Electrohidráulica Nivel básico Manual de trabajo TP 601 Con CD-ROM 1A1 1Z2 1V2 B 1A1 A 1Z1 1V1 A B P T 1M1 1 24 V 2 0Z1 13 12 0V1 14 K1 S1 14 11 A1 K1 1M1 A2 0V 11 12 14 .2 21 22 24 31 32 34 41 42 44 Festo Didactic 551151 es Nº de artículo: Actualización: Autores: Gráficos: Layout: 551151 05/2011 Renate Aheimer, Eberhard Bauer, Frank Ebel, Christine Löffler, Dieter Merkle, Helmut Werner Doris Schwarzenberger 08/2015, Susanne Durz, Frank Ebel © Festo Didactic SE, Rechbergstraße 3, 73770 Denkendorf, Alemania, 2015 Reservados todos los derechos. +49 711 3467-0 +49 711 34754-88500 www.festo-didactic.com [email protected] El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar/su sede. 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Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado, inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa y explícita de Festo Didactic. Contenido Utilización debida ________________________________________________________________________ V Prólogo _________________________________________________________________________________ VI Introducción ____________________________________________________________________________ VIII Indicaciones de seguridad y utilización ______________________________________________________ IX Conjunto didáctico: Electrohidráulica, nivel básico (TP 601) ____________________________________ XII Objetivos didácticos______________________________________________________________________ XIII Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos ___________________________________ XV Equipo didáctico________________________________________________________________________ XVIII Atribución de componentes y tareas________________________________________________________ XXII Informaciones para el instructor ___________________________________________________________ XXIII Estructura de los ejercicios _______________________________________________________________ XXIV Denominación de los componentes ________________________________________________________ XXIV Contenido del CD-ROM __________________________________________________________________ XXV Ejercicios y soluciones Ejercicio 1: Ejercicio 2: Ejercicio 3: Ejercicio 4: Ejercicio 5: Ejercicio 6: Ejercicio 7: Ejercicio 8: Ejercicio 9: Ejercicio 10: Ejercicio 11: Ejercicio 12: Ejercicio 13: Ejercicio 14: Ejercicio 15: Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica _________________________________1 Puesta en funcionamiento de una prensa hidráulica de dos columnas _________________ 11 Alimentación de piezas a prensar _______________________________________________ 19 Desvío de cajas _____________________________________________________________ 35 Accionamiento de una plataforma elevadora _____________________________________ 51 Fijación de bloques de válvulas ________________________________________________ 65 Fijación de bloques de motor __________________________________________________ 83 Curvado de tubos de metal ____________________________________________________ 95 Montaje a presión de rodamiento de bolas ______________________________________ 107 Achaflanar piezas __________________________________________________________ 123 Abrir y cerrar la puerta de un horno, ejercicio A __________________________________ 135 Embutición profunda de chapas _______________________________________________ 151 Abrir y cerrar la puerta de un horno, ejercicio B __________________________________ 163 Transporte de contenedores __________________________________________________ 177 Eliminar un fallo en una estación de manipulación de contenedores _________________ 191 © Festo Didactic 551151 III Ejercicios y hojas de trabajo Ejercicio 1: Ejercicio 2: Ejercicio 3: Ejercicio 4: Ejercicio 5: Ejercicio 6: Ejercicio 7: Ejercicio 8: Ejercicio 9: Ejercicio 10: Ejercicio 11: Ejercicio 12: Ejercicio 13: Ejercicio 14: Ejercicio 15: IV Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica _________________________________1 Puesta en funcionamiento de una prensa hidráulica de dos columnas _________________ 11 Alimentación de piezas a prensar _______________________________________________ 19 Desvío de cajas _____________________________________________________________ 35 Accionamiento de una plataforma elevadora _____________________________________ 51 Fijación de bloques de válvulas ________________________________________________ 65 Fijación de bloques de motor __________________________________________________ 83 Curvado de tubos de metal ____________________________________________________ 95 Montaje a presión de rodamiento de bolas ______________________________________ 107 Achaflanar piezas __________________________________________________________ 123 Abrir y cerrar la puerta de un horno, ejercicio A __________________________________ 135 Embutición profunda de chapas _______________________________________________ 151 Abrir y cerrar la puerta de un horno, ejercicio B __________________________________ 163 Transporte de contenedores __________________________________________________ 177 Eliminar un fallo en una estación de manipulación de contenedores _________________ 191 © Festo Didactic 551151 Utilización debida El equipo didáctico correspondiente al nivel básico de electrohidráulica deberá utilizarse únicamente cumpliendo las siguientes condiciones: Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional Utilización en perfecto estado técnico Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema. El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual. Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños premeditadamente o con extrema negligencia. © Festo Didactic 551151 V Prólogo El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia, los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios: Conjuntos didácticos de orientación tecnológica Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación Automatización de procesos continuos y técnica de regulación Robótica móvil Equipos didácticos híbridos El sistema para enseñanza de la técnica de automatización se actualiza y amplía regularmente, a la par que avanzan los métodos utilizados en el sector didáctico y se introducen nuevas tecnologías en el sector industrial. Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica, electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia, electrónica y actuadores eléctricos. Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos. VI © Festo Didactic 551151 Todos los conjuntos didácticos incluyen lo siguiente: Hardware (equipos técnicos) Material didáctico Seminarios Hardware (equipos técnicos) El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La selección de componentes de los equipos didácticos y su ejecución se realiza específicamente según los proyectos previstos para cada nivel. Material didáctico Los medios relacionados con cada tema se clasifican en teachware (material didáctico) y software. El «teachware» orientado hacia la práctica, incluye lo siguiente: Libros técnicos y libros de enseñanza (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de carácter fundamental). Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones modelo) Diccionarios, manuales, publicaciones técnicas (profundizan los temas técnicos) Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio ilustrativo y activo) Pósters (para la representación esquematizada de temas técnicos) El software incluye programas para las siguientes aplicaciones: Programas didácticos digitales (temas de estudio preparados didácticamente, aprovechando diversos medios digitalizados) Software de simulación Software de visualización Software para la captación de datos de medición Software para diseño de proyectos y construcción Software de programación para controles lógicos programables Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidáctico. Seminarios Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional. ¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual? Envíe un e-mail a: [email protected] Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión. © Festo Didactic 551151 VII Introducción El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo Didactic SE. El sistema constituye una sólida base para la formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. Los conjuntos didácticos TP 601 y TP 602 únicamente contienen sistemas de control electrohidráulicos. El equipo didáctico básico TP 601 es apropiado para adquirir conocimientos básicos en materia de técnicas de control de sistemas electrohidráulicos. El manual de trabajo contiene tareas prácticas y realistas, por lo que el estudiante adquiere conocimientos físicos básicos relacionados con la electrohidráulica, sobre el funcionamiento y la utilización de componentes electrohidráulicos y sobre esquemas eléctricos básicos. Con los componentes pueden configurarse sistemas de control electrohidráulicos sencillos. Para solucionar las tareas, los estudiantes deben tener conocimientos básicos sobre el funcionamiento de aparatos hidráulicos. El nivel avanzado TP 602 es apropiado para profundizar conocimientos en materia de técnicas de control de sistemas electrohidráulicos. Con los componentes pueden configurarse sistemas de control electrohidráulicos más avanzados. Para el montaje de los sistemas de control deben cumplirse las siguientes condiciones técnicas: Un puesto de trabajo Learnline o Learntop-S con un panel de prácticas perfilado de Festo Didactic. El panel perfilado tiene 14 ranuras en T paralelas a una distancia de 50 milímetros. Un unidad hidráulica (tensión de funcionamiento de 230 V, 50 Hz, con presión de funcionamiento de 6 MPa (60 bar) y caudal de 2 l/min). Una unidad de alimentación eléctrica con anticortocircuitaje (entrada: 230 V, 50 Hz; salida: 24 V, máx. 5 A). Cables de seguridad de laboratorio Para solucionar las tareas de los 15 ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el conjunto TP 601. La teoría necesaria para entender los ejercicios consta en los manuales de estudio titulados Hidráulica, nivel básico Electrohidráulica, nivel básico Además, se ofrecen hojas de datos correspondientes a todos los componentes (cilindros, válvulas sensores, etc.). VIII © Festo Didactic 551151 Indicaciones de seguridad y utilización Informaciones generales Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor. La zona de trabajo debe estar protegida contra derivaciones de corriente mediante un interruptor diferencial. – Utilice aparatos eléctricos (por ejemplo, unidades de alimentación eléctrica, compresores, grupos hidráulicos) únicamente en aulas equipadas con un sistema de protección contra corriente residual (RCD). – Utilice un interruptor de protección RCD con corriente diferencial ≤ 30 mA, tipo B. Lea detenidamente las hojas de datos y las instrucciones de utilización correspondientes a cada uno de los componentes y, especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad. Los fallos que pudiesen afectar a la seguridad no deberían producirse. Utilice los equipos de protección apropiados (gafas de seguridad, protección de los oídos, calzado de seguridad) al trabajar con los sistemas. Parte mecánica ¡Desconectar la alimentación de energía! – Antes de trabajar con el circuito, desconecte primero la energía de trabajo y la energía de control. – Manipule los componentes de la estación únicamente si está desconectada. – Considere posibles tiempos remanentes de movimientos de los actuadores. Monte todos los componentes fijamente sobre la placa perfilada. Asegúrese que los detectores de finales de carrera no puedan accionarse frontalmente. ¡Peligro de accidente durante la localización de fallos! Para accionar los detectores de posiciones finales, utilice una herramienta (por ejemplo, un destornillador). Efectúe el montaje de todos los componentes de tal manera que pueda acceder fácilmente a los interruptores y a las conexiones. Respete las indicaciones sobre el posicionamiento de los componentes. Sistema eléctrico ¡Desconectar la tensión! – Antes de manipular la unidad, desconecte la alimentación de tensión. – Considere que es posible que se haya acumulado energía eléctrica en determinados componentes. En las hojas de datos y en las instrucciones de utilización se incluyen informaciones sobre ese tema. Utilice únicamente tensiones protectoras de bajo voltaje (PELV), de máximo 24 V DC. Establecer o separar conexiones eléctricas – Establezca las conexiones eléctricas únicamente sin tensión. – Separe las conexiones eléctricas únicamente tras haber desconectado la tensión. © Festo Didactic 551151 IX Utilice únicamente cables eléctricos provistos de conectores de seguridad. Tienda los cables de tal manera que no se doblen o cizallen. No tender cables sobre superficies calientes. – Las superficies calientes están identificadas con el correspondiente símbolo de advertencia. Los cables no deben estar sometidos a fuerzas de tracción duraderas. Al desconectar los cables, tire únicamente de los conectores de seguridad, nunca de los cables. Hidráulica ¡Desconectar la presión! – Antes de manipular la unidad, desconecte el grupo hidráulico. – Utilice aparatos de medición de la presión para comprobar si todo el circuito no tiene presión. – Considere que es posible que se haya acumulado energía en los acumuladores de presión. En las hojas de datos y en las instrucciones de utilización se incluyen informaciones sobre ese tema. Limite la presión del sistema a 6 MPa (60 bar). La presión máxima admisible de todos los aparatos del conjunto didáctico es de 12 MPa (120 bar). En el caso de los cilindros de doble efecto puede obtenerse una presión superior en función de la relación de las superficies. Si la relación de las superficies es de 1:1,7 y si la presión del sistema es de 6 MPa (60 bar), la presión resultante puede ser superior a 10 MPa (100 bar). ¡Peligro por temperaturas de aceite superiores a 50 °C! Una fuga de aceite hidráulico con temperaturas superiores a 50 °C puede causar quemaduras o escaldaduras. Los componentes (aparatos, válvulas, tubos flexibles) están equipados por lo general con acoplamientos de cierre. – Excepción: conexiones de componentes que no fueron concebidos para soportar la presión de funcionamiento máxima. Por razones de seguridad, estos componentes tienen acoplamientos abiertos. ¡Peligro de accidente al conectar la bomba hidráulica! Los cilindros pueden avanzar o retroceder de modo incontrolado. Acoplamiento de los tubos flexibles – ¡Nunca acoplar o desacoplar bajo presión o mientras el equipo hidráulico está en funcionamiento! Los conexiones deben establecerse sin presión. – Colocar el acoplamiento tipo zócalo verticalmente sobre el empalme. Evite ladear el acoplamiento en relación con el empalme. – Después de desacoplar, ¡verifique si se cerraron los empalmes! Al efectuar el montaje de la boquilla o el conector de acoplamiento, deberá observarse un par de apriete máximo de 20 Nm. Montaje de la parte hidráulica – Al efectuar el montaje, la bomba hidráulica y la fuente de alimentación eléctrica deben estar desconectadas. – Antes de poner en funcionamiento el equipo, controle si se conectaron correctamente todos los tubos del depósito y los tubos de aceite de fuga, y, además, compruebe si todos los acoplamientos están bien sujetos. – Asegúrese que los tubos flexibles conectados al cilindro contengan aceite hidráulico si el volumen del cilindro es menor al volumen de los tubos flexibles. X © Festo Didactic 551151 Puesta en funcionamiento – Ponga en funcionamiento los cilindros únicamente si están provistos de su tapa protectora. – Primero, poner en marcha la alimentación eléctrica y a continuación el grupo hidráulico. Montaje del circuito hidráulico – Antes de efectuar el desmontaje, asegúrese que el sistema no esté bajo presión. – Primero desconecte la bomba hidráulica y, a continuación, la fuente de alimentación eléctrica. Si se efectúa el desmontaje de los acoplamientos bajo presión, se mantiene la presión debido al funcionamiento de la válvula antirretorno. Esa presión puede reducirse mediante la unidad de descarga. Técnicas de fijación Las placas de montaje de los equipos están dotadas con las variantes de fijación A, B o C: Variante A: sistema de fijación por enclavado Para componentes ligeros, no sometidos a cargas (por ejemplo, válvulas distribuidoras, sensores). Los componentes se montan grapándolos simplemente en las ranuras de panel perfilado. Para desmontar los componentes debe accionarse la leva azul. Variante B: sistema de fijación por giro Componentes medianamente pesados sometidos a cargas bajas (por ejemplo, cilindros hidráulicos). Estos componentes se sujetan al panel perfilado mediante tornillos con cabeza de martillo. Para sujetar o soltar los componentes se utilizan las tuercas moleteadas de color azul. Variante C: sistema de fijación por atornillamiento Para componentes que soportan cargas altas o componentes que no se retiran con frecuencia del panel perfilado (por ejemplo, bomba hidráulica). Estos componentes se fijan mediante tornillos de cabeza cilíndrica y tuercas en T. Accesorios indispensables Para comprobar la carga que pueden soportar los contactos de los pulsadores, se necesita un multímetro digital. Con el multímetro digital se mide la intensidad. © Festo Didactic 551151 XI Conjunto didáctico: Electrohidráulica, nivel básico (TP 601) El equipo didáctico tecnológico TP 601 incluye una gran cantidad de material didáctico. El presente equipo didáctico incluye unidades de control electrohidráulicas. Los componentes individuales del equipo didáctico TP 601 también pueden formar parte del contenido de otros equipos didácticos. Componentes principales del TP 601 Mesa de trabajo fija con panel perfilado de Festo Didactic Conjuntos de equipos didácticos y componentes individuales (por ejemplo, cilindros, válvulas, aparatos de medición) Instalaciones de laboratorio completas Material didáctico El material didáctico del equipo didáctico TP 601 incluye un manual de estudio y un manual de trabajo. El manual de estudio ofrece informaciones claramente estructuradas sobre temas básicos de electricidad e hidráulica, necesarias para entender el funcionamiento de sistemas de control electrohidráulicos. El manual de trabajo incluye una colección de ejercicios, hojas de trabajo y las soluciones correspondientes a cada una de las 15 tareas, además de un CD-ROM. Cada manual de trabajo se entrega con las hojas de ejercicios y de trabajo correspondientes a cada tarea a resolver. El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware. Material didáctico Manuales de estudio Hidráulica, nivel básico Electrohidráulica, nivel básico Manuales de trabajo Electrohidráulica, nivel básico (TP 601) Electrohidráulica, nivel básico (TP 602) DVD Electroneumática y electrohidráulica, nivel básico Conjunto de pósters Hidráulica Programa de simulación FluidSIM® Hidráulica Programas de estudio digitalizados WBT Hidráulica: Fundamentos de la hidráulica WBT Electrohidráulica: Fundamentos de la electrohidráulica WBT Electricidad 1: Fundamentos de la técnica eléctrica WBT GRAFCET: Introducción a GRAFCET Cuadro general de los conjuntos didácticos TP 601 y TP 602 El equipo didáctico TP 601 incluye el software correspondiente a los programas de estudio digital de hidráulica, electrohidráulica y electricidad 1. Estos programas didácticos ofrecen explicaciones exhaustivas sobre los fundamentos de hidráulica, de electrohidráulica y de electricidad. El programa didáctico GRAFCET ofrece informaciones básicas a modo de introducción a la nueva norma GRAFCET. Los contenidos didácticos abordan estos temas de modo sistemático y recurriendo a ejemplos reales. El material didáctico se ofrece en varios idiomas. Los materiales didácticos disponibles constan en los catálogos y en Internet. XII © Festo Didactic 551151 Objetivos didácticos Esquemas de distribución El estudiante podrá poner en funcionamiento de modo seguro sistemas de control hidráulicos. El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de accionamiento directo. El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de control de la velocidad en función de la carga. El estudiante podrá utilizar sistemas de accionamiento indirecto. El estudiante podrá seleccionar y utilizar componentes hidráulicos y eléctricos aplicando criterios económicos. El estudiante conocerá dos posibilidades para mantener señales: mediante electroválvulas biestables y mediante circuitos eléctricos de autorretención. El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de retención de señales en la parte funcional hidráulica. El estudiante podrá seleccionar electroválvulas en función de las exigencias de la aplicación. El estudiante podrá representar las secuencias de movimientos de un sistema de control mediante diagramas de funciones. El estudiante podrá utilizar detectores de posición para controlar las posiciones finales. El estudiante conocerá las funciones lógicas básicas, podrá aplicarlas y realizar el montaje correspondientemente. El estudiante podrá confeccionar una tabla de secuencias y aplicar su contenido. El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de control de la velocidad independientes de la carga. El estudiante podrá explicar y configurar circuitos eléctricos de autorretención con señal prioritaria de desconexión. El estudiante conocerá circuitos de autorretención de diverso comportamiento. El estudiante podrá configurar y realizar el montaje de sistemas de control en función de la presión. El estudiante podrá configurar circuitos de circulación y efectuar el montaje correspondiente. El estudiante podrá bloquear eléctrica y mecánicamente las señales de un sistema de control mediante relés. El estudiante podrá configurar y realizar el montaje de esquemas para cargas con fuerza de tracción. El estudiante podrá configurar y realizar el montaje de un sistema de control de dos niveles de presión. El estudiante conocerá diversos tipos de control de posiciones finales de un cilindro y podrá seleccionar el tipo de control apropiado en cada caso. El estudiante podrá reducir el consumo de energía en un sistema mediante la circulación sin presión a través de la bomba. El estudiante conocerá modos de funcionamiento sencillos y podrá considerarlos al confeccionar el sistema de control. El estudiante podrá ampliar sistemas de control existentes y podrá redactar la documentación correspondiente. El estudiante podrá configurar un control secuencial con dos cilindros. El estudiante podrá representar un esquema sencillo en GRAFCET. El estudiante podrá detectar y eliminar fallos en sistemas de control electrohidráulicos sencillos. © Festo Didactic 551151 XIII XIV Componentes El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de una bomba hidráulica. El estudiante conocerá los parámetros más importantes relacionados con una bomba hidráulica. El estudiante podrá seleccionar una bomba hidráulica apropiada. El estudiante conoce la construcción y la utilización de válvulas limitadoras de presión. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de doble efecto. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una electroválvula de 4/2 vías. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de pulsadores y conmutadores eléctricos. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un relé. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de electroválvulas de 2/2 y de 3/2 vías. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una electroválvula de 4/2 vías. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un detector de posiciones. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un presostato electrónico. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una electroválvula de 4/2 vías. Mediciones y cálculos El estudiante podrá medir y calcular la corriente eléctrica en sistemas electrohidráulicos. El estudiante conocerá la carga máxima admisible de emisores eléctricos de señales y podrá considerarla en los esquemas eléctricos. © Festo Didactic 551151 Atribución de los ejercicios en función de objetivos didácticos Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Objetivo didáctico El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de una bomba hidráulica. • El estudiante conocerá los parámetros más importantes relacionados con una bomba hidráulica. El estudiante podrá seleccionar una bomba hidráulica apropiada. El estudiante conoce la construcción y la utilización de válvulas limitadoras de presión. El estudiante podrá poner en funcionamiento de modo seguro sistemas de control hidráulicos. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un cilindro de doble efecto. • • • • • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una electroválvula de 4/2 vías. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de pulsadores y conmutadores eléctricos. El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de accionamiento directo. • • El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de control de la velocidad en función de la carga. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un relé. • • El estudiante podrá utilizar sistemas de accionamiento indirecto. • El estudiante podrá medir y calcular la corriente eléctrica en sistemas electrohidráulicos. • • El estudiante conocerá la carga máxima admisible de emisores eléctricos de señales y podrá considerarla en los esquemas eléctricos. • El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de electroválvulas de 2/2 y de 3/2 vías. • El estudiante podrá seleccionar y utilizar componentes hidráulicos y eléctricos aplicando criterios económicos. © Festo Didactic 551151 • XV Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Objetivo didáctico El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de una electroválvula de 4/2 vías. • El estudiante conocerá dos posibilidades para mantener señales: mediante electroválvulas biestables y mediante circuitos eléctricos de autorretención. • El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de retención de señales en la parte funcional hidráulica. El estudiante podrá seleccionar electroválvulas en función de las exigencias de la aplicación. • • El estudiante podrá representar las secuencias de movimientos de un sistema de control mediante diagramas de funciones. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un detector de posiciones. El estudiante podrá utilizar detectores de posición para controlar las posiciones finales. • • • • El estudiante conocerá las funciones lógicas básicas, podrá aplicarlas y realizar el montaje correspondientemente. El estudiante podrá confeccionar una tabla de secuencias y aplicar su contenido. • • • El estudiante podrá explicar y configurar sistemas de control de la velocidad independientes de la carga. • El estudiante podrá explicar y configurar circuitos eléctricos de autorretención con señal prioritaria de desconexión. El estudiante conocerá circuitos de autorretención de diverso comportamiento. El estudiante conocerá la construcción y el funcionamiento de un presostato electrónico. • • • • El estudiante podrá configurar y realizar el montaje de sistemas de control en función de la presión. • El estudiante podrá configurar circuitos de circulación y efectuar el montaje correspondiente. XVI • © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Objetivo didáctico El estudiante conocerá la construcción y funcionamiento de diversas electroválvulas de 3/4 vías. • El estudiante podrá bloquear eléctrica y mecánicamente las señales de un sistema de control mediante relés. • El estudiante podrá configurar y realizar el montaje de esquemas para cargas con fuerza de tracción. • El estudiante podrá configurar y realizar el montaje de un sistema de control de dos niveles de presión. • El estudiante conocerá diversos tipos de control de posiciones finales de un cilindro y podrá seleccionar el tipo de control apropiado en cada caso. • El estudiante podrá reducir el consumo de energía en un sistema mediante la circulación sin presión a través de la bomba. • El estudiante conocerá modos de funcionamiento sencillos y podrá considerarlos al confeccionar el sistema de control. • El estudiante podrá ampliar sistemas de control existentes y podrá redactar la documentación correspondiente. El estudiante podrá configurar un control secuencial con dos cilindros. El estudiante podrá representar un esquema sencillo en GRAFCET. El estudiante podrá detectar y eliminar fallos en sistemas de control electrohidráulicos sencillos. © Festo Didactic 551151 • • • • XVII Equipo didáctico Los componentes incluidos en este equipo didáctico fueron concebidos para la adquisición de conocimientos básicos en materia de técnica de control electrohidráulico. El equipo contiene todos los componentes necesarios para alcanzar los objetivos didácticos definidos, y puede ampliarse indistintamente mediante componentes de otros equipos didácticos. Conjunto didáctico: Electrohidráulica, nivel básico (TP 601), referencia 573037 XVIII Denominación Referencia Cantidad Válvula reguladora de caudal de 2 vías 544338 1 Electroválvula de 4/2 vías con reposición por muelle 544346 1 Electroválvula biestable de 4/2 vías, accionamiento por enclavamiento 544352 1 Electroválvula de 4/3 vías, centro cerrado 544347 1 Válvula de cierre 152844 1 Conjunto de montaje para cilindros 544371 1 Cilindro de doble efecto, 16/10/200, con tapa protectora 572746 2 Regulador de caudal 152843 1 Válvula limitadora de presión 544335 1 Manómetro 152841 2 Presostato electrónico 548612 1 Peso de 9 kg, para cilindros 152972 1 Detector eléctrico de final de carrera, accionamiento desde la izquierda 183322 1 Detector eléctrico de final de carrera, accionamiento desde la derecha 183345 1 Detector de proximidad electrónico 548589 2 Relé triple 162241 2 Válvula antirretorno en el tubo flexible, abre a 0,6 MPa (6 bar). 548618 1 Unidad de entrada de señales eléctricas 162242 1 Distribuidor en T 152847 2 Placa distribuidora cuádruple, con manómetro 159395 2 © Festo Didactic 551151 Símbolos de los componentes Componente Símbolo gráfico Válvula reguladora de caudal de 2 vías B A Electroválvula de 4/2 vías con reposición por muelle M1 A B P T M1 Electroválvula biestable de 4/2 vías, accionamiento por enclavamiento M1 M1 A B P T M2 M2 Electroválvula de 4/3 vías, centro cerrado M1 M1 A B P T M2 M2 Válvula de cierre Cilindro de doble efecto, 16/10/200, con tapa protectora © Festo Didactic 551151 XIX Componente Símbolo gráfico Regulador de caudal A B Válvula limitadora de presión P T Manómetro Presostato electrónico EN 60617-7 ISO 1219-1 2 p p U RD (1) BK1 (4), SP1 BK2 (5), SP2 WH (2) BU (3) Peso de 9 kg, para cilindros m Detector eléctrico de finales de carrera 2 4 1 Detector de proximidad electrónico RD (1) BK (4) BU (3) XX © Festo Didactic 551151 Componente Símbolo gráfico Relé triple A1 12 14 22 24 32 34 42 44 11 21 31 41 12 14 22 24 32 34 42 44 A2 A1 A2 A1 11 21 31 41 12 14 22 24 32 34 42 44 11 21 31 41 A2 Válvula antirretorno en el tubo flexible, abre a 0,6 MPa (6 bar). Unidad de entrada de señales eléctricas 13 21 14 22 13 21 14 22 13 21 14 22 13 21 14 22 Distribuidor en T Placa distribuidora cuádruple, con manómetro © Festo Didactic 551151 XXI Atribución de componentes y tareas Equipo didáctico TP 601 Ejercicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 1 1 Componente Válvula reguladora de caudal de 2 vías 1 Electroválvula de 4/2 vías con reposición por 1 muelle 1 1 Electroválvula biestable de 4/2 vías, accionamiento por enclavamiento 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Electroválvula de 4/3 vías, centro cerrado Válvula de cierre 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 Conjunto de montaje para cilindros Cilindro de doble efecto, con tapa protectora 1 Regulador de caudal 1 Válvula limitadora de presión 1 Manómetro 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 1 1 2 Presostato electrónico 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 Peso de 9 kg, para cilindros 1 1 1 Detector eléctrico de finales de carrera 1 1 Válvula reguladora, 0,6 MPa (6 bar) 1 1 1 1 1 Unidad de entrada de señales eléctricas 1 1 Distribuidor en T 1 1 1 1 1 2 Placa distribuidora cuádruple, con manómetro 2 1 1 1 1 2 Detector de proximidad electrónico Relé triple 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Accesorios indispensables Ejercicio 1 Componente Tapa para el peso 1 Multímetro digital Bomba hidráulica XXII 1 1 1 Fuente de alimentación de 24 V DC 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 4 2 6 4 6 6 7 7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 Tubo flexible, 600 mm 3 3 3 Tubo flexible, 1.000 mm 2 2 2 2 2 Tubo flexible, 1.500 mm 1 4 4 4 4 © Festo Didactic 551151 Informaciones para el instructor Objetivos didácticos La meta didáctica general del presente manual consiste en que los estudiantes sean capaces de entender, confeccionar, realizar el montaje y poner en funcionamiento circuitos básicos electrohidráulicos. Los estudiantes podrán adquirir estos conocimientos aprendiendo la teoría, montando circuitos reales en el panel de prácticas perfilado. La interacción directa entre la teoría y la práctica asegura un rápido y sostenible progreso de los estudios. Los objetivos detallados constan en la lista anterior correspondiente. Los objetivos didácticos concretos e individuales están relacionados con cada ejercicio específico. Duración aproximada El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos. Cada tarea deberá resolverse en aproximadamente una hora o en una hora y media. Componentes del equipo didáctico El manual de estudio, el manual de trabajo, la colección de ejercicios y los componentes se corresponden. Para resolver los 15 ejercicios se necesitan los componentes del equipo didáctico TP 601. Las tareas de todos los ejercicios pueden solucionarse montando los componentes en una placa perfilada de 1.100 mm de ancho. Las normas En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas: DIN ISO 1219-1 Técnica de fluidos; símbolos gráficos y esquemas de distribución EN 60617-2 hasta EN 60617-8 Símbolos gráficos utilizados en esquemas de distribución EN 81346-2 Sistemas industriales, equipos y productos industriales; principios aplicados para la estructuración e identificación de referencias Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas aparecen en color rojo. Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcadas con líneas o con celdas sombreadas en las tablas. Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial. Sugerencias para las clases Las sugerencias contienen informaciones adicionales sobre los procedimientos didácticos, sobre los componentes y sobre los sistemas de control instalados. Estas informaciones no aparecen en la colección de ejercicios. © Festo Didactic 551151 XXIII Soluciones Las soluciones que se ofrecen en el presente manual de trabajo se obtuvieron llevando a cabo mediciones de prueba. Por lo tanto, los resultados obtenidos por el instructor pueden ser diferentes. Especialidades de estudio A continuación se establece una relación entre las especialidades técnicas / profesiones y los temas incluidos en el manual «Fundamentos de circuitos electrohidráulicos». Profesión Tema Mecatrónico Analizar flujos de energía y transmisión de datos en módulos eléctricos, neumáticos e hidráulicos Crear sistemas parciales de mecatrónica Mecánico industrial Instalación y puesta en funcionamiento de sistemas de control. Electrónico especializado en técnicas de automatización Analizar y adaptar sistemas de control Efectuar el montaje de equipos y comprobar su seguridad Estructura de los ejercicios La estructura metódica es la misma para todos los 15 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la siguiente manera: Título Objetivos didácticos Descripción de la tarea a resolver Esquema de situación Tareas a resolver Medios auxiliares Hojas de ejercicios El manual del instructor contiene las soluciones de las 15 tareas incluidas en el manual de ejercicios. Denominación de los componentes Los componentes incluidos en los esquemas de distribución están denominados de acuerdo con la norma DIN ISO 1219-2. Todos los componentes incluidos en un circuito llevan el mismo número principal de identificación. Dependiendo del componente específico, se agregan letras de identificación. Si un circuito incluye varios componentes iguales, éstos están numerados correlativamente. Cilindros: Válvulas: Sensores: Señales de entrada: Accesorios: XXIV 1A1, 2A1, 2A2, ... 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, … 1B1, 1B2, ... S1, S2, … 0Z1, 0Z2, 1Z1, … © Festo Didactic 551151 Contenido del CD-ROM El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM se incluye en calidad de material didáctico complementario. Estructura del contenido del CD-ROM: Instrucciones de utilización Imágenes Hojas de datos Esquemas de distribución FluidSIM® Presentaciones Instrucciones de utilización Instrucciones para la utilización apropiada de los diversos componentes incluidos en el equipo didáctico. Estas instrucciones son útiles al efectuar el montaje y poner en funcionamiento los componentes respectivos. Imágenes Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos. Hojas de datos Las hojas de datos de los componentes se entregan junto con el equipo didáctico y, además, están guardadas en archivos de formato pdf. Esquemas de distribución FluidSIM® En esta carpeta se incluyen los esquemas de distribución FluidSIM® correspondientes a los 15 ejercicios. Presentaciones En esta carpeta se incluyen presentaciones resumidas de los componentes incluidos en el equipo didáctico. Pueden utilizarse, por ejemplo, para incluirlas en las presentaciones sobre proyectos. © Festo Didactic 551151 XXV XXVI © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1: Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá adquirido los conocimientos que se indican a continuación y, por lo tanto, habrá alcanzado las metas didácticas correspondientes: El estudiante conoce la construcción y funcionamiento de una bomba hidráulica. El estudiante conoce los parámetros más importantes relacionados con una bomba hidráulica. El estudiante puede seleccionar una bomba hidráulica apropiada. Descripción de la tarea a resolver En el taller de estudios se instalará un nuevo puesto de trabajo con equipos hidráulicos. El equipo incluye componentes del tamaño NG 4. La presión máxima deberá ser de 6 MPa (60 bar). En el taller se dispone de la toma necesaria de 230 V. Deberá seleccionarse la bomba hidráulica apropiada. tran spo Die Fix Fes Los ed tste Les seg coa llro frei uro stin llen ns s g are sin ne en no d son las tran kei ne t pas rue das spo Tra ada , no rtat nsp ptØ fun ion orts s cio loc ich pou nan k! eru r la ng! sØc par a urit efe Ø cto du s tran de rt spo rte Esquema de situación Puesto de trabajo de hidráulica © Festo Didactic 551151 1 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 1. 2. 3. 4. Tareas a resolver Describa la construcción y el funcionamiento de bombas hidráulicas. Calcule el caudal de una bomba hidráulica. Calcule el grado de eficiencia de una bomba hidráulica. Seleccione una bomba hidráulica apropiada. Medios auxiliares Hojas de datos Manual de estudio: Hidráulica 1. Descripción de la construcción y del funcionamiento de bombas hidráulicas Información Las bombas hidráulicas funcionan de acuerdo al principio de «aspiración y expulsión». Considerando el volumen de expulsión, es posible diferenciar entre tres tipos básicos de bombas hidráulicas: • Bombas de funcionamiento constante: el volumen de expulsión no cambia • Bombas ajustables: posibilidad de ajustar el volumen de expulsión • Bombas regulables: regulación del volumen en función de la presión, el caudal y la potencia Una bomba hidráulica genera un caudal volumétrico (pero no genera presión). El caudal volumétrico generado por la bomba (expresado en l/min) depende del volumen expulsado por cada giro y por las revoluciones de la bomba. Únicamente se produce una presión si se interpone una resistencia al caudal (por ejemplo, resistencia al flujo, resistencia de carga, válvula limitadora de presión). La presión se expresa en unidades de MPa o bar. 2 © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica a) Describa el funcionamiento de una bomba de engranajes. 1 2 3 Bomba de engranajes: dibujo en sección; 1: Compresión del líquido, 2: Cámara de presión, 3: Cámara de aspiración Las bombas de engranajes son bombas de funcionamiento constante, ya que no cambia el volumen expulsado, determinado por el espacio existente entre los dientes del sistema de engranajes. Principio de funcionamiento de una bomba de engranajes: • Una de las ruedas dentadas está unida a un sistema de accionamiento que se encarga del giro de la otra rueda dentada. • Se produce un vacío en la cámara de aspiración debido al aumento del volumen ocasionado por la salida de un diente del espacio que le corresponde. • El líquido sometido a presión llena las cámaras entre los dientes y fluye a lo largo del cuerpo de la bomba hacia la cámara de presión. • Al engranar los dientes de los rodillos, se expulsa el líquido sometido a presión hacia el tubo de salida. Indicaciones didácticas En el espacio entre los dientes, entre la cámara de aspiración y la cámara de expulsión, el líquido se comprime. Este líquido fluye hacia la cámara de presión a través de una ranura. Este flujo es necesario porque la compresión del aceite aprisionado provocaría picos de presión que ocasionarían ruidos y la avería de la bomba. El aceite de fuga de la bomba depende del espacio entre el cuerpo, las puntas y las superficies laterales de los dientes, de la sobreposición de los dientes, de la viscosidad del aceite y de las revoluciones de la bomba. © Festo Didactic 551151 3 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica b) Denomine los símbolos y explique brevemente el funcionamiento de los componentes. 1 2 3 P T M 4 Símbolo de una bomba hidráulica 1. Motor eléctrico con un sentido de giro Unidad de accionamiento de bombas hidráulicas 2. Bomba hidráulica Bomba de caudal constante. El volumen del caudal depende de las revoluciones de la bomba y del volumen de expulsión por cada giro. 3. Manómetro Indica la presión con un determinado margen de tolerancia. 4. Válvula limitadora de presión Válvula limitadora de presión regulable, sin conexión de fuga de aceite. La válvula empieza a abrir el paso a partir de una determinada presión que se ajustó previamente. 4 © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica c) En la fig. anterior, atribuya a cada componente de la bomba hidráulica el número que corresponda. 10 11 1 2 9 8 7 3 6 5 4 Representación esquemática de una bomba hidráulica Pieza Denominación 6 Tornillo de escape 3 Cámara de aspiración 2 Tubo de aspiración 10 Alimentación con filtro de aire 4 Chapa de estabilización del caudal 8 Filtro de entrada 9 Indicador de nivel; nivel máximo de llenado 7 Indicador de nivel; nivel mínimo de llenado 1 Motor y bomba 11 Retorno 5 Cámara de retorno © Festo Didactic 551151 5 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 2. Cálculo del caudal de una bomba hidráulica Información El volumen de expulsión V (también llamado volumen de transporte o volumen de elevación) es el parámetro que se utiliza para definir el tamaño de la bomba. Este parámetro define el volumen del líquido que transporta la bomba con cada giro (o, respectivamente, con cada movimiento de elevación). El volumen de líquido transportado por minuto se denomina caudal volumétrico q (caudal bombeado o caudal de transporte). Este caudal depende del volumen de expulsión V y de las revoluciones n de la bomba: q n V – Calcule el caudal volumétrico de una bomba hidráulica. Valores conocidos Revoluciones Volumen de expulsión n = 1.450 rpm V = 2,8 cm3 (por giro) Incógnita Caudal volumétrico q en l/min Cálculo q n V 1450 6 1 min 2,8 cm3 = 4060 cm3 dm3 l = 4,06 = 4,06 min min min © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 3. Cálculo del grado de eficiencia de una bomba hidráulica Información Una bomba transforma la potencia mecánica en potencia hidráulica. Esa transformación implica pérdidas de potencia. Esa pérdida se expresa a través del grado de eficiencia. La potencia hidráulica útil Phyd de una bomba hidráulica depende de la presión de funcionamiento p y del caudal volumétrico efectivo qef. Fórmula para calcular la potencia útil: Phyd p qef El grado de eficiencia volumétrica expresa la relación entre el caudal volumétrico efectivo y el caudal volumétrico teórico (calculado) de la bomba vol qef qth qth Vth n qef Vth n vol – Calcule el grado de eficiencia de una bomba hidráulica. Valores conocidos Revoluciones Volumen de expulsión Caudal volumétrico efectivo n = 1.450 rpm V = 6,5 cm3 (por giro) l qef 8,6 con 100 bar min Incógnita Grado de eficiencia vol Cálculo qth 6,5 cm3 1450 vol 1 l = 9,4 min min l qef 8,6 min = 0,92 = 92 % qth 9,4 l min © Festo Didactic 551151 7 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 4. Selección de una bomba hidráulica Información A continuación se ofrece datos técnicos resumidos correspondientes a tres bombas hidráulicas. Seleccione la bomba que cumpla las siguientes condiciones: • Motor de accionamiento con tensión nominal de 230 V • Frecuencia: 50 Hz • Caudal con revoluciones nominales: 2,2 l/min • Peso sin aceite: máx. 20 kg Informaciones generales HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50 Largo 580 mm 580 mm 580 mm Ancho Alto 300 mm 180 mm 300 mm 180 mm 300 mm 180 mm Bomba vacía Bomba con aceite 19 kg 24 kg 19 kg 24 kg 19 kg 29 kg Sistema eléctrico HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50 Motor Corriente alterna monofásica Corriente alterna monofásica Corriente alterna trifásica Potencia nominal 650 W 550 W 550 W Tensión nominal 230 V 110 V 400 V Frecuencia 50 Hz 60 Hz 50 Hz Revoluciones nominales 1.320 rpm 1.680 rpm 1.390 rpm Grado de protección IP 20 IP 20 IP 20 Tiempo de utilización 50 % 50 % 100 % Dimensiones Peso 8 © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica Hidráulica HA-5L-230-50 Medio Aceite mineral. Recomendado: 22 cSt (mm2/s) Construcción de la bomba Bomba de corona dentada exterior Caudal volumétrico 1,6 cm3 1,6 cm3 1,6 cm3 Caudal en función de las revoluciones nominales 2,2 l/min 2,7 l/min 2,2 l/min Presión de funcionamiento 0,5 – 6 MPa (5–60 bar) Ajuste Manual Manómetro, margen de indicación 0 –10 MPa (0–100 bar) Manómetro: clase de calidad 1,6 Volumen del depósito de aceite aprox. 5 l Filtro de retorno, grado de filtración 90 m Conexión Un acoplamiento por P y otro por T, un acoplamiento para el tubo del depósito, una conexión para el depósito calibrado de evacuación. – HA-5L-110-60 aprox. 5 l HA-20L-400-50 aprox. 10 l ¿Qué bomba hidráulica seleccionó usted? Explique su elección. La bomba hidráulica apropiada es la HA-5L-230-50. Esta bomba cumple las siguientes condiciones: • Motor de accionamiento con tensión nominal de 230 V • Frecuencia 50 Hz • Caudal con revoluciones nominales: 2,2 l/min • Peso sin aceite: máx. 20 kg © Festo Didactic 551151 9 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 10 © Festo Didactic 551151 Contenido Ejercicios y hojas de trabajo Ejercicio 1: Ejercicio 2: Ejercicio 3: Ejercicio 4: Ejercicio 5: Ejercicio 6: Ejercicio 7: Ejercicio 8: Ejercicio 9: Ejercicio 10: Ejercicio 11: Ejercicio 12: Ejercicio 13: Ejercicio 14: Ejercicio 15: Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica _________________________________1 Puesta en funcionamiento de una prensa hidráulica de dos columnas _________________ 11 Alimentación de piezas a prensar _______________________________________________ 19 Desvío de cajas _____________________________________________________________ 35 Accionamiento de una plataforma elevadora _____________________________________ 51 Fijación de bloques de válvulas ________________________________________________ 65 Fijación de bloques de motor __________________________________________________ 83 Curvado de tubos de metal ____________________________________________________ 95 Montaje a presión de rodamiento de bolas ______________________________________ 107 Achaflanar piezas __________________________________________________________ 123 Abrir y cerrar la puerta de un horno, ejercicio A __________________________________ 135 Embutición profunda de chapas _______________________________________________ 151 Abrir y cerrar la puerta de un horno, ejercicio B __________________________________ 163 Transporte de contenedores __________________________________________________ 177 Eliminar un fallo en una estación de manipulación de contenedores _________________ 191 © Festo Didactic 551151 I II © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1: Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica Objetivos didácticos Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá adquirido los conocimientos que se indican a continuación y, por lo tanto, habrá alcanzado las metas didácticas correspondientes: El estudiante conoce la construcción y funcionamiento de una bomba hidráulica. El estudiante conoce los parámetros más importantes relacionados con una bomba hidráulica. El estudiante puede seleccionar una bomba hidráulica apropiada. Descripción de la tarea a resolver En el taller de estudios se instalará un nuevo puesto de trabajo con equipos hidráulicos. El equipo incluye componentes del tamaño NG 4. La presión máxima deberá ser de 6 MPa (60 bar). En el taller se dispone de la toma necesaria de 230 V. Deberá seleccionarse la bomba hidráulica apropiada. tran spo Die Fix Fes Los ed tste Les seg coa llro frei uro stin llen ns s g are sin ne en no d son las tran kei ne t pas rue das spo Tra ada , no rtat nsp ptØ fun ion orts s cio loc ich pou nan k! eru r la ng! sØc par a urit efe Ø cto du s tran de rt spo rte Esquema de situación Puesto de trabajo de hidráulica © Festo Didactic 551151 1 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 1. 2. 3. 4. Tareas a resolver Describa la construcción y el funcionamiento de bombas hidráulicas. Calcule el caudal de una bomba hidráulica. Calcule el grado de eficiencia de una bomba hidráulica. Seleccione una bomba hidráulica apropiada. Medios auxiliares Hojas de datos Manual de estudio: Hidráulica 1. Descripción de la construcción y del funcionamiento de bombas hidráulicas Información Las bombas hidráulicas funcionan de acuerdo al principio de «aspiración y expulsión». Considerando el volumen de expulsión, es posible diferenciar entre tres tipos básicos de bombas hidráulicas: • Bombas de funcionamiento constante: el volumen de expulsión no cambia • Bombas ajustables: posibilidad de ajustar el volumen de expulsión • Bombas regulables: regulación del volumen en función de la presión, el caudal y la potencia Una bomba hidráulica genera un caudal volumétrico (pero no genera presión). El caudal volumétrico generado por la bomba (expresado en l/min) depende del volumen expulsado por cada giro y por las revoluciones de la bomba. Únicamente se produce una presión si se interpone una resistencia al caudal (por ejemplo, resistencia al flujo, resistencia de carga, válvula limitadora de presión). La presión se expresa en unidades de MPa o bar. 2 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica a) Describa el funcionamiento de una bomba de engranajes. 1 2 3 Bomba de engranajes: dibujo en sección; 1: Compresión del líquido, 2: Cámara de presión, 3: Cámara de aspiración © Festo Didactic 551151 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 3 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica b) Denomine los símbolos y explique brevemente el funcionamiento de los componentes. 1 2 3 P T M 4 Símbolo de una bomba hidráulica 4 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica c) En la fig. anterior, atribuya a cada componente de la bomba hidráulica el número que corresponda. 10 11 1 2 9 8 7 3 6 5 4 Representación esquemática de una bomba hidráulica Pieza Denominación Tornillo de escape Cámara de aspiración Tubo de aspiración Alimentación con filtro de aire Chapa de estabilización del caudal Filtro de entrada Indicador de nivel; nivel máximo de llenado Indicador de nivel; nivel mínimo de llenado Motor y bomba Retorno Cámara de retorno © Festo Didactic 551151 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 5 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 2. Cálculo del caudal de una bomba hidráulica Información El volumen de expulsión V (también llamado volumen de transporte o volumen de elevación) es el parámetro que se utiliza para definir el tamaño de la bomba. Este parámetro define el volumen del líquido que transporta la bomba con cada giro (o, respectivamente, con cada movimiento de elevación). El volumen de líquido transportado por minuto se denomina caudal volumétrico q (caudal bombeado o caudal de transporte). Este caudal depende del volumen de expulsión V y de las revoluciones n de la bomba: q n V – Calcule el caudal volumétrico de una bomba hidráulica. Valores conocidos Revoluciones Volumen de expulsión n = 1.450 rpm V = 2,8 cm3 (por giro) Incógnita Caudal volumétrico q en l/min Cálculo 6 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 3. Cálculo del grado de eficiencia de una bomba hidráulica Información Una bomba transforma la potencia mecánica en potencia hidráulica. Esa transformación implica pérdidas de potencia. Esa pérdida se expresa a través del grado de eficiencia. La potencia hidráulica útil Phyd de una bomba hidráulica depende de la presión de funcionamiento p y del caudal volumétrico efectivo qef. Fórmula para calcular la potencia útil: Phyd p qef El grado de eficiencia volumétrica expresa la relación entre el caudal volumétrico efectivo y el caudal volumétrico teórico (calculado) de la bomba vol qef qth qth Vth n qef Vth n vol – Calcule el grado de eficiencia de una bomba hidráulica. Valores conocidos Revoluciones Volumen de expulsión Caudal volumétrico efectivo n = 1.450 rpm V = 6,5 cm3 (por giro) l qef 8,6 con 100 bar min Incógnita Grado de eficiencia vol Cálculo © Festo Didactic 551151 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 7 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 4. Selección de una bomba hidráulica Información A continuación se ofrece datos técnicos resumidos correspondientes a tres bombas hidráulicas. Seleccione la bomba que cumpla las siguientes condiciones: • Motor de accionamiento con tensión nominal de 230 V • Frecuencia: 50 Hz • Caudal con revoluciones nominales: 2,2 l/min • Peso sin aceite: máx. 20 kg Informaciones generales HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50 Largo 580 mm 580 mm 580 mm Ancho Alto 300 mm 180 mm 300 mm 180 mm 300 mm 180 mm Bomba vacía Bomba con aceite 19 kg 24 kg 19 kg 24 kg 19 kg 29 kg Sistema eléctrico HA-5L-230-50 HA-5L-110-60 HA-20L-400-50 Motor Corriente alterna monofásica Corriente alterna monofásica Corriente alterna trifásica Potencia nominal 650 W 550 W 550 W Tensión nominal 230 V 110 V 400 V Frecuencia 50 Hz 60 Hz 50 Hz Revoluciones nominales 1.320 rpm 1.680 rpm 1.390 rpm Grado de protección IP 20 IP 20 IP 20 Tiempo de utilización 50 % 50 % 100 % Dimensiones Peso 8 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 551151 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica Hidráulica HA-5L-230-50 Medio Aceite mineral. Recomendado: 22 cSt (mm2/s) Construcción de la bomba Bomba de corona dentada exterior Caudal volumétrico 1,6 cm3 1,6 cm3 1,6 cm3 Caudal en función de las revoluciones nominales 2,2 l/min 2,7 l/min 2,2 l/min Presión de funcionamiento 0,5 – 6 MPa (5–60 bar) Ajuste Manual Manómetro, margen de indicación 0 –10 MPa (0–100 bar) Manómetro: clase de calidad 1,6 Volumen del depósito de aceite aprox. 5 l Filtro de retorno, grado de filtración 90 m Conexión Un acoplamiento por P y otro por T, un acoplamiento para el tubo del depósito, una conexión para el depósito calibrado de evacuación. – HA-5L-110-60 aprox. 5 l HA-20L-400-50 aprox. 10 l ¿Qué bomba hidráulica seleccionó usted? Explique su elección. © Festo Didactic 551151 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 9 Ejercicio 1 – Equipamiento de un puesto de trabajo de hidráulica 10 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic 551151
