4.1 Desarrollo de circuitos
tipicos hidraulicos
Desarrollo
Una de las necesidades de
los diferentes procesos tanto en la mediana o pequeña industria es la
automatización de los mismos en los que requieren de diferentes forma de
realizarlos dando paso al uso de distintos accesorios y elementos fundamentales
para poder hacerlos realidad a continuación se presentaran ejemplos en los que
se enumeran algunos y además se verá su funcionamiento.
Ejemplo.
1.- Descripción.
Se necesita un proceso
automático de dos cilindros de doble efecto donde su funcionamiento sea de
forma secuencial, donde se requiere también válvulas anti retorno pilotada para
asegurar el regreso de los actuadores y además la seguridad de que como se
trabaja con fuerza no exista mayor peligro para las personas que estén
utilizando este proceso, presentando principalmente el diseño así como su
respectiva simulación para su previa verificación dando paso luego a su
instalación o construcción.
-Diseño(hidráulico).
-Diseño (Eléctrico).
-Elementos utilizados.
Depósito o Tanque.
La función natural de un tanque hidráulico es:
Contener o almacenar el fluido de un sistema hidráulico
Evacuar el calor
Sedimentación
Separación del aire
Separación del agua
Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora
bloquea el fluido de retorno para impedir su llegada directamente a la
línea de succión. Así se produce una zona tranquila, la cual permite
sedimentarse a las partículas grandes de suciedad, que el aire alcance la
superficie del fluido y da oportunidad de que el calor se disipe hacia las
paredes del tanque.
La desviación del fluido es un aspecto muy importante en
la adecuada operación del tanque. Por esta razón, todas las líneas que regresan
fluido al tanque deben colocarse por debajo del nivel del fluido y en el lado
de la placa deflectora opuesto al de la línea de succión.
Tapa de llenado - Mantiene los contaminantes fuera de la
abertura usada para llenar y añadir aceite al tanque. En los tanques presurizados
la tapa de llenado mantiene hermético el sistema. Mirilla - Permite revisar el
nivel de aceite del tanque hidráulico. El nivel de aceite debe revisarse cuando
el aceite está frío. Si el aceite está en un nivel a mitad de la mirilla,
indica que el nivel de aceite es correcto. Tuberías de suministro y retorno -
La tubería de suministro permite que el aceite fluya del tanque al sistema. La
tubería de retorno permite que el aceite fluya del sistema al tanque. Drenaje -
Ubicado en el punto más bajo del tanque, el drenaje permite sacar el aceite en
la operación de cambio de aceite. El drenaje también permite retirar del aceite
contaminante como el agua y sedimentos
Banco Hidráulico de Pruebas (Laboratorios de Hidráulica
de la U.P.S).
Parte Hidráulica.
Parte Eléctrica.
Electro Válvula con Posición Inicial Tipo Tandem.
Aquí, en la posición central de la válvula direccional,
se bloquean las conexiones de trabajo, por lo tanto el sistema no puede ser
movido manualmente.
Por otro lado, las conexiones de presión y tanque, están
comunicadas, lo que permite que la bomba en esta posición descargue
directamente al depósito y a baja presión.
La reacción del sistema, cuando se ubica en una posición
de trabajo es por lo tanto más lenta que en el caso anterior.
Válvulas de Doble Pilotaje.
· Permite
el bloqueo en dos sentidos de un receptor de doble efecto.
· Construida
por dos válvulas anti retorno pilotadas.
Válvulas Secuenciales
Una válvula de secuencia tiene por función, luego de
alcanzar cierta presión entregar una señal de salida. Esta señal de salida
puede estar dentro del campo de las presiones bajas o normales, y también puede
ser eléctrica. La presión de respuesta de una válvula de secuencia,
generalmente es regulable.
-Simulacion:
Para realizar la simulación tenemos que contar con el
programa FluidSIM
- Instalación:
Como se puede diferenciar el funcionamiento tanto en la
simulación como en la instalación misma ya del circuito, en donde podemos
verificar que mediante el mando eléctrico y una válvula 4/3 (TIPO TANDEM ) que
la misma no permite el trabajo directo de la bomba si no en el momento en que
esta sea accionada enviamos presión a la entrada del primer cilindro de doble
efecto que causara obviamente el trabajo de salida, una vez cumplida su carrera
el flujo continuara y se guiara hacia la válvula secuencial 1 en donde al
incrementar su presión esta se abrirá y dar paso al flujo que como se puede ver
hará que la misma accione el cilindro de doble efecto 2, teniendo como
consecuencia un proceso en secuencia, de la misma forma para el retorno
teniendo en cuenta que las presiones en las válvulas de secuencia son reguladas
para poder tener este tipo trabajo o funcionamiento.
4.2 Desarrollo típicos de circuitos electrohidráulico
Los circuitos
electrohidráulicos permiten darnos cuenta de las múltiples posibilidades
que se alcanzan con su utilización y puede ser un punto de partida para
comprender las maquinas mas complicadas.
Estas
maquinas pueden utilizar distintos tipos de aceites para trabajar,
entre ellos destacan tres tipos, mezclas de aceites minerales, mezclas
de agua-aceites y aceites sintéticos, además, estos tienen una doble
función, aparte de generar potencia, también funcionan como lubricantes.
La dirección
electro-hidráulica o EHPS (Electro-Hydraulic Powered Steering) es una
evolución de la dirección hidráulica. En vez de utilizar una bomba
hidráulica conectada al motor utiliza un motor eléctrico para mover la
bomba hidráulica.
Electrohidráulica
Un sistema
electrohidráulico es un conjunto de elementos que, dispuestos en forma
adecuada y conveniente, producen energía electrohidráulica partiendo de
otra fuente, que normalmente es electromecánica (motor eléctrico) o
termo mecánica (motor de combustión interna).
La
energía entregada por los medios mencionados es receptada por los
elementos del sistema, conducida, controlada y por ultimo transformada
en energía mecánica por los actuadores.
El
fluido transmisor de esta energía es principalmente aceite,
evidentemente no cualquier aceite. Ya que debe poseer algunas
características particulares.
La energía electrohidráulica se genera de la siguiente manera.
Se
recibe energía electromecánica a travez de la bomba de instalación.
Esta la impulsa obligándola a pasar por el circuito, hasta llegar a los
puntos de utilización.
Osea
hasta los actuadores encargados de transformar dicha energía en
mecánica podemos evidenciar tres grupos perfectamente localizados, a
detallar:
Sistema de impulsion y bombeo
Sistema intermedio compuesto por elementos de control, comando y conexiones
Actuadores y consumidores
Banco Electrohidraulico
Electrovalvulas
La
valvula de solenoide electrica funciona al suministrar corriente
electrica al iman de la bobina, el campo magnetico mueve el cuerpo de
cilindro deslizante de la valvula, el cual dirige el aceite.
Cabe recordar
que la unica diferencia entre una valvula hidraulica/electrica y una
valvula hidraulica ordinaria es la forma en que se mueve el cuerpo de
cilindro.
Se les llama
solenoides por ser accionadas por corriente continua, cuando son
accionadas por corriente alterna se les llama electroimanes.
Valvulas hidraulicas de cuatro vias, operadas electricamente
en
la figura 7.15 a vemos una valvula directamente accionada por
solenoide, que es aquella en la cual el elemento motriz para accionar la
corredera deslizante es unicamente un electroiman o un solenoide.
La accion de
este, cuando se encuentra energizado, se traduce en un empuje o una
traccion de la corredera. En dicha figura tenemos una valvula de cuatro
vias, dos posiciones, de retorno por la accion de un resorte
antagonista, y accionada por el electroiman dibujado al costado derecho
de la valvula. Cuando se energiza la solenoide la corredera es emujada
por la accion de este hacia la izquierda, se conecta la presion a la
cara 2 del cilindro mientras que la cara 1 queda dreana al tanque. La
corriente electrica debe ser mantenida sobre el solenoide para que este a
su vez mantenga a la corredera empujada totalmente hacia la izquierda.
Cuando se corta la corriente y la solenoide se desenergiza, el resorte
empuja energicamente a su vez a la corredera hacia la derecha
conectandose entonces las puertas del cuerpo de la valvula de la manera
demostrada en la figura
Las valvulas solenoides siempre se representan en los esquemas de
circuiteria con el conexionado correspondiente a su posicion
desenergizada.
Reelevadores
Con los
relevadores fue posible establecer automaticamente una secuencia de
operaciones, programas tiempos de retardo o conteo de eventos, pero aun
con todas sus ventajas, por su naturaleza electromecanica, tienen un
solo periodo de vida, sus partes conductoras de corriente en algun
momento pueden dañarse y mas aun, la inconveniencia mas importante de la
logica con relevadores, es su naturaleza fija, es decir, la logica de
un panel de reles es establecida por los diseñadores desde un principio y
mientras la maquina dirigida por este panel este llevando los mismo
pasos en la misma secuencia, todo esta perfecto. Pero cuando se necesite
un cambio de produccion en las operaciones de ese proceso, la logica
del panel debe ser re-diseñada, y si el cambio es muy grande puede ser
mas economico desechar el panel actual y construir uno nuevo
involucrando gran cantidad de tiempo, trabajo y materiales, a parte de
las perdidas ocasionadas en la produccion.
Relevador Marca FESTO
El modulo
incluye tres reles con conexiones y dos barras colectoraspara la
alimentacion de tension. Todos los conectores de seguridad son de 4mm.
La unidad se monta sobre un bastidor o en el panel de practicas
perfilado mediantre cuatro adaptadores enchufables.
tipos de dispositivos electricos
Botoneras
Funcionamiento:
Incluye contactos normalmente cerrados y contactos normalmente abiertos, además de lámparas indicadoras.
Estos contactos abren o cierran circuitos eléctricos.
Es necesario el enclavamiento de estos por
medio de relevadores para mantener el circuito con un solo botonazo sin
necesidad de mantenerlo presionado
El contacto abierto es aquel que al energizar la bobina que lo controla se cierra
El contacto normalmente cerrado es aquel que cuando se energiza la bobina que lo controla se abre
Algunos otros elementos frecuentemente utilizados son los contactores
con un tiempo de retardo en los cuales sus contactos se activan hasta
un intervalo de tiempo después de que se energiza la bobina del mismo.
Circuitos Electrohidralicos
Para el diseño
de un circuito es imprescindible el conocimiento exacto de las
necesidades y trabajos a realizar por los elementos accionadores
(velocidades, fuerzas, tiempos, ciclos, etc.) asi como las limitaciones
(espacio, potencia disponible, tipo de energia, etc.) con los datos del
diseño. Y con la ayuda de los simbolos, se hace un croquis en el que se
dibujan los elementos accionadores y los impulsores, a continuacion se
elabora una secuencia de los movimientos y trabajos a realizar.
Estos
movimientos y trabajos o fases del ciclo ayudaran a definir los
componentes de regulacion y control que se han de intercalar entre el
accionador final y el elemento impulsor. Finalmente se añaden al croquis
los accesorios del sistema.
Una vez
realizado el croquis del circuito, se enumeran los componentes, y en una
relacion aparte se les da el nombre y apellido: lo que en el croquis
era una bomba debe definirse y concretarse en tipo, velocidad de
funcionamiento, presion de trabajo, etc. El cilindro debe definirse en
funcion de su longitud de carrera, areas, diametro del vastago, etc. Y
asi se hara con cada uno de los componentes ( tipo de conexión y
montaje, escala de los indicadores, tipo de fluido, etc)
