Curso 99/00 (Convocatoria de Junio)

Examen ordinario de Instalaciones Mecánicas.
3 de junio de 2000
Apellidos ____________________________________ Nombre _______________________
TEORÍA (4 Ptos. = 5 × 0,8 Ptos.)
1. Sólo con los elementos de la figura, diseñe el esquema de un circuito neumático que haga
avanzar el cilindro de simple efecto cuando la válvula de vías se acciona y lo haga
retroceder lo más rápidamente posible al conmutar la válvula a la posición de reposo.
2. Qué elementos deben añadirse al esquema neumático de la figura para que la velocidad de
avance del cilindro pueda controlarse y el movimiento de avance sea lo más suave posible
(o sea, que el vástago del cilindro no se mueva a trompicones).
3. En función de los criterios explicados en clase y su experiencia personal, indique el tipo
de elemento de potencia que considere más adecuado para accionar las articulaciones de
un robot industrial rígido de tres brazos y 6 grados de libertad que deba manipular objetos
de hasta 350 kg de peso a una distancia máxima de 2,5 m de la base y velocidades
angulares de hasta 3 rad/s.
(a) Electro-mecánico.
(b) Hidráulico.
(c) Neumático.
(d) Manual.
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3 de junio de 2000
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4. 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 (Pcarga) a la salida del mismo, en el circuito hidráulico
de la figura.
Pcarga
Qcircuito
QVLP
Pcircuito
5. Represente el símbolo de una válvula antirretorno doble desbloqueable y ponga un
ejemplo de utilización de la misma.
Tiempo: 1h.
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3 de junio de 2000
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PROBLEMA – NEUMÁTICA (3 Ptos.)
En una planta de empaquetado, la sección de etiquetado consta de dos cilindros neumáticos de
doble efecto. El primer cilindro (1.0) se encarga de pegar la etiqueta y el segundo (2.0) de
retirar la caja etiquetada para permitir la entrada de la siguiente. Las cajas llegan a la sección
de etiquetado mediante una cinta transportadora.
El ciclo se inicia cuando un operario pulsa un botón de puesta en marcha, y sólo si
ambos cilindros están completamente retraídos.
En la primera fase del proceso, avanza el cilindro 1.0 (que porta la etiqueta) debiendo
permanecer en la posición totalmente extendida 3 segundos (para conseguir el pegado de la
misma). Después de este tiempo el cilindro 1.0 retrocede.
Cuando el cilindro 1.0 ha vuelto a su posición inicial, el cilindro 2.0 avanza hasta su
posición totalmente extendida (empujando la caja hasta otra cinta transportadora que se la
lleva) y retorna a la posición totalmente retraída.
Se pide:
-
Representar el diagrama de fases del circuito.
Diseñar el esquema del circuito neumático que realiza el proceso de etiquetado.
Nota: Téngase en cuenta que puede producirse superposición de señales en algún momento
del proceso.
Tiempo: 1h. Debe entregarse pasadas 1h 15’ del comienzo.
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3 de junio de 2000
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PROBLEMA – HIDRÁULICA (3 Ptos.)
El esquema de la figura corresponde a la instalación hidráulica de una plataforma elevadora
de vehículos de un taller mecánico. Consta de dos cilindros hidráulicos idénticos
sincronizados en fase, con un recorrido de 1,5 m. El circuito está ajustado, sin carga, de forma
que emplea 25 segundos tanto en subir como en bajar los 1,5 m.
1.0/A
1.0/B
Q3
Q2
P3
VCP
P4
P2
VRC2
VRC1
Q1
P1
T
VLP
Ts
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3 de junio de 2000
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Se pide:
(a) Para un coche de 1500 kg, ¿cuánto tiempo se empleará en elevarlo? ¿Y en el descenso?
(b) Si, mientras está elevándose un vehículo, un fallo en el suministro eléctrico hiciese que el
grupo hidráulico dejase de funcionar, ¿descendería el vehículo? Y si en vez de estar
elevándose estuviese descendiendo, ¿seguiría descendiendo? Razone ambas respuestas.
(c) Elabore una tabla indicando las presiones que marcan los manómetros P1, P2, P3 y P4 y los
caudalímetros Q1, Q2 y Q3, tanto durante la elevación como en el descenso para los casos:
-
En vacío.
Con un vehículo de 1500 kg de peso.
(d) Potencia eléctrica máxima que consume la bomba.
Datos:
- Presión máxima del grupo hidráulico: 160 bar
- Caudal nominal del grupo hidráulico: 25 l/min
- Rendimientos de la bomba: ηh = ηv = ηmec = 0,9
- Presión de tarado de la VLP: 150 bar
- Presión de tarado de la VCP: 70 bar
- Diámetro del émbolo de los cilindros: de = 6 cm
- Relación de áreas de los cilindros: Ae = 2·Av
Notas:
- La válvula limitadora de presión (VLP) tiene un comportamiento prácticamente ideal.
- La válvula de contrapresión (VCP) tiene un comportamiento prácticamente ideal.
- Las presiones de apertura de las válvulas antirretorno son despreciables.
- La presión de apertura de la válvula antirretorno pilotada es despreciable.
- Las resistencias de los cilindros tanto al avance como al retroceso son despreciables.
- Las pérdidas de carga en todas las conducciones y elementos son despreciables.
- Las fugas en el circuito son despreciables.
- Los manómetros (Pi) y los caudalímetros (Qi) se pueden suponer ideales.
- Suponer que el peso del vehículo se reparte uniformemente entre los dos cilindros.
Tiempo: 1h.
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