Curso 98/99 (Convocatoria de Junio)

Examen ordinario de Instalaciones Mecánicas.
29 de mayo de 1999
Apellidos ____________________________________ Nombre _______________________
HIDRÁULICA - TEORÍA
1. En función de los criterios explicados en clase y su experiencia personal, indique el tipo
de accionamiento que considere más adecuado para una máquina de ensayo universal de
50 Tn con, control de carga y desplazamiento, y capacidad para reproducir carga cíclica
de hasta 20 Tn a 30 Hz.
(a) Electro-mecánico.
(b) Hidráulico.
(c) Neumático.
(d) Manual.
2. En función de los criterios explicados en clase y su experiencia personal, indique el tipo
de accionamiento que considere más adecuado para un clasificador automático de
paquetes postales en función del peso, que sea capaz de procesar 15 paquetes por minuto
durante 10 horas al día de forma continua.
(a) Electro-mecánico.
(b) Hidráulico.
(c) Neumático.
(d) Manual.
3. La siguiente figura representa una bomba de engranajes externos. Si la entrada y la salida
de fluido hidráulico son las indicadas:
(a) Explique, brevemente, como funciona.
(b) Indique sobre la figura el sentido de giro de los engranajes para conseguir el efecto de
bombeo.
(c) Indique cuál es el engranaje conductor y cuál el conducido.
(d) Señale la dirección y el sentido de las fuerzas que actúan sobre los ejes de los
engranajes, originadas por la diferencia de presiones entre la entrada y la salida.
(e) ¿Hay posibilidad de variar el caudal que da la bomba si el motor eléctrico que la
acciona gira a régimen constante? Explique cómo.
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4.
(a) Haciendo uso de las curvas características de un estrangulamiento y de un conjunto
bomba-VLP, explique, brevemente, por qué varía el caudal que circula por el
estrangulamiento al variar la carga (presión) a la salida del mismo.
(b) En un estrangulamiento, si varía la temperatura del fluido hidráulico y las presiones a
la entrada y la salida de mismo se mantienen constantes, ¿varía el caudal que lo
atraviesa? Razone la respuesta.
5. Explique, brevemente, la función de la válvula de cierre (o antirretorno) en el circuito de
la figura, sabiendo que la masa arrastrada por el motor tiene una inercia al giro muy
elevada.
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HIDRÁULICA – PROBLEMA
Diversas estaciones de una máquina “transfer” automática son accionadas con un equipo
hidráulico. El accionamiento y la desconexión de cada una de las estaciones provoca
variaciones de presión en todo el circuito hidráulico. Estos efectos tienen que ser considerados
en la estación de taladrado. El avance del taladro no debe ser influido ni por las oscilaciones
de presión ni por la fuerza que surge durante el proceso de taladrado. Para que el avance sea
homogéneo y ajustable, deberá recurrirse a una válvula reguladora de caudal. Las fuerzas que
surgen durante el proceso de taladrado se compensarán con una válvula limitadora de presión,
utilizada como válvula de contrapresión.
La parte correspondiente a la estación de taladrado se representa en la figura, donde se
ha eliminado el resto del circuito.
P2
P3
100 bar
P1
T
200 bar
210 bar
Ts
(a) Para ajustar la válvula reguladora de caudal se hace funcionar el circuito sin carga (sin
resistencia al avance ni al retroceso). Si el área del lado del émbolo (Ae) es el doble que la
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del lado del vástago (Av), Ae=2·Av, ¿cuáles son las presiones que marcan los manómetros
p1, p2 y p3, tanto en la carrera de avance como en la de retroceso?
(b) Sabiendo que, en funcionamiento normal, la resistencia que se ha de vencer en la carrera
de avance es de F= c·Ae, (donde c=100 bar/m2 y Ae es el área del lado del émbolo en m2)
y la resistencia de retroceso es nula, ¿cuáles son, en este caso, las presiones que marcan
los manómetros p1, p2 y p3, tanto en la carrera de avance como de retroceso?
(c) Si la bomba gira a 1500 rpm, tiene una cilindrada de 0,6·10-4 m3/rev y el cilindro tiene una
carrera de 0,5 m, que debe recorrer en 10 segundos, ¿cuál es el caudal que circula por la
válvula limitadora de presión si el área del lado del émbolo (Ae) es de 2,5·10-2 m2?
(d) ¿Cuál es el tiempo de retroceso del cilindro?
(e) ¿Cuál es el rendimiento de la instalación, suponiendo que la bomba tiene un rendimiento
igual a la unidad? Si el rendimiento de la bomba fuese del 90%, ¿cuál sería en este caso el
rendimiento de la instalación?
Notas:
- Las fugas en todos los elementos del circuito son despreciables.
- Las pérdidas de carga en todas las conducciones y en la válvula de vías son despreciables.
- Las presiones de apertura de las válvulas antirretorno son despreciables.
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