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P A B P A P T T T P T Ts M Esquema del circuito hidráulico

A-39

Ejercicio 9

Medir lo siguiente: Evaluación

p2.1 = Presión antes de la válvula reguladora de caudal p2.2 = Presión después de la válvula reguladora de caudal p2.3 = Presión en la válvula de contención

t → = Tiempo de avance del cilindro

¿Cómo cambia el tiempo de recorrido cuando varían las presiones en la entrada y la salida? Conclusiones

HOJA DE EJERCICIO

p2.1 p2.2 p2.3 t → 50 bar 10 bar 40 bar 10 bar 30 bar 10 bar 20 bar 10 bar 10 bar 10 bar Fluctuación de la presión de entrada p2.1 p2.2 p2.3 t → 50 bar 10 bar 50 bar 20 bar 50 bar 30 bar 50 bar 40 bar 50 bar 50 bar Fluctuación de la presión de salida

A-40

Ejercicio 9

Hidráulica Tema

Cabina de pintura Título

Mostrar cómo trazar la curva característica para una válvula regula- dora de caudal de 2 vías

Objetivos didácticos

Mostrar cómo hacer una comparación entre una válvula reguladora de caudal de 2 vías y una válvula de estrangulación del caudal

Dibujo del esquema del circuito hidráulico Definición del problema

Montaje práctico del circuito

Medición de la presión y el caudal

Trazado de la característica de la válvula reguladora de caudal de 2 vías

Comparación con una válvula estranguladora

A-41

Ejercicio 10

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Una cinta transportadora alimenta piezas a una cabina de pintura. La cinta es accionada por un motor hidráulico. Debido a cambios en el proceso de producción, el peso de las piezas que pasan por la cabi- na de pintura ha cambiado. Sin embargo, la velocidad de la cinta transportadora debe ser la misma que antes. Debe determinarse si esto puede conseguirse instalando una válvula reguladora de caudal y, si es así, cuál es el tipo adecuado.

Ejercicio

Croquis de situación

A-42

Medir lo siguiente: Evaluación p2.1 = Presión antes de la válvula

p2.2 = Presión después de la válvula

qTWFCV = Caudal a través de la válvula reguladora de caudal de 2 vías qTV = Caudal a través de la válvula estranguladora

HOJA DE EJERCICIO

p2.1 p2.2 qFCV qTV

50 bar 10 bar 2 l/min 2 l/min

50 bar 20 bar

50 bar 30 bar

50 bar 40 bar

50 bar 50 bar Fluctuación de la

presión de carga

p2.1 p2.2 qFCV qTV

50 bar 10 bar 2 l/min 2 l/min

40 bar 10 bar

30 bar 10 bar

20 bar 10 bar

10 bar 10 bar Fluctuación de la

presión de entrada

A-43

¿Cuál es la válvula adecuada para esta aplicación y porqué? Conclusiones

HOJA DE EJERCICIO

0 10 20 30 40 50 0 1.0 2.0 3.0 (l/min) p q (bar) Característica de la

válvula reguladora de caudal

A-44

Hidráulica Tema

Máquina grabadora Título

Familiarizar al estudiante con la utilización de una válvula regulado- ra de caudal unidireccional

Objetivos didácticos

Explicar las diferencias entre una válvula reguladora de caudal y una válvula de estrangulación, basándose en una aplicación concreta

Dibujo del esquema del circuito hidráulico Definición del problema

Montaje práctico del circuito

Puesta a punto de un circuito con una válvula reguladora de caudal unidireccional y una de contención

Ajuste y medición de las presiones de entrada y salida y del tiempo de avance del cilindro

Comparación de los tiempos de avance con los del Ejercicio 9

A-45

Para grabar símbolos sobre una tira de metal, se utiliza una máquina especial. La tira se alimenta a la grabadora con un tiempo de ciclo ajustable. La velocidad de descenso de la estampa debe poder va- riarse. El movimiento de elevación o retroceso siempre debe ejecu- tarse rápidamente.

Para controlar la velocidad de la estampa, se utiliza una válvula re- guladora del caudal unidireccional, mientras que para evitar que el peso de la estampa haga descender el vástago del cilindro, se utiliza una válvula limitadora de presión como contención. Para el movi- miento de subida y bajada se utiliza una válvula de 4/2 vías.

Ejercicio

Croquis de situación

A-46

HOJA DE EJERCICIO

P P A B A B T T T P T Ts M P Esquema del circuito hidráulico

A-47

Ejercicio 11

Medir lo siguiente: Evaluación

p2.1 = Presión en la entrada de la válvula reguladora de caudal p2.2 = Presión en la salida de la válvula reguladora de caudal p2.3 = Presión en la válvula de contención

t → = Tiempo de avance del cilindro

¿Cómo cambia en tiempo de avance cuando varían las presiones en la entrada y en la salida?

Conclusiones

¿Cuál es la diferencia entre este circuito y el de la válvula reguladora de caudal de 2 vías (véase ejercicio 9), y cuál es la razón de ello?

HOJA DE EJERCICIO

p2.1 p2.2 p2.3 t → 50 bar 10 bar 40 bar 10 bar 30 bar 10 bar 20 bar 10 bar 10 bar 10 bar Fluctuación de la presión de entrada p2.1 p2.2 p2.3 t → 50 bar 10 bar 50 bar 20 bar 50 bar 30 bar 50 bar 40 bar 50 bar 50 bar Fluctuación de la presión de salida

A-48

Ejercicio 11

Hidráulica Tema

Rectificadora de superficies Título

Familiarizar al alumno con el diseño y modo de funcionamiento de un circuito diferencial

Objetivos didácticos

Explicar la influencia de presiones, fuerzas, velocidades y tiempos de recorrido

Comprensión del esquema de un circuito hidráulico Definición del problema Montaje práctico del circuito

Medición de los tiempos y de las presiones de avance y retroceso Cálculo de las relaciones de superficies y fuerzas

Cálculo del caudal a través de la válvula reguladora Comparación de este circuito con el del ejercicio 6

A-49

La mesa de una rectificadora de superficies es accionada por un ci- lindro hidráulico. Dado que se exige que la velocidad sea la misma en ambos sentidos, debe diseñarse el circuito hidráulico de forma que compense la diferencia de volumen de las dos cámaras del cilin- dro. Se sugiere un circuito diferencial con válvula de 3/2 vías y vál- vula reguladora del caudal para el ajuste de la velocidad.

Ejercicio

Croquis de situación

A-50

HOJA DE EJERCICIO

P T A T A P p 2 P T Ts M P p 2.1 p2.2 Esquema del circuito hidráulico

A-51

Ejercicio 12

Medir lo siguiente: Evaluación

p2.1 = Presión en el lado del émbolo del cilindro p2.2 = Presión en el lado del vástago del cilindro p2 = Presión del sistema = 50 bar

t → = Tiempo de avance del cilindro , aprox. 4 s

Dimensiones del cilindro:

Superficie del émbolo: APN = 2 cm2 Superficie anular del émbolo: APR = 1.2 cm2

Carrera del cilindro: s = 0.2 m

Relación de superficies: α = APN APR

= . . .

Relación de tiempos: tadv tret = . . . . Relación de fuerzas: F1 F2 = APN ⋅ p2.1 APR ⋅ p2.2 = . . .

Caudal durante la carrera de avance:

Lado del émbolo: qPN = APN ⋅ s tadv

= . . . .

Lado anular del émbolo: qPR = APR ⋅ s tadv = . . . .

HOJA DE EJERCICIO

Dirección p2.1 p2.2 t Carrera de avance Carrera de retroceso Tabla de valores

A-52

Ejercicio 12

Componente de la válvula reguladora de caudal: qFCV = qPN − qPR

= . . . . Caudal durante la carrera de retorno:

Lado anular el émbolo: qPR = APR ⋅ s tret

= . . .

Cuando se activa la válvula de 3/2 vías, hay la misma presión en ambas conexiones del cilindro ¿Por qué avanza el cilindro?

Conclusiones

Durante la carrera de avance, las presiones en las dos cámaras del cilindro son diferentes. Por qué el émbolo avanza a pesar de que la presión de avance es inferior a la presión de retroceso?

¿Qué fuerza puede ejercer el cilindro durante su carrera de avance?

HOJA DE EJERCICIO

A-53

¿Cuál es la diferencia entre este circuito diferencial y un simple cir- cuito de control de un cilindro (como por ejemplo, el del ejercicio 6)? 1. ¿Cuáles son los factores que controlan la velocidad del avance

vadv?

2. ¿Cual es el valor de la velocidad de retroceso vret en compara- ción con la velocidad de avance vadv?

3. ¿Cuáles son los factores que controlan el tiempo de la carrera de avance tadv?

4. ¿Cual es el valor del tiempo de retorno tret en comparación con el tiempo de avance tadv?

¿Qué relación de superficies produce unas velocidades de avance y de retroceso idénticas (utilizando un circuito diferencial)?

HOJA DE EJERCICIO

Circuito simple Circuito diferencial

1. Velocidad avance vadv 2. Velocidad retroceso vret 3. Tiempo de avance tadv 4. Tiempo de retroceso tret Comparación

A-54

Ejercicio 12

Hidráulica Tema

Máquina de taladrar Título

Enseñar a los alumnos a diseñar un circuito de control con presión de salida reducida

Objetivos didácticos

Explicar el modo de funcionamiento de un regulador de presión de 3 vías

Dibujo del esquema del circuito hidráulico Definición del problema

Montaje práctico del circuito

Medición de las presiones de avance y de retroceso Establecimiento de una presión de contención

Evaluación del efecto de utilizar un regulador de presión

A-55

Para taladrar unas piezas huecas se utiliza una máquina taladradora. Las piezas se sujetan hidráulicamente en un tornillo de accionamien- to hidráulico. Debe ser posible reducir la presión de sujeción para adaptarlo al diseño de la pieza. También debe ser posible variar la velocidad de cierre por medio de una válvula reguladora de caudal unidireccional. Ejercicio A B Croquis de situación

A-56

Ejercicio 13

Medir lo siguiente: Evaluación p2.1 = Presión antes de la válvula reguladora de caudal

p2.2 = Presión antes del cilindro p2.3 = Presión después del cilindro

Estudiar la presión en los siguientes casos: 1. Durante la carrera de avance del cilindro

2. Émbolo en posición final con presión p2.2 = 15 bar

3. Durante el avance con presión de contención p2.3 = 20 bar 4. Émbolo en posición final

5. Durante el avance con la válvula de interrupción cerrada 6. Émbolo en posición final con la válvula de interrupción cerrada

HOJA DE EJERCICIO

p2.1 p2.2 p2.3

1. Carrera de avance 2. Posición final

3. Carrera de avance con contención 4. Posición final

5. Carrera de avance con regulador pres. 6. Posición final

Carrera de avance

p2.1 p2.2 p2.3

1. Carrera de retroceso 2. Posición final

3. Carrera de retroceso con contención 4. Posición final

5. Carrera de retroceso con regulador pres.

A-57

¿Cuándo es adecuado utilizar un regulador de presión? Conclusiones

¿Qué posibles ventajas pueden derivarse de la utilización de un re- gulador de presión?

HOJA DE EJERCICIO

A-58

Hidráulica Tema

Puerta de protección Título

Familiarizar al alumno con un circuito para el bloqueo hidráulico de una puerta de protección

Objetivos didácticos

Mostrar la diferencia comparando circuitos con y sin contención

Dibujo del esquema del circuito hidráulico Definición del problema

Montaje práctico del circuito

Medición del tiempo de avance del cilindro con y sin carga y con y sin contención

Comparación y evaluación de los resultados

A-59

Para abrir y cerrar una puerta de protección de un horno se utiliza un cilindro de doble efecto. El cierre debe realizarse se forma regular y a una velocidad constante regulable. La velocidad se ajusta por medio de una válvula reguladora de caudal unidireccional. Debe dis- ponerse una válvula limitadora de presión para crear la contención y evitar que la pesada puerta tire del vástago del cilindro durante la operación de cierre.

Ejercicio

Croquis de situación

A-60

HOJA DE EJERCICIO

P P T A B T A B P T Ts M m p 2 p 2.2 p 2.1 Esquema del circuito hidráulico

A-61

Ejercicio 14

Medir lo siguiente: Evaluación

t→ = Tiempo de avance del cilindro

p2.1 = Presión del cilindro durante el avance p2.2 = Presión del cilindro durante el retroceso p2 = Presión del sistema

Ahora debe modificarse la carga aplicada y la contención. Los ajus- tes iniciales deben ser tales que se alcance un tiempo de avance de 5 s con una presión del sistema de 50 bar pero sin una carga apli- cada o una contención. A continuación debería establecerse una contrapresión de contención de 10 bar.

Al desmontar el circuito, asegurarse de que no queda fluido atrapado (p2.2 = 0 bar).

Nota

¿Cómo varía el tiempo de avance cuando cambia la carga? Conclusiones

¿Cuál de los circuitos es el más adecuado?

HOJA DE EJERCICIO

Carga y contención p2 p2.1 p2.2 t →

Sin carga ni contención 50 bar 5 s

Con carga sin contención

Con carga y contención 10 bar

Sin carga con contención 10 bar

Tabla de valores

A-62

Hidráulica Tema

Rampa de carga de un transbordador Título

Familiarizar al alumno con un circuito de control de la velocidad con una carga de tracción

Objetivos didácticos

Comparar circuitos con válvulas reguladoras de caudal en la entra- da y en la salida respectivamente

Dibujo del esquema del circuito hidráulico Definición del problema

Montaje práctico del circuito

Medir el tiempo y las presiones de avance y retroceso con las válvulas reguladoras de caudal en la entrada y en la salida respec- tivamente

Comparación y evaluación de resultados

A-63

La rampa de carga de un transbordador debe poder adoptar diferen- tes alturas. La rampa sube y baja por medio de un cilindro hidráuli- co. Este movimiento debe realizarse suavemente y a velocidad cons- tante. Para ajustar la velocidad debe utilizarse una válvula reguladora de caudal. Esta debe instalarse de tal forma que impida que se creen presiones excesivas en el sistema.

Ejercicio

Croquis de situación

A-64

HOJA DE EJERCICIO

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