Definición de Presión - Hidranaven CA

Definición de Presión
Si
aplicamos
una
fuerza
“F”
perpendicular a una superficie “A”
entonces definiremos como presión
“P” al cociente entre la fuerza y la
superficie.
La presión es una medida de la intensidad de una fuerza.
Ley de Pascal
"La presión existente en un líquido confinado actúa igualmente en todas
direcciones, y lo hace formando ángulos rectos con la superficie del
recipiente".
Fuerza
F
Podemos definir fuerza como cualquier
causa capaz de producir un trabajo.
trabajo
Caudal
El caudal “Q” es, por definición, el volumen de
liquido “V” suministrado en una unidad de tiempo “t”.
V
Q
t
Quiere decir que si se generan 1800l en 3 min. el caudal será:
1800l
Q
 60lpm
3 min
Caudal
• El flujo en un sistema hidráulico es la
acción que da movimiento al actuador
actuador.
• La presión es quien le da la fuerza, pero el
flujo es esencial para que se produzca
movimiento.
Caudal
Viscosidad
Es la fuerza necesaria para hacer
deslizar una capa
p de líquido
q
sobre otra
paralela de la misma área, venciendo
el rozamiento de las moléculas.
moléculas Viene
expresada
en
Centistokes
(cSt),
Segundos Saybolt Universal (SSU).
(SSU)
Viscosidad
La viscosidad de un líquido depende de su
t
temperatura,
t
es
d i
decir
a
mayor
temperatura menor será el valor de su
viscosidad.
Compresibilidad
Al ser sometido a una determinada presión,
el volumen de una cierta cantidad de líquido
y
disminuye.
En consecuencia, la cantidad de líquido
contenida en un recipiente rígido aumenta
en la misma proporción.
Compresibilidad
Para el aceite mineral los porcentajes de variación
de volumen a distintas presiones son:
P = 70 Kg/cm2
Variación de volumen = 0,5%
P = 100 Kg/cm2
Variación de volumen = 0,7%
P = 140 Kg/cm2
Variación de volumen = 1%
Compresibilidad
Debe descomprimirse el aceite cuando su
disminución de volumen debido a la compresión
es igual o superior a 160cm3.
g la siguiente
g
relación:
Según
PxV
3
V 
 160
160cm
cm
17500
V
= Disminución de volumen cm3
P =
Presión del aceite Kg/cm2
Conservación de la energía
Una ley fundamental de la física dice:
“La energía no puede ser creada ni
d t id sino
destruida,
i transformada.”
t
f
d ”
Por lo tanto la multiplicación de fuerzas en
las figuras
fig ras siguientes
sig ientes no se refiere a
obtener algo a cambio de nada.
Palanca mecánica
10
Kg
100
Kg
1 cm
10 cm
Palanca hidráulica
Resistencias en paralelo
A
B
C
100 psi
200 p
psi
300 psi
Resistencias en paralelo
1 - La primera opción es la
válvula A debido a que solo tiene
una resistencia de 100 psi.
A
100 psi
2 - La bomba solo generara 100 psi
B
200 psi
Bomba
C
300 psi
Resistencias en paralelo
1 - Si el flujo se bloquea
a la salida de la valvula A
2 - El manometro
marca solo 200 psi
100 psi
A
200 psi
B
Bomba
C
300 psi
3 - El aceite abrirá la
válvula B, cuando la bomba
genere 200 psi
Resistencias
en serie
M4
A
100 psi
M3
B
200 psi
M2
C
M1
Bomba
300 psi
Resistencias
en serie
1 – En este punto no
h a y
n i n g u n a
r e s i s t e n c i a . .
3 – En este punto la
única
ú
ca resistencia
es s e c a al
a
flujo es de 100 psi
100 psi
A
M4
0p
psi
M3
5 – Aquí la resistencia es
la suma de las rsistencias
de 100 y 200 psi
200 psi
B
100 psi
M2
9 – La bomba debe
generar una presion
de 600 psi
300 psi
C
M1
Bomba
300 psi
2 – Este manómetro
no marca presión
a l g u n a
4 – Aquí hay solo
100 psi
6 – Las dos
presiones
se
suman y marca
psi
300 p
7 – Con 300 psi
de contrapresion
aqui…...
8 – Y un resorte de
300 psi…..
psi
Caídas de presión a
través de una restricción
1 – Si la presion
aquí….
3 – No habra flujo
en este punto
100 psi
2 – Es igual a la
presion de aquí.….
100 psi
RESTRICCION
Un orificio es un pasaje
reducido en una línea o un
componente, el cual es
usado para controlar el flujo
o generar una diferencia de
presión.
4 – Un incremento
de presión aquí….
500 psi
6 – Si hay una caida de
presion de 500 a 100 psi
es decir 400 psi
100 psi
7 – Si la diferencia de presion es de 10 psi, el flujo es mucho menor.
110 psi
Para que haya flujo, tiene que
haber una diferencia o caída
de presión
a través del
orificio.
5 – Hace que el
aceite
fluya
a
través del orificio
9 – Entonces las presiones se
i
igualan
l
en ambas
b cámaras
á
100 psi
100 psi
8 – Si el paso del flujo es bloqueado
despues del orificio, el flujo cesa.
100 psi
Como se genera la presión
La presión se genera siempre
que el flujo consiga una
resistencia.
Como se genera la presión
1 - En una carga de algún actuador.
2 - Por resistencias en la tubería (orificio).
(
)
Como se genera la presión
2 – Las tuberías llevan el
liquido a los actuadores que
mueven una carga.
1 - La bomba empuja
p j el
liquido hacia las tuberias.
Piston
Vastago
Bomba
Carga
Succion
Retorno
Tanq e
Tanque
Al tanque
3 – Algunos actuadores trabajan
en linea recta (Lineales) y se
denominan cilindros, y se usan
para levantar
l
pesos, ejercer
fuerza, sujetar, etc.
Como se genera la presión
Carga en un actuador
4000 Kg
2 – actuando sobre
2
un
n area
a ea de 100 cm
1 - La fuerza de 4000 Kg.
100 cm
2
40 Kg/cm2
Bomba
10 lpm
3 – Generan una presion
de 40 Kg/cm2
Como se genera la presión
4000 Kg
g
1 – Si se pierden 9 lpm
por causa de una fuga
interna de aceite.
aceite
100 cm
2
40 Kg/cm2
Bomba
10 lpm
p
3 – La presion sigue
siendo
i d 40 Kg/cm
K / 2
2 – El aceite restante
(1lpm) se encargara de
subir la carga.
Como se genera la presión
La presión es proporcional a la carga.
La fuerza es proporcional a la presión
y al área.
Como se genera la presión
Por resistencias en la tubería (orificio)
(orificio).
Como se genera la presión
Como se genera la presión
10 gpm
Bomba
Válvula
de alivio
8 – El aceite sale por la
válvula de alivio.
7 – Al cerrar
toda la llave...
llave
9 – El manometro marca la
presion de ajuste de la
valvula de alivio..
Presión en una columna de fluido
El peso de un volumen de aceite varía
levemente con el cambio de su viscosidad.
El peso de la mayoría de los aceites hidráulicos
es de aproximadamente 55 y 58 libras por pie
cúbico (881,61
(881 61 y 929
929,70
70 Kilogramos por metro
cúbico) dentro del rango normal de operación.
Presión en una columna de fluido
El peso de una columna de aceite
de un pie de longitud (30,48 cm)
genera una presión en el fondo
de 0,4 psi (0,03 Kg/cm2), y por
cada
d pie
i adicional
di i
l de
d alto,
lt se
generaran 0,4 psi.
Presión Positiva
10 p
pies
1 – Si el nivel del aceite esta 10 pies
por encima del nivel de la bomba...
2 – La presión aquí es 10 x 0,4 = 4 psi.
La bomba esta cargada con presión
positiva.
ii
E t d
Entrada
S lid
Salida
Bomba
10 pies
Presión Negativa
Succión
• Cuando una bomba no esta en operación,
q
, es decir,, que
q
la succión esta en equilibrio,
la diferencia de presión entre la atmosfera
y la bomba es cero
cero, por lo tanto no hay
flujo.
Succión
• Al girar, la bomba genera una presión
menor a la atmosférica.
• El sistema
i t
se d
desbalancea
b l
y se establece
t bl
el flujo.
Cavitación
• Es la formación y colapso de burbujas en
q
un liquido.
• Las burbujas se forman debido a que el
aceite se vaporiza, no por calentamiento,
sino por exceso de vacio
vacio.
Efectos de la cavitación
• Impiden la lubricación
lubricación.
superficies.
• Destruyen las superficies
• Si no se evita,, reduce
notablemente la vida de las
b b
bombas.
• Pueden ingresar partículas al
sistema.
Identificación de la cavitación
• Cuando una bomba cavita,
cavita se vuelve
ruidosa.
• El colapso simultaneo de las burbujas
p
q
que se
causa vibraciones de alta amplitud
transmiten al sistema.
• El ruido es uniforme
uniforme.
• Se p
produce disminución del caudal,
debido a que las cámaras de bombeo no
se llenan completamente de fluido
fluido.
• La presión se vuelve errática.
Identificación de la cavitación
• La forma mas segura de
identificar la cavitación es
midiendo la presión a la entrada
d la
de
l b
bomba.
b
• El vacio no debe exceder las 5”
5
de Hg.
Causas de la cavitación
• RPM de la bomba muy altas
altas.
diámetro.
• Tuberías de poco diámetro
• Obstrucción en el filtro de
succión.
• Mucha distancia horizontal o
vertical entre el nivel del fluido y
la succión.
Aereación
• Es
E lla entrada
t d d
de aire
i a lla
b b
bomba.
Causas de la aereación
• Fisuras en la tubería de succión.
• Sello del eje de la bomba
defectuoso.
defectuoso
• Sellos del vástago en mal estado.
• Tubos de retorno sobre el nivel
de aceite.
Efectos de la aereación
• Al haber burbujas de aire en el aceite
aceite,
estas explotan rompiendo la
lubricación de las partes móviles de
la bomba,
bomba ocasionando desgaste en
las mismas.
• Las velocidad de los actuadores se
vuelve errática
errática.
p
en el aceite del
• Se forma espuma
tanque.
Ventajas
j de la oleo hidráulica
• Permite trabajar
j con elevados niveles de fuerza o
momentos de giro.
• El aceite empleado en el sistema es fácilmente
recuperable.
• Velocidad de actuación fácilmente controlable.
Manual, eléctrica, mecánica, electrónica.
• Instalaciones compactas.
Ventajas
j de la oleo hidráulica
• . Protección simple contra sobrecargas.
sobrecargas
• Cambios rápidos de sentido
sentido.
• Evitan arranques frecuentes de los motores eléctricos
eléctricos.
• T
Trabajo
b j en vacío
í con bajo
b j consumo d
de energía
í cuando
d
no se está efectuando algún trabajo.
Ventajas
j de la oleo hidráulica
.
• El movimiento puede realizarse con carga máxima
desde el arranque.
• Acumulación sencilla de energía por medio de gases.
Desventajas
j de la oleo hidráulica
.
• Perdidas de carga.
• Personal especializado para la manutención.
• Fluido muy sensible a la contaminación.
Identificación de un cilindro
CILINDRO DE DOBLE
EFECTO
EMPUJANDO
CILINDRO DE DOBLE
EFECTO
HALANDO
CILINDRO DE SIMPLE
EFECTO
LA BOMBA LEVANTA
LA CARGA
CILINDRO DE SIMPLE
EFECTO
LA BAJADA ES POR EL
PESO DE LA CARGA
Válvulas de presión
La flecha
indica que
es variable
Entrada
Linea
piloto
Salida
Direccion
y sentido
del flujo
VALVULA DIRECCIONAL
Los
tres
cuadros
indican que la válvula
tiene tres posiciones.
Los porticos de
conexión se dibujan
e n e l c e n t r o .
Las flechas indican
direccion y sentido del
flujo.
Tanque
Tanque
Retorno debajo
nivel del aceite
del
Retorno encima
nivel del aceite
del
Otros símbolos
Valvula check
Control de flujo
Filtro
Otros símbolos
Cilindro
Circuito
Válvula direccional
A
B
P
T
Válvula de alivio
Manómetro
Motor eléctrico
Cuplon
Bomba
Aereador
llenador
Filtro
M
Campana
de acople
Indicador
de nivel y
temperatura
Tanque
A
B
P
T
Circuito