fundamentos de hidraulica basica

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FUNDAMENTOS

DE HIDRAULICA

GENERALIDADES DEL CURSO

Generalidades del Curso

Generalidades

El objetivo de este módulo es enseñar los fundamentos de hidráulica básica; identificar y describir la función de las válvulas usadas en los sistemas hidráulicos Caterpillar y de las bombas de paletas, de engranajes y de pistones; desarmar y armar los componentes hidráulicos; identificar y describir la función de los símbolos hidráulicos ISO; trazar el flujo de aceite y describir la operación de los diferentes sistemas hidráulicos.

Este curso fue desarrollado para usarse con el Equipo de

Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II aunque también puede usarse otro equipo de capacitación de sistemas hidráulicos. En caso de usarse un equipo de capacitación diferente al Explorer II, puede necesitarse adaptar los contenidos y las hojas de trabajo de las prácticas de taller al equipo usado.

En los ejercicios de desarmado y armado de los componentes hidráulicos, se sugiere el uso de otros tipos de bombas, válvulas y cilindros.

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CONTENIDO

UNIDAD 1

Lección 1: Seguridad y equipo de capacitación de los sistemas hidráulicos

UNIDAD 2

Lección 1: Principios de hidráulica UNIDAD 3

Lección 1: Tanque hidráulico Lección 2: Fluidos hidráulicos Lección 3: Bombas y motores

Lección 4: Válvulas de control de presión Lección 5: Válvulas de control de dirección Lección 6: Válvulas de control de flujo Lección 7: Cilindros

UNIDAD 4

Lección 1: Sistema hidráulico del implemento de operación piloto

GLOSARIO

Glosario de términos y abreviaturas

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FUNDAMENTOS

DE HIDRAULICA

Descripción del Curso

Descripción

1. Curso de sistemas hidráulicos básicos 2. Número del curso______________ 3. Requisitos: Ninguno

4. Cuatro horas de clase teórica y seis horas de laboratorio semanales

5. Crédito: Tres horas semestrales Método de presentación del curso

1. Clases y temas de discusión 2. Demostraciones

3. Apoyo con ejercicios y hojas de trabajo de las prácticas de taller

Evaluación sugerida para medir los logros del estudiante

1. Examen de la unidad _______%

2. Hojas de trabajo de las prácticas de taller _______% 3. Examen final _______%

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FUNDAMENTOS

DE HIDRAULICA

Objetivos

Objeti

v

os del Curso

Al terminar el curso, el estudiante estará en capacidad de:

1. Explicar y demostrar los principios fundamentales de hidráulica básica (fuerza = presión x área)

2. Explicar y demostrar los efectos de un flujo a través de un orificio

3. Explicar la operación de la bomba de engranajes, la bomba de paletas y la bomba de pistones

4. Desarmar, identificar y armar los componentes de la bomba de engranajes, de la bomba de paletas y de la bomba de pistones 5. Identificar los componentes y explicar la operación de las

válvulas de alivio simple, de alivio de operación piloto, de control de flujo, reductora de presión, diferencial de presión, de retención, de compensación, de secuencia y la válvula de control direccional

6. Identificar los componentes y explicar la operación de los cilindros de acción simple y de acción doble

7. Usar el Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Básicos para montar sistemas hidráulicos de centro abierto y de centro cerrado

8. Identificar y explicar los símbolos hidráulicos ISO

9. Trazar el flujo de aceite usando los símbolos hidráulicos ISO 10. Trazar el flujo de aceite y explicar la operación del sistema

hidráulico del implemento de operación piloto

El contenido de este módulo se debe considerar como información general de los sistemas hidráulicos básicos usados en todas las máquinas Caterpillar.

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FUNDAMENTOS

DE HIDRAULICA

Material de Referencia

_{Material de Refer}

encia

Material de referencia

Diagnóstico de averías de la bomba de engranajes FEG45137 Diagnóstico de averías de la bomba hidráulica SEBD0501 Guía de recuperación y reutilización de piezas SEBF8080 Guía de identificación de la bomba hidráulica tipo

paletas SEHS9353

Procedimiento de armado de la bomba de pistones SENR5207 Procedimientos de armado del motor de rotación y

cadena SENR4939

Procedimiento de armado de los motores de los

Cargadores de Cadenas 973 SENR4940

Guía de recuperación y reutilización de piezas SEBF8133

Guía de reutilización de piezas SEBF8136

Análisis de averías del motor y de la bomba de

pistones axiales SEBD0641

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FUNDAMENTOS

DE HIDRAULICA

Material de Ayuda de Capacitación

A

yudas de Capacitación

Material de ayuda de capacitación

1 - Bomba de engranajes (Serie 20) con diseño de sello y plancha de separación

1 - Bomba de engranajes (Serie 16) con diseño de aluminio/bronce 1 - Bomba de engranajes (FL7) con planchas compensadoras de

presión

2 - Juegos de planchas compensadoras de presión y sellos (Series 20 y FP8)

1 - Bomba de paletas con planchas de flexión 1 - Bomba de paletas (VQ) con planchas de flexión

1 - Bomba de paletas (Serie 30) con paletas intercambiables y planchas de flexión

1 - Bomba Vickers PVE 1 - Bomba Vickers PVH

1 - Bomba o motor de pistones de ángulo fijo (Rexroth o Linde) 1 - Equipo de demostración de bomba de pistones

2 - Niples Caterpillar 5P8998 (NPT1/4 x 1/4 externo)

4 - Acoplamientos de desconexión rápida 4010-2 (1/4 externo, nariz de bola; NPT 1/4 interno)

4 - Acoplamientos de desconexión rápida Pioneer 4050-2 (1/4 interno, nariz de bola, NPT1/4 interno)

2 - Válvulas de retención 306 C-1 Kepner Products Co.* 16 onzas de agua de grifo

2 - Envases vacíos de 1 cuarto de galón EE.UU. 16 onzas de aceite hidráulico

1 - Cronómetro

1 - Juego de herramientas estándar de técnico de servicio * Pedir a:

Kepner Products Co. 995 N. Ellsworth Avenue Villa Park, Illinois 60181 Teléfono: 630 279 1550 Fax: 630 279 9669

NOTA: Conecte dos acoplamientos de desconexión rápida Pioneer 4010-2 a cada válvula de retención Kepner 306C-1. Conecte dos acoplamientos de desconexión rápida Pioneer 4050-2 a cada niple Caterpillar 5P8998. Use sellante para tubería.

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El Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos usado en este curso puede pedirse al siguiente proveedor:

TII Technical Education Systems 814 Chestnut St.

P.O. Box 1203 Rockford, IL 61105 Teléfono: 815-966-2525

Fax: 815-965-4836

Modelo: EXPII CAT

Precio aproximado: US$7.000,00 (descuento especial disponible para instituciones de educación superior) Descripción: Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II con unidad principal y una bomba. Modificado por Caterpillar que añade los siguientes componentes al equipo básico:

• Válvula de solenoide de doble extremo (en cambio de una válvula de solenoide de un solo extremo)

• Conexiones a prueba de fugas (acoplamientos de niples y mangueras)

• Una segunda válvula de alivio externa en el tablero • Tes externas en ambas válvulas de alivio

Además del equipo básico y las modificaciones, se deben pedir también los siguientes componentes (adicionales):

• Flujómetro, Modelo EXP-200410

• Válvula de retención de operación piloto, Modelo EXP- 200610 con cuerpo de válvula y plancha inferior

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UNIDAD 1

Hidráulica Básica - Seguridad y Equipo de

Capacitación de Sistemas Hidráulicos

Unidad 1:

Hidráulica Básica

Al terminar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de: 1. Usar en el trabajo diario los procedimientos de seguridad

2. Usar el Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II para montar circuitos hidráulicos básicos

Introducción

Existen reglas que definen los procedimientos correctos de seguridad que deben tenerse en cuenta en la clase, en el laboratorio y en el área de trabajo. Los procedimientos de seguridad deben practicarse hasta que se conviertan en hábitos.

El Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II hace posible que el estudiante demuestre las funciones hidráulicas básicas e incremente su aprendizaje.

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Lección 1: Seguridad y Equipo de

Capacitación de Sistemas

Hidráulicos

Seguridad y Equipo de Capacitación

Introducción

La seguridad es uno de los aspectos más importantes que una

persona debe aprender. Ya sea en el salón de clase, en el laboratorio o en el área de trabajo, existen reglas que determinan las prácticas aceptables de seguridad. El instructor hará un repaso de las prácticas apropiadas de seguridad.

Para demostrar los diferentes temas relacionados con los sistemas hidráulicos, se usará el Equipo de Capacitación Explorer II. Los estudiantes deben familiarizarse con los componentes y la operación del equipo de capacitación.

Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de: 1. Determinar las prácticas de seguridad que debe seguir en el

área de trabajo

2. Ubicar e identificar los componentes del Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos

3. Operar el Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos S EG UR IDA D Y E Q UI PO DE CA PA C ITA CIO N D E S IS TE M A S

H IDR AU L IC O S

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Procedimientos básicos de seguridad

Es importante seguir los procedimientos básicos de seguridad cuando se encuentre en el laboratorio, taller u otra área de trabajo. Practique los siguientes procedimientos hasta que se conviertan en hábitos. En cualquier área de trabajo usted debe:

1. Mantener siempre limpia el área de trabajo

2. Mantener libre de alimentos y bebidas el área de trabajo 3. Manejar con precaución los componentes y las conexiones

eléctricos

4. Usar SIEMPRE una fuente eléctrica a tierra de especificación apropiada. El equipo Explorer II funciona a 115V CA

5. Vestir apropiadamente. NO USAR ropa suelta o de tamaño inadecuado. NO USAR joyas

Procedimientos adicionales de seguridad al trabajar con el Equipo de Capacitación Explorer II

Es importante, al trabajar con sistemas hidráulicos, también tener en cuenta los siguientes procedimientos de seguridad.

Usted debe:

1. Usar SIEMPRE gafas de seguridad.

2. Apagar SIEMPRE el equipo de capacitación antes de conectar o desconectar cualquier componente.

3. Secar SIEMPRE sus manos completamente, antes de tocar el equipo eléctrico, incluyendo las válvulas de solenoide y los interruptores que controlan el equipo de capacitación. 4. Mantener las partes del cuerpo y los objetos sueltos lejos del

área de operación de los cilindros.

5. Si no está seguro de la operación de un circuito, consultar al instructor antes de poner en funcionamiento la bomba. 6. NO limpiar las mangueras o piezas plásticas con detergentes

que contengan solventes químicos. Lección 1

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Equipo de Capacitación Explorer II

El Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II consta de un bastidor-A de acero, con componentes hidráulicos tipo industrial montados firmemente en el tablero frontal. Los

componentes adicionales y las mangueras hidráulicas están en la parte posterior del tablero o en el cajón. Los componentes del sistema de suministro de fluido, excluyendo el conjunto de la bomba, están conectados detrás del tablero. El conjunto de la bomba es una característica adicional del equipo y no se tratará en esta lección.

Unidad 1 1-1-4 Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

Lección 1

Fig. 1.1.1 Equipo de Capacitación Explorer II

Componentes del Equipo de Capacitación Explorer II

Para hacer uso eficaz del sistema de capacitación, usted necesitará familiarizarse con los nombres y la ubicación de todos los

componentes del equipo de capacitación. La figura 1.1.1 indica los nombres de los componentes montados en el tablero. Usted debe estudiar esta ilustración antes de tratar de montar un circuito hidráulico.

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Parte posterior del tablero del equipo Explorer II

La figura 1.1.2 muestra la parte posterior del tablero del equipo Explorer II. Conecte una manguera de la unidad de la bomba y del tanque al orificio de presión (P) en la parte posterior del tablero. Conecte una manguera del orificio de retorno (T) en la parte posterior del tablero, al orificio de retorno de la unidad de la bomba y del tanque. Estas conexiones permiten el suministro de fluido al tablero. Un cable de potencia suministra electricidad a la unidad de la bomba y del tanque. Conecte SIEMPRE el cable de potencia a un

receptáculo de 115V CA con conexión a tierra. NUNCA conecte el cable a una fuente de potencia que no tenga conexión a tierra.

Otro cable de potencia suministra electricidad al convertidor de 24 V CC. En un extremo, a mano derecha del bastidor-A (parte frontal del equipo), hay un interruptor de volquete para el cable de potencia de 24V CC. Una luz indicadora de color amarillo se enciende cuando hay potencia en el interruptor y en las clavijas de la conexión de 24V CC. La caja de fusibles contiene un fusible de 1 amp para el equipo de suministro de potencia.

El Equipo de Capacitación Explorer II tiene una válvula de alivio de protección de la unidad de la bomba y del tanque. La válvula se debe ajustar a 6.890 kPa (1.000 lb/pulg2_{) antes de hacer cualquier clase de}

capacitación en el equipo. Los estudiantes no deben ajustar nunca esta válvula.

La válvula de alivio del sistema debe controlar la presión máxima del sistema. Coloque la válvula de alivio del sistema a la presión

determinada en cada ejercicio de laboratorio.

Aunque la presión del Equipo de Capacitación Explorer II no excede los 6.890 kPa (1.000 lb/pulg2_{), el sistema hidráulico almacena una}

gran cantidad de energía. Antes de quitar cualquier manguera o componente del equipo, se debe apagar el equipo y aliviar la presión.

T

P

Fig. 1.1.2 Parte posterior del tablero del equipo Explorer II

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Explorer II: Acoplamientos y mangueras

Las mangueras del Equipo Explorer II están conectadas con acoplamientos de desconexión rápida. Los acoplamientos tienen montados retenedores de bola para impedir el escape del fluido cuando las mangueras se desconectan.

Para conectar una manguera a un componente, mantenga hacia atrás el manguito exterior del acoplamiento en la manguera, como se muestra en la figura 1.1.3. Luego, presione con firmeza el

acoplamiento dentro del niple del componente. Al soltar el manguito exterior el acoplamiento se asegura en el niple.

Para quitar una manguera de un componente, mantenga el manguito exterior del acoplamiento hacia atrás. El acoplamiento

inmediatamente se separará del niple. Cuando el acoplamiento esté fuera del niple, suelte el manguito exterior .

Fig. 1.1.3 Acoplamiento de desconexión rápida

FLUJOMETRO (2) TERMOMETRO CONECTORES - T (2) ACOPLAMIENTOS DE MANGUERA (2) VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL MANUAL VISCOSIMETRO

Fig. 1.1.4 Otros componentes del equipo de capacitación

Lección 1

Otros componentes del equipo de capacitación

Los componentes del equipo de capacitación mostrados en la figura 1.1.4 son: la válvula de control direccional manual, el viscosímetro, el termómetro, los acoplamientos de manguera, los conectores en T y los flujómetros.

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Otros componentes del equipo de capacitación (cont.)

Los componentes del equipo de capacitación mostrados en la figura 1.1.5 son: la válvula de retención de operación piloto, la válvula de retención de tubería y los acoplamientos de mangueras.

Componentes del equipo de capacitación que no se muestran Otros componentes del equipo de capacitación, que no se muestran son:

1 - Motor hidráulico

1 – Juego de resortes de carga 7 – Mangueras hidráulicas de 24” 4 – Mangueras hidráulicas de 48” 2 - Mangueras hidráulicas de 72” 1 – Llave de boca de 7/8” AC O P L A M IE N TO S D E M A N G U E R A (2 )

2

1

3

VA LV U L A D E R E T E N C IO N VA LV U L A D E R E T E N C IO N D E LA T U B E R IA (2 ) D E O P E R AC IO N P ILO TO

Fig. 1.1.5 Otros componentes del equipo de capacitación

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UNIDAD 2

Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

-Principios de los Sistemas Hidráulicos

Unidad 2:

Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

Al terminar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de: 1. Entender y demostrar los principios de hidráulica básica. Introducción

Los sistemas hidráulicos son indispensables en la operación de los equipos pesados. Los principios de hidráulica básica se aplican en el diseño de los sistemas hidráulicos de los implementos, sistemas de dirección, sistemas de frenos y sistemas del tren de fuerza. Se deben conocer los principios de hidráulica básica antes de ver los sistemas hidráulicos de la máquina.

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Lección 1: Principios de los Sistemas

Hidráulicos

Principios de los Sistemas Hidráulicos

Introducción

Todos sabemos que los principios de hidráulica básica se pueden demostrar al ejercer presión controlada a un líquido para realizar un trabajo. Existen leyes que definen el comportamiento de los líquidos en condiciones de variación de flujo y aumento o disminución de presión. El estudiante debe estar en capacidad de describir y entender estas leyes, si desea tener éxito como técnico de equipo pesado. Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de: 1. Explicar por qué se usa un líquido en los sistemas

hidráulicos.

2. Definir la Ley de Pascal aplicada a los principios de hidráulica.

3. Describir las características de un flujo de aceite que pasa a través de un orificio.

4. Demostrar y entender los principios de hidráulica básica.

PR IN CIP IO S D E H IDR A UL I CA B A S ICA

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Fig. 2.1.1 Recipientes para líquidos

LI QUIDO

FUERZA

PESO 50 lbs.

Fig. 2.1.2 Líquido bajo presión

Los líquidos son prácticamente incompresibles

Un líquido es prácticamente incompresible. Cuando una sustancia se comprime, ocupa menos espacio. Un líquido ocupa el mismo espacio o volumen, aun si se aplica presión. El espacio o volumen ocupado por una sustancia se llama “desplazamiento”.

Uso de líquidos en los sistemas hidráulicos

Se usan líquidos en los sistemas hidráulicos porque tienen entre otras las siguientes ventajas:

1. Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene. 2. Los líquidos son prácticamente incompresibles.

3. Los líquidos ejercen igual presión en todas las direcciones.

Lección 1

Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene Los líquidos toman la forma de cualquier recipiente que los contiene. Los líquidos también fluyen en cualquier dirección al pasar a través de tuberías y mangueras de cualquier forma y tamaño.

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FUERZA

GAS

50 lbs. PESO

Fig. 2.1.3 Un gas puede comprimirse

Ra d io 3 pulg . R a di o 2 p ulg . 1.1 30 l bs F U E R Z A 5 00 lbs 40 l b/p ulg2 _FUE R Z A

Fig. 2.1.4 Sistema hidráulico en funcionamiento

Sistema hidráulico en funcionamiento

De acuerdo con la Ley de Pascal, “la presión ejercida en un líquido, contenido en un recipiente cerrado, se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas”. Por tanto, en un sistema cerrado de aceite hidráulico, una fuerza aplicada en cualquier punto, transmite igual presión en todas las direcciones a través del sistema.

En el ejemplo de la figura 2.1.4, una fuerza de 226,8 kg (500 lb) actuando sobre un pistón de 5,1 cm (2 pulgadas) de radio, crea en un líquido contenido en un recipiente cerrado, una presión aproximada de 275,6 kPa (40 lb/pulg2_{). Las mismas 275,6 kPa (40 lb/pulg}2_{) actuando} sobre un pistón de 7,62 cm (3 pulgadas) de radio, soporta un peso de 512,6 kg (1.130 libras).

En este punto, realice la práctica de taller 2.1.1 Un gas puede comprimirse

Cuando un gas se comprime ocupa menos espacio y su

desplazamiento es menor. El espacio que deja el gas al comprimirse puede ser ocupado por otro objeto. Un líquido se ajusta mejor en un sistema hidráulico, puesto que todo el tiempo ocupa el mismo volumen o tiene el mismo desplazamiento.

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Fuerza = Presión x Area

F

P

A

Presión = Fuerza x Area Area = Fuerza x Presión

Fig. 2.1.5 Ley de Pascal

Una fórmula simple permite calcular la fuerza, presión o área, si se conocen dos de estas tres variables. Es necesario entender estos tres términos para entender los fundamentos de hidráulica.

Una fuerza es la acción de ejercer presión sobre un cuerpo. La fuerza se expresa generalmente en kilogramos (kg) o libras (lb). La fuerza es igual a la presión por el área (F = P x A).

La presión es la fuerza de un fluido por unidad de área y se expresa generalmente en unidades de kilopascal (kPa) o libra por pulgada cuadrada (lb/pulg2_).

El área es una medida de superficie. El área se expresa en unidades de metro cuadrado o pulgada cuadrada. Algunas veces el área se refiere al área efectiva. El área efectiva es la superficie total usada para crear una fuerza en una dirección deseada.

El área de un círculo se obtiene con la fórmula:

Area = Pi (3,14) por radio al cuadrado

Si el radio del círculo es de 2 pulgadas, figura 2.1.4, A = Pi x r2

A = 3,14 x (2" x 2") A = 12,5 pulg2

Conociendo el área, es posible determinar qué presión se necesitará en el sistema para levantar un peso dado. La presión es la fuerza por unidad de área y se expresa en unidades de kilopascales (kPa) o libra por pulgada cuadrada (lb/pulg2).

Si una fuerza de 500 libras actúa sobre un área de 12,5 pulg2, se produce una presión de 40 lb/pulg2

La presión se obtiene con la fórmula:

Presión = Fuerza dividida por la unidad de área P = 500 lb/12,5 pulg2

P = 40 lb/pulg2 Lección 1

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Ventaja mecánica

La figura 2.1.6 muestra de qué manera un líquido en un sistema hidráulico provee una ventaja mecánica.

Ya que todos los cilindros están conectados, todas la áreas deben llenarse antes de presurizar el sistema.

Use la fórmula hidráulica y calcule el valor de los elementos que están con signo de interrogación. Los cilindros se numeran de izquierda a derecha.

Para calcular la presión del sistema, debemos usar los dos valores conocidos del segundo cilindro a la izquierda. Se usa la fórmula “presión igual a fuerza dividida por área”.

Presión = Fuerza Presión = 50 lb Presión = 50 lb/pulg2

Area 1 pulg2

Conocida la presión del sistema, podemos calcular la fuerza de la carga de los cilindros uno y tres y el área del pistón del cilindro cuatro.

Calcule las cargas de los cilindros uno y tres usando la fórmula, fuerza igual a presión por área (Fuerza = Presión x Area).

Calcule el área del pistón del cilindro cuatro usando la fórmula, área igual a fuerza dividida por la presión (Area = Fuerza/Presión). Las respuestas correctas son: la carga del cilindro uno es 250 libras, la carga del cilindro tres es 150 libras y el área del pistón del cilindro es 2 pulg2.

En este punto, realice la práctica de taller 2.1.2 50 lb s F U E R Z A 5 pu lg2 ? F U E R Z A 1 0 0 lb s DE LA BO M BA ? ? ? ? F U E R Z A F U E R Z A 1 pu lg2 _{3 pul g}2

Fig. 2.1.6 Ventaja mecánica

Si aplicamos la fórmula para el cilindro más grande (figura 2.1.4) encontramos:

Presión x Area = Fuerza

40 x (3x3) x 3,14 = Fuerza 40 x 28,26 = 1.130 lb.

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60 60 120 0 0 120 FLUJO 1 gal EE.UU./min

Fig. 2.1.7 Sin restricción

60 60 120 0 0 120 30 90 FLUJO 1 gal EE.UU./min

Fig. 2.1.8 Un orificio restringe el flujo

Un orificio restringe el flujo

Un orificio restringe el flujo de la bomba. Cuando un aceite fluye a través de un orificio, se produce presión corriente arriba del orificio. En la figura 2.1.8 hay un orificio en la tubería entre los dos

manómetros. El manómetro corriente arriba del orificio indica que se necesita una presión de 207 kPa (30 lb/pulg2), para enviar un flujo de 1 gal EE.UU./min a través del orificio. No hay restricción de flujo después del orificio. El manómetro ubicado corriente abajo del orificio indica presión de cero.

EFECTO DEL ORIFICIO

Cuando hablamos en términos hidráulicos, es común usar el término "presión de la bomba". Sin embargo, en la práctica, la bomba no produce presión. La bomba produce flujo. Cuando se restringe el flujo, se produce la presión.

En las figuras 2.1.7 y 2.1.8, el flujo de la bomba a través de la tubería es de 1 gal EE.UU./min.

En la figura 2.1.7, no hay restricción de flujo a través de la tubería, por tanto, la presión es cero en ambos manómetros.

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60 0 120 30 90 60 0 120 30 90 FLUJO 1 gal EE.UU./min 60 0 120 30 90 60 0 120 30 90 FLUJO 1 gal EE.UU./min

Fig. 2.1.9 Bloqueo del flujo

Bloqueo del flujo de aceite al tanque

Cuando se tapa un extremo de la tubería, se bloquea el flujo de aceite al tanque.

La bomba regulable continúa suministrando un flujo de 1 gal

EE.UU./min y llena la tubería. Una vez llena la tubería, la resistencia a cualquier flujo adicional entrando a la tubería produce una presión. Esta presión se comporta de acuerdo con la Ley de Pascal, definida como “la presión ejercida en un líquido que está en un recipiente cerrado se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas”. La presión será la misma en los dos manómetros.

La presión continúa aumentando hasta que el flujo de la bomba se desvíe a otro circuito o al tanque. Esto se hace generalmente usando una válvula de alivio.

Si el flujo total de la bomba continúa entrando a la tubería, la presión seguiría aumentando hasta el punto de causar la explosión del

circuito.

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60 0 120 30 90 l b /pul g2 60 0 120 30 90 60 0 120 30 90 2 07 kPa (30l b / pul g2) l b /pul g2 _{l b /pul g}2 207 kPa (30l b /pul g2₎ 207 kPa (30l b /pul g2₎ FLUJO 1 gal EE.UU./min 60 0 120 FLUJO 1 gal EE.UU./min 30 90 60 0 120 30 90 60 0 120 30 90 l b / pul g2 l b /pul g2 l b /pul g2

Fig. 2.1.10 Restricción del flujo en un circuito en serie

2 07 k P a (30 l b /p u l g2₎ 41 4 k Pa (6 0 lb /p u l g2₎ 620 k Pa (90 l b /p u lg2₎ D E L A B OM B A C IR CUITO UN O CIRCU ITO D OS CIRCU ITO T RE S

Fig. 2.1.11 Restrictions In Parallel

Restricción de flujo en un circuito en paralelo

En un sistema con circuitos en paralelo, el flujo de aceite de la bomba de aceite sigue el paso de menor resistencia. En la figura 2.1.11, la bomba suministra aceite a los tres circuitos montados en paralelo. El circuito número tres tiene la menor prioridad y el circuito número uno la mayor prioridad.

Restricción del flujo en un circuito en serie

Hay dos tipos básicos de circuitos: circuito en serie y circuito en paralelo.

En la figura 2.1.10, se requiere una presión de 620 kPa (90 lb/pulg2₎ para enviar un flujo de 1 gal EE.UU./min a través de los circuitos. Los orificios o las válvulas de alivio ubicados en serie en un circuito hidráulico ofrecen una resistencia similar a las resistencias en serie de un circuito eléctrico, en las que el aceite debe fluir a través de cada resistencia. La resistencia total es igual a la suma de cada resistencia individual.

En este punto, realice la práctica de taller 2-1-3 Lección 1

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Cuando el flujo de aceite de la bomba llena el conducto ubicado a la izquierda de las tres válvulas, la presión de aceite de la bomba alcanza 207 kPa (30 lb/pulg2). La presión de aceite de la bomba abre la válvula al circuito uno y el aceite fluye en el circuito. Una vez lleno el circuito uno, la presión de aceite de la bomba comienza a aumentar. La presión de aceite de la bomba alcanza 414 kPa (60 lb/pulg2) y abre la válvula del circuito dos. La presión de aceite de la bomba no puede continuar aumentando sino hasta cuando el circuito dos esté lleno. Para abrir la válvula del circuito tres, la presión de aceite de la bomba debe exceder los 620 kPa (90 lb/pulg2).

Para limitar la presión máxima del sistema, debe haber una válvula de alivio del sistema en uno de los circuitos o en la bomba.

En este punto, realice la práctica de taller 2.1.4

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PRACTICA DE TALLER 2.1.1: LEY DE PASCAL

Objetivo

El objetivo de la práctica de taller es demostrar la Ley de Pascal. Cuando las tuberías están conectadas y llenas con aceite bloqueado, la presión es igual en todo el circuito.

Material necesario

1. Equipo de capacitación de hidráulica básica. Procedimiento

1. Use la manguera más corta posible al realizar las conexiones de mangueras.

2. Conecte una manguera de la salida de la bomba al orificio No. 1 de la válvula de alivio del sistema.

3. Conecte una manguera del orificio al No. 1 opuesto en la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión.

4. Conecte una manguera del orificio No. 2 de la válvula de alivio del sistema al múltiple de retorno.

5. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio del primer manómetro en línea del lado izquierdo.

6. Conecte una manguera del primer manómetro de la tubería del lado derecho al orificio del segundo manómetro en línea del lado izquierdo.

7. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del sistema. Luego gire dos vueltas a la derecha el tornillo de ajuste.

8. Active el equipo de capacitación y espere 10 segundos.

9. Lea las presiones en el manómetro del sistema y en los dos manómetros en línea. Anote a continuación cada presión en el espacio correspondiente.

Presión del sistema _____________

Presión del segundo manómetro en línea _______ Presión del primer manómetro en línea_________

10. Desactive el equipo de capacitación y desconecte las mangueras.

Unidad 2 - 1 - Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

Copia del Instructor: Práctica de Taller 2.1.1

Copia del Instructor :

Práctica de

T

aller 2.1.1

BO M BA TA NQ UE VALV UL A DE A LIV IO DE L S IST EM A VA LV U L A D E A L IV IO D E R E SPA L D O M AN O M ET RO D EL S IST EM A P RIM ER M AN O M ET RO EN LI NEA S EG UN DO M A NO M E TRO E N L INE A 1 1 2 Fig. 2.1.12

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PRACTICA DE TALLER 2.1.1: LEY DE PASCAL

Objetivo

El objetivo de la práctica de taller es demostrar la Ley de Pascal. Cuando las tuberías están conectadas y llenas con aceite bloqueado, la presión es igual en todo el circuito.

3. Conecte una manguera del orificio al No. 1 opuesto en la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión.

5. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio del primer manómetro en línea del lado izquierdo.

6. Conecte una manguera del primer manómetro en línea del lado derecho al orificio del segundo manómetro de la tubería del lado izquierdo.

7. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del sistema. Luego gire dos vueltas a la derecha el tornillo de ajuste.

8. Active el equipo de capacitación y espere 10 segundos.

9. Lea las presiones en el manómetro del sistema y en los dos manómetros en línea. Anote a continuación cada presión en el espacio correspondiente.

Presión del sistema _____________

Presión del segundo manómetro en línea _______ Presión del primer manómetro en línea_________

10. Desactive el equipo de capacitación y desconecte las mangueras. Copia del Estudiante: Práctica de Taller 2.1.1

Copia del Estudiante:

Práctica de

T

aller 2.1.1

BO M BA TA NQ UE VALV UL A DE A LIV IO DE L S IST EM A VA LV U L A D E A L IV IO D E R E SPA L D O M AN O M ET RO D EL S IST EM A P RIM ER M AN O M ET RO EN LI NEA S EG UN DO M A NO M E TRO E N L INE A 1 1 2 Fig. 2.1.12

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PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA Objetivo

El objetivo de esta práctica de taller es demostrar el principio de hidráulica básica, Fuerza = Presión x Area.

Material Necesario

En esta práctica de taller se usará un resorte de compresión para simular la carga del cilindro. Cuando se retrae el vástago del cilindro, el vástago comprime el resorte y produce la carga en el cilindro. Antes de iniciar la práctica de taller, trate de comprimir el resorte con la mano. Esto le dará una idea de la cantidad de fuerza que puede producir un cilindro pequeño.

4. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la "T" de la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión.

5. Active el equipo de capacitación.

6. Ajuste la válvula de alivio de presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2). 7. Desactive el equipo de capacitación.

8. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio No. 1 de la válvula de alivio del extremo del vástago.

9. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la válvula de alivio del extremo del vástago al extremo del vástago del cilindro de calibre 1-1/16”.

10. Conecte una manguera del orificio No. 2 en la válvula de alivio del extremo del vástago al múltiple de retorno.

11. Conecte una manguera del extremo de la cabeza del cilindro de calibre 1-1/16” al múltiple de retorno.

Copia del Instructor :

Práctica de

T

aller 2.1.2

B O M B A TA N Q U E VA LVU L A DE A L IVIO DEL S ISTE M A VA LV U L A D E A L IV IO D E R E S PA L D O M A NO M ET RO D EL SIS TE M A VA LVU L A DE_{A L IV IO DE L} EXT RE M O D EL VA S TA G O C IL IND RO C A L IB R E 1 -1 /16" TU ER CA Y A R A N DE L A S R ES O RT E 1 1 1 1 2 2 A R A NDE L A Fig. 2.1.13

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PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA (continuación) 12. Extienda el vástago del cilindro de calibre 1-1/16” (para extender el vástago desconecte ambas

mangueras del cilindro, intercambie las mangueras conectando la manguera de suministro al orificio del extremo de la cabeza (parte inferior) y conecte la manguera de retorno al orificio del extremo del vástago (parte superior). Active el equipo de capacitación y déjelo así hasta cuando el vástago del cilindro esté totalmente extendido. Desactive el equipo de capacitación. Conecte de nuevo las mangueras como se indica en los pasos 9 y 11.

13. Conecte el conjunto de resorte de carga al vástago del cilindro hidráulico como se muestra en la figura 2.1.13.

14. Gire al máximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástago.

16. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de presión del extremo del vástago.

17. Mida la longitud del resorte.

18. Anote la longitud del resorte y la presión del manómetro en la tabla de abajo.

19. Gire la válvula de presión del extremo del vástago a la derecha hasta cuando la presión del manómetro lea 1.380 kPa (200 lb/pulg2).

21. Anote la medida del resorte y la presión del manómetro en la tabla de abajo.

22. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástago hasta cuando la presión del manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg2). Repita los pasos 17 y 18.

P r e s i ó n k Pa (lb /p u l g2₎ L o n g i t u d d e l r es o r t e c m (p u l g a d a s ) C am b io en la lo n g i t u d d e l r es o r te c m (p u l g a d as ) 68 9 k p a (100 lb /p u l g2₎ _{11 ,1 c m (4,4)} _{0,0 c m (0,0)} 1 .3 78 k P a (20 0 l b /p u lg2₎ _{10 ,6 c m (4,2)} _{0 ,5 08 c m (0 ,2 )} 2.75 6 k Pa (400 l b /p u lg2₎ _{9 ,6 c m (3,8)} _{1 ,0 16 c m (0 ,4 )} 4.13 4 k Pa (600 l b /p u lg2₎ _{8 ,6 c m (3,4)} _{1 ,0 16 c m (0 ,4 )} 5.512 k Pa (8 00 l b /p u l g2₎ _{7 ,6 c m (3,0)} _{1 ,0 16 c m (0 ,4 )}

Las lecturas de esta tabla pueden ser ligeramente diferentes de las lecturas encontradas en el equipo de capacitación que esté trabajando. Los cambios en la longitud del resorte deben ser constantes.

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PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA Objetivo

El objetivo de este práctica de taller es demostrar el principio de hidráulica básica, Fuerza = Presión x Area.

Material Necesario

En este práctica de taller se usará un resorte de compresión para simular la carga del cilindro. Cuando se retrae el vástago del cilindro, el vástago comprime el resorte y produce la carga en el cilindro. Antes de iniciar la práctica de taller, trate de comprimir el resorte con sus dedos. Esto le dará una idea de la cantidad de fuerza que puede producir un cilindro pequeño.

4. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la "T" de la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión.

6. Ajuste la válvula de alivio de presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2). 7. Desactive el equipo de capacitación.

8. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio No. 1 de la válvula de alivio del extremo del vástago.

9. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la válvula de alivio del extremo del vástago al extremo del vástago del cilindro de calibre 1-1/16”.

10. Conecte una manguera del orificio No. 2 en la válvula de alivio del extremo del vástago al múltiple de retorno.

11. Conecte una manguera del extremo de la cabeza del cilindro de calibre 1-1/16” al múltiple de retorno.

Copia del Estudiante: Práctica de Taller 2.1.2

Copia del Estudiante:

Práctica de

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aller 2.1.2

B O M B A TA N Q U E VA LVU L A DE A L IVIO DEL S ISTE M A VA LV U L A D E A L IV IO D E R E S PA L D O M A NO M ET RO D EL SIS TE M A VA LVU L A DEA L IV IO DE L EXT RE M O D EL VA S TA G O C IL IND RO C A L IB R E 1 -1 /16" TU ER CA Y A R A N DE L A S R ES O RT E 1 1 1 1 2 2 A R A NDE L A Fig. 2.1.13

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