1. Calcule cuantos bar marcan los manómetros M1 y M2 cuando esta energizado S1 y el cilindro está en movimiento.
2. Calcule cuantos bares marcan los manómetros M1 y M2 cuando esta energizado S2 y el cilindro está en movimiento.
3. Calcule los Kw suministrados por el motor eléctrico cuando el cilindro está bajando, y cuando está subiendo.
4. Calcule los cm/seg de subida y bajada del cilindro. 20 lpm 90 bar M2 6 cm 2 cm P T 120 bar 25 lpm S1 20 lpm M1 2.000 Kg M3 A B S2
M
El sistema mostrado comienza a moverse con 200 rpm del tambor de 8”, y a medida que se enrolla la cuerda de ¼” la velocidad del peso suspendido aumenta proporcionalmente a como baja la capacidad de carga. Con la información suministrada calcule:
1. Cuantas pulgadas subirá la carga cuando se hayan enrollado 5 hileras de cuerda. 2. A que diámetro del tambor llegará la cuerda cuando se detenga el movimiento. 3. Cuanta potencia absorberá el sistema cuando se hayan enrollado 20 hileras de
cuerda en el ancho de 50”.
.
4. Cual será a velocidad lineal de la carga en pul/seg. en la hilera 20. Nota: Tomar en cuenta el diámetro de la cuerda para todos los cálculos.
500 lb 3:1 Caja reductora de velocidad 8" P = 1.500 Psi 50" ¼" 1800 rpm
M
3,67 pul3/revCIRCUITO
Elabore un circuito hidráulico según lo siguiente:
Tanque 300l con aereador llenador e indicador de nivel y temperatura.
Grupo motor eléctrico 1800rpm, acoplado a una bomba de caudal variable 3 in3/rev que posee un filtro de succión y drenaje externo.
A la salida de la bomba conseguimos un filtro de presión de 3 micrones y eficiencia superior al 98%.
A continuación tenemos una válvula de alivio ajustada a 2000 psi, que en su conexión venting tiene conectada una direccional 2P, 2V, 1S, normalmente cerrada, la cual cuando esta energizada conecta la línea de venting con una válvula de alivio remota ajustada a 500 psi, esta válvula es solo por seguridad y en este problema nunca se energizara.
En la de alivio está conectado el manómetro M, que lee la presión de la bomba.
Después la de alivio encontramos una check en línea con una presión de apertura de 90 psi, usada para generar presión piloto a la direccional del sistema.
Siguiendo con el circuito conseguimos una direccional pilotada de 4V, 2P, 1S, usando solo la posición central completamente abierta y la posición paralela del lado del solenoide, posee drenaje y piloto externos, al pórtico “P” le llega aceite de la bomba y en su pórtico “A” conseguimos una check pilotada cuyo piloto está conectado al pórtico “B”;
Esta check está ubicada antes de un motor hidráulico de 12 in3/rev. unidireccional y que se encuentra acoplado a una caja reductora de velocidad con una relación 4:1, que mueve un carrete de diámetro primitivo de 8” y 50”
Al pórtico de salida del motor está conectada una válvula de freno doble piloto con una relación 8:1 la cual está ajustada a 800 psi y su salida se conecta al pórtico “B” de la direccional pilotada.
Esta direccional, en su conexión de tanque se une con la otra línea de retorno que viene de la de alivio principal y ambas convergen a un filtro de retorno de 10 micrones y eficiencia superior a 99% con válvula check de protección, para luego pasar por un intercambiador de calor y dirigirse a tanque.
Según lo descrito anteriormente: 1. Elabore el circuito.
2. Cuantos psi marcará el manómetro “M” cuando esta energizado el solenoide de la direccional pilotada y la cuerda de ¼” se haya enrollado tres hileras sobre el tambor de 8” a lo largo de las 50”.
3. Cuál es la máxima carga que puede levantar el sistema cuando la cuerda está en la primera vuelta. (para este cálculo desprecie el diámetro de la cuerda).
DIRECCIONALES 2.
En el sistema mostrado diga hacia cual lado se mueve cada uno de los cilindros de la figura. P T A B P T A B P T A B P T A B
A
B
C
CILINDROS
En el circuito mostrado, calcule el valor en pulgadas del diámetro ”
d
” del vástago del cilindro de la derecha, para que el manómetro de la misma figura marque los 1000 psi que indica. 4" 3" 2"d"
3" 1.5" 500 psi 1000 psi 2000 lb 1000 lb MCIRCUITO.
Tenemos un circuito hidráulico con las siguientes características: 1. Tanque 300l con indicador de nivel y aereador llenador.
2. Motor eléctrico de 1200 rpm que tiene acoplada una bomba doble de engranajes con succión única y con desplazamientos B1 = 50 cc/rev y B2 = 10 cc/rev, la cual posee un filtro de succión.
3. A la salida de cada bomba conseguimos una válvula de alivio con venting normalmente abierto en su estado de reposo, con solenoides S1 y S2 respectivamente, cada una ajustada a una presión de 140 bar.
4. Antes de que se sumen los caudales conseguimos dos válvulas check, después de las cuales las tuberías se juntan.
5. A continuación el caudal pasa por un filtro con indicador eléctrico de colmataje. 6. Luego va a una direccional pilotada de 4V, 2P, 1S solo con la posición central y la
posición paralela, esta válvula posee el solenoide S3; y en la posición central el pórtico “P” está bloqueado y el resto de las conexiones comunicadas entre si y conectadas al tanque.
7. El pórtico “A” de la direccional está conectado a la entrada de un motor hidráulico unidireccional M1 = 30 cc/rev con drenaje externo.
8. La salida del motor hidráulico pasa por una válvula de freno de doble piloto antes de conectarse al pórtico “B” de la direccional.
9. Todos los retornos se pasan por un filtro y un intercambiador de calor antes de regresar al tanque.
2. Calcule el diámetro en pulgadas que debería tener el tramo de tubería que se encuentra entre el Pórtico “A” de la direccional y la entrada del motor hidráulico, usando como velocidad del aceite 4,21 m/seg.
3. Cuál es el torque máximo en Nm que puede transmitir el motor hidráulico cuando trabaja solo la bomba B2, y a cuantas rpm gira.
PROBLEMA Nº 131
Elabore un esquema hidráulico en donde una direccional 2P – 4V operada por un piloto hidráulico, y posicionada por un resorte, la cual está normalmente en su posición paralela, para actuar debe poder recibir aceite piloto de tres válvulas pilotos de 3V - 2P, operadas por botón y posicionadas por resorte. El aceite lo recibirá de una válvula a la vez.
Figura 1
M P T A B 2.800 psi 10 gpm S1 S2 2.000 lb 2" 1 3/4" 300 psi 10:1 1 gpm M2 M12. Calcule cuantos psi marca M2 cuando está energizado S2. 3. Calcule cuantos psi marca M1 cuando está energizado S2.
4. Diga si la carga se moverá cuando está energizado S2, calcule y razone su respuesta.
5. Calcule la potencia que consume el cilindro cuando se energiza S1, usando una eficiencia del 80%.
6. Calcule la potencia que consume el cilindro cuando se energiza S2, usando una eficiencia del 80%.
Solenoide Energizado
M1 M2 M3 M4
NingunoS1
S1+S4
S1+S3
S2
S2+S3
S2+S4
1. Con los datos del circuito de la Figura 2, complete el cuadro anexo con las presiones en psi que marcará cada manómetro, según la combinación de solenoides energizados que se mencionan en la primera columna.
2. Dibuje en el circuito de la figura 2 los tres tipos de filtros que se pueden usar en un circuito hidráulico e indique el nombre de cada uno.
P 10 ton T A B 4" 3,5"
M4
2000 psi S1 S2M3
M
S3 S43 gpm
M1
M2
2100 psi 1000 psi 2500 psi Bomba Compensada 1,93 in3/rev. Ajustada a 2000 psi1795 rpm
P T B AElabore un circuito hidráulico según lo siguiente:
1. Sistema de bombeo en circuito de alta y baja, con presiones de 500 y 2000 psi, caudales de 5 y 30 gpm, usando válvula con venting normalmente abierta que recircule el aceite en el momento del arranque.
2. Válvula direccional pilotada con centro en circuito regenerativo, de 4V, 3P, 2S, centrada por resortes con drenaje externo.
3. Cilindro hidráulico horizontal de doble vástago.
4. Colocar todos los tipos de filtros posibles e identifíquelos. 5. Tanque con sus accesorios.
Figura 3
P T A B S1 S2M
S3 S4M1
1600 psi 800 psi 1800 psi Bomba Compensada 15 gpm Ajustada a 1500 psi P T B A 1 gpm M2 2.000 lb 4"3 ½"
5:1presiones en psi que marcará cada manómetro, según la combinación de solenoides energizados que se mencionan en la primera columna.
Solenoide Energizado
M1 M2
NingunoS1
S1+S4
S1+S3
S2
S2+S3
S2+S4
2. Con los datos del circuito de la Figura 3, complete el cuadro anexo con la potencia expresada en hp suministrada por el motor eléctrico en cada fase del circuito, usando una eficiencia del 80% y la velocidad del cilindro en pul/seg, según la combinación de solenoides energizados que se mencionan en la primera columna. Solenoide Energizado
HP Velocidad
S1+S4
S1+S3
S2+S3
S2+S4
El circuito mostrado pertenece a un sistema intensificador de presión, en donde una bomba de un caudal Q entrando al área mayor del intensificador, produce una velocidad de 1,56 mm/seg al cilindro de 8”, y con la presión P se obtiene una fuerza de 314.159,27lb.
Con estos datos:
1. Calcule la presión P del manómetro. 2. Calcule el caudal Q.
3. Si el lado de 10” del intensificador se mueve 5”, calcule cuantas pulgadas se moverá el vástago de 8”. 8" 9" 4" 10"
P
Q
V = 1,56 mm/seg F = 314.159,27 lbCILINDRO ELEVADOR
Se requiere desarrollar un sistema hidráulico para un elevador con los siguientes lineamientos:
3 Cilindros de 3 ¼” de diámetro y 120” de recorrido, funcionando como simple efecto.
Velocidad de subida 2 cm/seg.
La carga a mover es de 16.587,00 lb.
Los cilindros deberán poderse mover simultáneamente. Elaborar un circuito en el cual:
Para subir la carga se encienda solo el motor eléctrico y el caudal de la bomba se dirija al cilindro correspondiente.
Al apagar el motor, el cilindro debe mantenerse en esa posición por tiempo indefinido.
Para bajar se energizará solo una electro válvula conectada en paralelo con la tubería, y la carga bajará a razón de 2 pul/seg por su propio peso, sin encender el motor eléctrico.
La velocidad e bajada debe mantenerse constante, independiente del peso. Disponer de un sistema de protección contra sobrecargas.
Usar una sola bomba y válvulas de cartucho.
Filtrar todo el aceite con 10 micras con una eficiencia superior al 99%, y usar indicador de colmataje eléctrico.
1. Llene el cuadro superior con los valores de presión en psi que marcaran los manómetros M1 y M2 cuando sean energizados los solenoides S1 y S2 respectivamente.
2. Calcule las velocidades en pul/seg de subida y bajada del cilindro. 3. Calcule la potencia mínima que debería tener el motor eléctrico.
S1 S2 M1 M1 Soleniode energizado S1 S2 P A B 1200 psi 700 psi T 4" 2 ½" M 10 gpm 5 gpm 600 psi 1000 psi M1 M2
Dibuje un circuito hidráulico compuesto por los siguientes componentes: 1. Grupo de bombeo formado por:
Motor eléctrico. Cuplón.
Campana de acople. Filtro de succión.
Bomba variable con load sensing. Control de flujo.
Filtro de retorno con válvula de by pass.
Intercambiador de calor. Válvula de alivio.
Válvula direccional 2P 2V 1S normalmente abierta, conectada a la línea de load sensing de la bomba.
Tanque con accesorios.
2. Grupo de trabajo Nº 1 compuesto por:
Válvula reductora de presión conectada en el pórtico P de la direccional. Válvula direccional pilotada 4V – 3P - 2S centro cerrado, drenaje externo. Cilindro doble efecto horizontal con una check pilotada en su área anular. 3. Grupo de trabajo Nº 2 compuesto por:
Cilindro vertical hacia abajo. Válvula de contrabalance.
Válvula direccional pilotada 4V – 3P - 2S centro con P bloqueado y los pórticos A y B comunicados entre sí y conectados al tanque, drenaje externo.
Presostato y manómetro en el área del pistón. 4. Grupo de trabajo Nº 3 compuesto por:
Motor hidráulico bi direccional.
Válvulas de freno en ambos extremos.
Válvula direccional pilotada 4V – 3P - 2S centro con P bloqueado y los pórticos A y B comunicados entre sí y conectados al tanque, drenaje externo.
cilindros hidráulicos de 3 ¼” x 2” x 16” separados una distancia de 3m.
Los cilindros deberán moverse sincronizados para no producir daños estructurales a la plataforma.
Construir un circuito hidráulico de sincronismo usando solo los componentes que se listan a continuación:
Dos cilindros 3¼” x 2” x 16” usados como simple efecto, con las áreas de 3¼” para ejercer la fuerza y las áreas anulares conectadas al tanque.
Dos motores hidráulicos de 10 cc/rev cada uno, unidos por el eje y con drenaje externo.
Un control de flujo para regular la velocidad de bajada y permitir flujo libre para la subida.
Una check pilotada en el pórtico A de la direccional, para sostener la plataforma. Una direccional de palanca 4V-3P centrada por resortes y el centro abierto, la
cual tiene en su pórtico A la check pilotada y en el pórtico B una válvula de alivio secundaria para limitar la presión en el piloto de la check.
El grupo de bombeo formado por un motor eléctrico de 3 hp acoplado a una bomba de 3 gpm.
Filtro de succión.
Filtro de retorno con indicador.
Válvula de alivio principal con manómetro. Tanque con accesorios.
1. Elabore el circuito.
2. A cuantas rpm giran los motores cuando la plataforma está subiendo.
3. Cuantas libras de fuerza puede desarrollar cada cilindro para subir la plataforma.
4. Si la check pilotada tiene una relación de 5:1, calcule la presión mínima a la cual se debe ajustar la válvula de alivio secundaria para que la plataforma pueda bajar.
5. Cuanta potencia suministra al sistema el motor eléctrico cuando la plataforma está bajando.
6. Si usamos una tubería de ¾” en la succión de la bomba calcule la velocidad del aceite en esa tubería en pies/seg.
7. Calcule el diámetro en pulgadas de la tubería de presión usando una velocidad del aceite de 5 m/seg.