volumen de avance entre el gasto en

8. ¿Porque la velocidad de regreso es mayor a la velocidad de salida? Porque el volumen de regreso es menor debido a que parte del cilindro es ocupado por el vástago, entonces este volumen es ocupado por el fluido en menor tiempo. 9. ¿Cuál es la potencia máxima obtenida? Pmax= Palivio (Q)/1714

10. A que se debe el factor 1714 en la formula anterior. Es un factor de conversión debido a que la potencia obtenida (debido al sistema de unidades con el que se obtuvo) está en

, entonces 1HP es igual a 0.00058

Practica 4. Válvula de flujo variable con by-pass y presión compensada. Objetivo: Observar el comportamiento y establecer el flujo a través de una válvula de aguja la cual funciona restringiendo el paso del flujo. Desarrollo, se conectaron 3 tipos de circuito como los que se muestran a continuación.

Caso1 Q

P1

P2

P3

Velocidad Velocidad C.V de salida de regreso

∆P(1-2)

salida

3.5 gpm

200 psi

40 psi

0 psi

0.63 ft/s 0.76 ft/s

0.26

160 psi

final

0 gpm

400 psi

490 psi

0 psi

0 ft/s

0

-90 psi

salida

2.5 gpm

400 psi

40 psi

0 psi

0.45 ft/s 0.54 ft/s

0.125

360 psi

final

0 gpm

490 psi

490 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

salida

0 gpm

400 psi

0 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

400 psi

final

0 gpm

490 psi

0 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

490 psi

Válvula 1

Abierta 0 ft/s

Semiabierta

Cerrada

1. ¿Cuál es la función de la válvula de restricción variable (válvula de aguja)? Controlar la velocidad de salida del pistón. 2. Explique con los datos del manómetro porque las diferencias de las presiones a la entra y la salida de la válvula C1 Debido a que la válvula restringe el flujo, esto genera presión a la entrada, debido a esto la presión que entra es mayor a la de salida. 3. Si la válvula c1 pasa un gasto de 1 gpm ¿Por dónde se encuentra fluyendo el resto? Por la válvula de alivio. 4. Explique porque la velocidad del cilindro aumenta o disminuye al utilizar la C1. Porque la velocidad del cilindro depende del gasto volumétrico presente, a mayor gasto, mayor velocidad en el cilindro. La válvula disminuye el gasto y por ende, se disminuye la velocidad. Caso 2 Q

P1

P2

P3

Velocidad Velocidad C.V de salida de regreso

∆P(1-2)

Salida

3.5 gpm

40 psi

40 psi

0 psi

0.63 ft/s 0.76 ft/s

0

0 psi

Final

0 gpm

490 psi

490 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

Salida

1.5 gpm

20 psi

18 psi

0 psi

0.27 ft/s

0.32 ft/s

1.0

2 psi

Final

0 gpm

490 psi

490 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

Salida

0 gpm

0 psi

0 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

Final

0 gpm

0 psi

0 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

Válvula 2

Abierta

Semiabierta

Cerrada

1. ¿Cómo funciona la válvula reguladora de flujo con By-pass? (Check paralelo) La restricción del flujo solo es efectiva en un sentido, puesto que la valvula check permite el flujo libre en el regreso. 2. ¿De qué forma se vería afectado el cilindro al utilizar C2? La presión no se ve afectada al momento de disminuir el gasto, permitiendo tener la misma fuerza del pistón a menor velocidad. 3. ¿Como se colocara la válvula reguladora de flujo si se quisiera controlar la velocidad de regreso del cilindro? Con la entrada de la válvula conectada a la manguera de accionamiento de salida del pistón

Caso 3 Q

P1

P2

P3

velocidad velocidad C.V de salida de regreso

∆P(1-2)

salida

3.5 gpm

40 psi

40 psi

0 psi

0.63 ft/s 0.76 ft/s

0

0 psi

final

0 gpm

490 psi

490 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

salida

3 gpm

25 psi

25 psi

0 psi

0.54 ft/s

0.65 ft/s

0

0 psi

final

0 gpm

490 psi

490 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

salida

0 gpm

0 psi

0 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

final

0 gpm

0 psi

0 psi

0 psi

0 ft/s

0 ft/s

0

0 psi

válvula 3

Abierta

Sema cerrada

Cerrada

1. ¿Cómo funciona la válvula reguladora de flujo variable con presión compensada By-pass? 2. ¿De qué forma se vería afectado el cilindro? 3. ¿Cuál es la diferencia de la válvula C3 con respecto a las otras C1 y C2?

Practica No 5. Válvulas de control de presión. La práctica es dividida en dos partes, una para aplicar el funcionamiento de las válvulas reguladoras de presión y la segunda parte enfocada en la aplicación de las anteriores en sistemas de secuencias. Objetivo: Observar el comportamiento de una válvula reguladora de presión (variable) y de una válvula de control de presión normalmente cerrada así como realizar algunas mediciones para entender su funcionamiento. Desarrollo: Para la práctica se armaron 2 circuitos, como los mostrados a continuación.

Circuito No 1 P1 200 450 490

P2 120 50 0

Válvula reguladora de flujo Abierta Semiabierta Totalmente cerrada

120 80 0

Abierta Semiabierta Totalmente cerrada

Circuito No 2 220 440 462

Cuestionamientos:

1. ¿Cómo se considera una válvula reguladora de presión con respecto a una de alivio? La válvula de alivio es indispensable en un circuito hidráulico pues esta limita la presión y evita que el sistema pueda fallar por exceso de presión. 2. Explica con los datos tomados en los manómetros cuales son las limitaciones. La presión 1 en el circuito 2 se mantiene mayor cuando está completamente abierta. 3. En que pueden ser utilizadas estas válvulas. Secuencias 4. ¿Qué diferencia hay entre la válvula reguladora y la válvula de secuencia? 5. ¿Cuál es la válvula de descarga y cuál es la diferencia con la de alivio? Parte 2 Objetivo: Comprender el funcionamiento de un circuito básico de secuencia al avance para dos pistones de doble efecto. Además analizar su funcionamiento y concluir la práctica. Desarrollo: Se armo el siguiente circuito mostrado. El cual cuenta con dos pistones de doble efecto. Cuestionamientos:

1. Explique que se observo en el circuito Primero sale el pistón 1, cuando este termina su recorrido, sale el pistón 2 y terminando este su recorrido, regresan juntos. 2. Explica con los datos tomados en los manometros cuales son las limitaciones. La presión de salida en el primer pistón disminuye considerablemente. 3. En que se pueden aplicar estos tipos de circuitos. En montacargas, elevadores o grúas, donde al alzar una carga hasta el punto donde el pistón termina su recorrido, el siguiente continúa alzando la carga.

4. ¿Porque la válvula de alivio no se debe ajustar a mas de 500 psi en este circuito? 5. Los componentes del banco pueden resultar dañados.

Practica No 6. Válvula de desaceleración; de frenado. Objetivo: Observar el funcionamiento de la válvula des aceleradora, así como una válvula de frenado. Desarrollo: Para el desarrollo de esta práctica se conecto el circuito número 5 de las siguientes figuras.

Para el primer circuito el pistón accionaba la válvula de frenado durante una distancia de 15 cm y las lecturas tomadas fueron las siguientes 5 VUELTAS 12 VUELTAS CASI CERRADA

2.6GMP 1.4 GPM 0.3GPM

En el segundo circuito se obtuvieron estos otros datos. Gasto 2.4 GPM 1.8 GPM 1.3 GPM .5 GPM

P1 370 435 455 480

P2 350 260 350 440

Cuestionamientos: 1. Explique que se observo en el circuito numero 5

2.

3.

4. 5. 6.

Cuando el pisto acciona la válvula de des aceleradora, esta disminuye la velocidad del pistón mientras este presiona el activador de la válvula. Explica con los datos tomados en los manometros cuales son las limitaciones. Si el ajuste de esta válvula es completamente cerrado, esta impedirá que el pistón termine su recorrido, frenando el flujo desde que el pistón hace contacto con la válvula. En que se pueden aplicar este tipo de circuitos (aplicaciones) En puntos donde se muevan cargas que necesitan moverse de manera delicada sin frenados bruscos. Porque la válvula de alivio de presión no puede ajustar más de 500 psi en este circuito. Una presión muy alta, puede dañar los componentes. De qué manera se puede cambiar la forma de desaceleración en el circuito numero 5 Poniéndolo al final del recorrido de salida. Explica porque el motor se frena en el circuito 6 Porque al regular la válvula y disminuir el flujo, llega menos fluido al motor para mover este, del cual su velocidad depende del caudal.

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