Proyecto Grupo D

PROYECTO PAO7‐D
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 3
OBJETIVOS ................................................................................................................................................. 3
Objetivo general ........................................................................................................................................ 3
Objetivos específicos ................................................................................................................................ 3
JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................................................... 4
PROBLEMA ................................................................................................................................................. 4
MARCO TEÓRICO...................................................................................................................................... 5
Fresadora ................................................................................................................................................... 5
Acumulador hidráulico ............................................................................................................................. 5
Acumulador de diafragma......................................................................................................................... 6
Válvula de control de caudal..................................................................................................................... 7
Válvula reguladora de aguja ..................................................................................................................... 7
Circuito By-Pass ....................................................................................................................................... 8
DESARROLLO ............................................................................................................................................ 8
Desarrollo del ejercicio. ............................................................................................................................ 8
Diseño del circuito. ................................................................................................................................. 11
Diagrama hidráulico................................................................................................................................ 11
Lista de elementos constitutivos. ............................................................................................................ 11
Descripción de la solución y del ciclo de trabajo.................................................................................... 12
Elaboración de un manual de operación del circuito. ............................................................................. 12
Conclusiones y valoración del trabajo. ................................................................................................... 12
Bibliografía ................................................................................................................................................. 13
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INTRODUCCIÓN
La mayoría de las personas del mundo entero, han sido testigos oculares de sistemas
oleohidráulicos aún sin saber cómo funcionan ni que leyes y principios rigen su comportamiento.
La oleohidráulica como bien se sabe es muy usado en la industria dado que es una tecnología que
trata del control de movimientos, producción, transmisión y esfuerzos por medio de líquidos a
presión, generalmente se usan aceites los cuales son ayudados o no por elementos elásticos y
electrónicos en ciertos casos.
Los accionamientos oleohidráulicos son utilizados en tecnologías donde se requiere realizar
importantes esfuerzos, principalmente lineales en donde se exija alta precisión, de tal manera que
en el desarrollo de éstas sin la oleohidráulica hubiera sido limitado, o por lo menos diferente.
En este proyecto nos basaremos en el uso de acumuladores de diafragma en donde en muchos
sistemas hidráulicos son necesarios una gran cantidad de fluido para efectuar la operación que se
necesita, es por ello que utilizaremos este tipo de acumulador dado que para una máquina de
inyección, el cilindro debe moverse rápidamente cuando la pieza se va formando y permanecer
inactivo cuando se la retira, permitiéndonos almacenar el fluido con una bomba relativamente
pequeña y descargarla durante la parte de inyección del ciclo.
OBJETIVOS
Objetivo general
•
Diseño y plasmación de un circuito hidráulico para el anclaje de una caja de cambios a la
mesa de una fresadora.
Objetivos específicos
•
Elección de los componentes necesarios (catálogos y búsqueda de material).
•
Definición de las diversas fases del ciclo de trabajo.
•
Elaboración de un breve manual de operación del circuito propuesto.
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JUSTIFICACIÓN
Este proyecto se lo realiza para poder entender de mejor manera los sistemas hidráulicos, así como
también cada componente en un sistema y su correcto funcionamiento haciendo un énfasis especial
en el uso de acumuladores hidráulicos, siendo estas últimas piezas fundamentales en los sistemas
hidráulicos.
La finalidad del presente proyecto es diseño y plasmación de un circuito hidráulico, construido a
base de especificación técnicas tales como catalogas profesionales y cada una de las piezas de este
son meticulosamente escogidas y el diseño optimiza la utilidad de este, teniendo un excelente
sistema construido desde cero.
La problemática que presentada en este sistema es la presión que el sistema debe suministrar a la
fresadora, esta va a utilizar un utillaje hidráulico a más de eso al ser un mecanizado de larga
duración esta presión va a ser proporcionada por un acumulador de diafragma y para que este
acumulador se cargue debe ser mediante una válvula de una vida.
Para su realización se debe tener claros los conceptos de oleohidráulica, así como también el
funcionamiento de sistemas de potencia, sus respectivos accesorios y el funcionamiento de estos,
una vez decidido esto se procede a desarrollar el diseño del sistema el cual va a estar en función
de los accesorios y del trabajo que va a realizarse.
PROBLEMA
La operación de mecanizado va a ser larga, por lo cual se ven inmersos aspectos como: el análisis
de la información de entrada, seleccionar los datos de localización, la selección de los métodos, el
diseño de los mecanismos y aparatos, el diseño de la configuración del amarre.
En este proceso de mecanizado, el aseguramiento geométrico de la caja de cambios a la mesa de
la fresadora depende principalmente de la posición relativa de la pieza y la herramienta en el cual
el requisito principal de la sujeción va a ser localizar la pieza en una posición dada dentro de la
bancada de la máquina-herramienta. Para ello se utilizará utillajes hidráulicos que, en contacto con
las distintas superficies de la pieza restringen los grados de libertad.
El tiempo empleado en el diseño y la fabricación de los amarres va a influir en la mejora y
desarrollo de los productos, en donde la problemática que presenta este sistema es la presión que
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debe suministrar a la fresadora, esta va a utilizar un utillaje hidráulico a más de eso al ser un
mecanizado de larga duración esta presión va a ser proporcionada por un acumulador de diafragma
y para que este acumulador se cargue debe ser mediante una válvula de una vía.
MARCO TEÓRICO
Fresadora
Una fresadora es una máquina-herramienta cuya función es crear piezas de determinadas formas,
a través de un proceso de mecanizado, con el uso de una herramienta giratoria llamada fresa. El
mecanizado es un modo de manufactura por remoción de material tanto por abrasión como por
arranque de viruta.
Una fresadora puede usarse en una variedad amplia de materiales: usualmente se aplica a metales,
como el acero y el bronce y también en maderas y plástico.
Ilustración 1:Fresadora
Acumulador hidráulico
Un acumulador hidráulico es un depósito en el que se mantiene un fluido oleohidráulico
incompresible sometido a presión, aplicada por una fuente de energía externa. La fuente externa
puede ser un muelle, un peso elevado o un gas comprimido.
Es un tipo de dispositivo de almacenamiento de energía utilizado para que un sistema de suministro
de fuerza hidráulica pueda cubrir picos de demanda, permitiendo emplear bombas de menor
potencia, y responder más eficazmente a incrementos de demanda temporales, suavizando además
las oscilaciones del sistema.
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Los acumuladores de gas comprimido, también llamados acumuladores hidroneumáticos, son el
tipo más común
Ilustración 2: Acumuladores hidráulicos
Acumulador de diafragma
Los acumuladores de membrana o diafragma EPE son recipientes a presión compuestos por un
cuerpo esférico o cilíndrico en forma en 2 o 3 pedazos dependiendo de su capacidad.
El separador de estos acumuladores es un diafragma elástico. En el centro del diafragma, hay un
disco de metal, que sirve para impedir la extrusión desde el lado del aceite en el caso de descarga
completa del acumulador.
Tipo de Acumuladores AM tiene una relación de compresión recomendada de 1: 6, que, en función
del número de ciclos de la carga y descarga tiempo también puede ser de 1: 8, sin comprometer la
vida del diafragma.
Ilustración 3: Acumulador tipo diafragma
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Válvula de control de caudal
Son órganos que realizan la función de regular el caudal de un fluido que se comanda a distancia
por medio de Válvulas de control de un fluido que se comanda a distancia por medio de una señal
neumática o eléctrica sobre un servoactuador que la posiciona acorde a la orden de un controlador.
Las válvulas son las encargadas de regular el caudal del fluido de control que modifica el valor de
la variable medida y por tanto de la variable controlada. Las válvulas son los principales elementos
finales de control.
Ilustración 4: Válvulas de control
Válvula reguladora de aguja
Su función, al igual que la gran mayoría de válvulas, es la de regular el fluido que transcurre por
un circuito de forma segura y eficiente. La válvula de aguja debe su nombre a su diseño,
caracterizado por poseer un vástago cónico que hace de obturador sobre un orificio con un
diámetro mucho más pequeño que el diámetro nominal de la propia válvula.
Ilustración 5: Válvula reguladora de aguja
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Circuito By-Pass
En los circuitos hidráulicos el by-pass sirve para regular la presión y el caudal (como en las turbinas
de vapor o de gas, las calderas, las bombas, etc., o también para dejar fuera de servicio un
dispositivo particular del circuito en el caso de que haya sufrido avería. El by-pass tiene
generalmente una sección más pequeña que el circuito principal y dispone de una válvula para
desempeñar su función.
DESARROLLO
Desarrollo del ejercicio.
La carcasa de una caja de cambios queda fijada a la mesa de una fresadora por medio de utillaje
hidráulico. Como la operación de mecanizado va a ser larga, la presión de anclaje a la mesa va a
ser proporcionada por un acumulador de diafragma. Una válvula de control de caudal de una vía
debe introducirse para que el acumulador pueda cargarse rápidamente, pero que se descargue a
través de una válvula reguladora de aguja. Además, debe introducirse un circuito de by-pass para
poder liberar la bomba y ahorrar energía.
Ilustración 6: Anclaje a la mesa de la fresadora
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Diseño en SolidWorks
Diseño de la fresadora y mesa de fresadora:
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Diseño de la carcasa de la caja de cambios:
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Diseño del circuito.
Diagrama hidráulico.
Lista de elementos constitutivos.
Para resolver este problema debemos de tener en cuenta cada uno de los componentes a utilizar en el
programa FluidSIM para la realización del circuito:
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•
Acumulador hidráulico: El acumulador permite optimizar el rendimiento de un sistema
hidráulico. Puede utilizarse, por ejemplo, como reserva de energía y para absorber picos de
presión o variaciones de caudal. Los acumuladores pueden absorber un determinado volumen de
fluido a presión y liberarlo posteriormente con unas pérdidas mínimas. Su construcción consiste
esencialmente en un depósito resistente a la presión, generalmente una carga de nitrógeno y un
separador, por ejemplo, un émbolo, una membrana o una vejiga de elastómero. El fluido
hidráulico sólo empieza a fluir hacia el acumulador cuando la presión del fluido es superior a la
presión de carga del gas del acumulador.
•
Acumulador a membrana con válvula de cierre: Almacena la presión y está protegido con una
válvula limitadora de presión para evitar una sobrepresión.
•
Válvula reguladora de caudal de aguja: Estas válvulas se utilizan para conseguir una determinada
caída de presión. Esto se logra creando una determinada resistencia al flujo. La válvula reguladora
de caudal de aguja mostrada genera una fricción considerable debido a la longitud de su
estrechamiento. Esto significa que la acción de la válvula depende en gran manera de la
viscosidad. La válvula estranguladora es difícil de ajustar debido al hecho que un pequeño ajuste
produce una gran reducción en la sección de paso.
→ Una ventaja es su construcción sencilla y económica.
Descripción de la solución y del ciclo de trabajo.
Elaboración de un manual de operación del circuito.
Conclusiones y valoración del trabajo.
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Bibliografía
Golato, M. (2016). VÁLVULAS DE CONTROL. FACULTAD FACULTAD DE CIENCAS EXACTAS
EXACTAS Y TECNOLOGIA, DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA, 2-6.
https://catedras.facet.unt.edu.ar/sistemasdecontrol/wpcontent/uploads/sites/101/2016/05/8_V%C3%A1lvulas-de-control_2016.pdf
Solutions, E. A. (2017). GUÍA DE VÁLVULAS DE CONTROL. Emerson Automation Solutions, 23-28.
https://www.emerson.com/documents/automation/gu%EDa-de-v%E1lvulas-de%A0control-control-valvehandbook-es-5459932.pdf
Vargas, V. H. (2021). Acumuladores Hidraulicos. Hidráulica y Neumática S.A.
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