UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr
INGENIERIA CIVIL MECANICA PLAN 2001 GUIA DE LABORATORIO
ASIGNATURA 15028 LABORATORIO GENERAL I NIVEL EXPERIENCIA C217 “CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS” HORARIO: JUEVES: 7-8 9-10-11-12
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr
CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS 1.
OBJETIVO GENERAL: Familiarizar al alumno con la funcionalidad y simbología normalizada de los componentes hidráulicos comerciales; y con la metodología empleada para desarrollar e implementar proyectos de ingeniería, con aplicación de actuadores hidráulicos en parte de los flujos energéticos de los equipos industriales.
2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
a)
Que el alumno internalize los criterios a tener en cuenta para la selección de los actuadores hidráulicos a partir de las exigencias mecánicas del movimiento a realizar.
b)
Familiarizar al alumno con la metodología de selección de las válvulas direccionales hidrálicas, considerando las exigencias del movimiento y del tipo de accionamiento a usar.
c)
Que el alumno internalize las ventajas de incorporar las válvulas limitadoras de presión en los circuitos hidráulicos y fundamentalmente la ubicación de éstas en el circuito hidráulico.
d)
Que el alumno comprenda la acción funcional de las válvulas reguladoras de caudal y las de antirretorno.
e)
Que el alumno se familiarize con los componentes hidráulicos disponibles en el mercado, interpretando correctamente la funcionalidad y la simbología normalizada de dichos componentes.
f)
Que el alumno adquiera la capacidad de identificar los elementos funcionales de un circuito hidráulico que den repuesta a una aplicación especificada.
g)
Que el alumno sea capaz de generar un circuito hidráulico, acorde con los grados de libertad a accionar y con los elementos de control y de seguridad que la aplicación amerite.
h)
Que el alumno pueda identificar y cuantificar los datos técnicos relevantes para seleccionar los elementos constitutivos del circuito hidráulico.
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr 3.
PROCEDIMIENTO:
3.1.
Basado en el símbolo normalizado adherido a cada componente hidráulico disponible en el laboratorio, los alumnos los identifican e intercambian opiniones respecto de su funcionalidad y posibles aplicaciones.
3.2.
Mediante la válvula reguladora de presión, dispuesta a la salida de la unidad hidráulica, se ajusta un valor bajo de presión con el propósito de reducir los riesgos de lesiones al operar los componentes hidráulicos energizados.
3.3.
Se implementan circuitos hidráulicos simples, para que los alumnos se familiarizen con los componentes hidráulicos disponibles en el laboratorio de hidráulica. La experimentación de cada circuito se desarrolla de acuerdo a la funcionalidad esperada del mismo y se concluye cuando los alumnos estén completamente interiorizados con la acción funcional de los elementos hidráulicos en estudio.
3.4.
Una vez familiarizados los alumnos con los componentes hidráulicos disponibles, el profesor plantea al grupo una necesidad industrial donde es posible utilizar para su solución. los actuadores hidráulicos existentes en el laboratorio.
3.5.
Los alumnos estudian el proyecto planteado por el profesor, para comprender el problema y poder visualizar las posibles soluciones mediante el empleo de energía hidráulica.
3.6.
Los alumnos generan los posibles circuitos hidráulicos que darían solución al problema planteado por el profesor, con la restricción de usar solo elementos disponibles en el laboratorio.
3.7.
Evaluar las alternativas propuestas e implementar aquellas más favorables.
3.8.
Cada circuito Implementado, es sometido a pruebas para su evaluación funcional, realizar modificaciones si corresponde y hacer un análisis crítico de los problemas presentados durante el desarrollo e implementación del circuito. Se debe evaluar: Las pérdidas de carga existentes entre diferentes puntos del circuito y a distintos estados energéticos; como también, la fuerza o torque resultante en los correspondientes actuadotes y la velocidad de los mismos.
3.9.
Desmontar los componentes hidráulicos utilizados y guardarlos donde corresponda, respetando lugar y posición.
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr 4.
EN EL INFORME SE PIDE:
4.1
Según el componente hidráulico asignado por el profesor, mostrar el algoritmo de cálculo requerido para seleccionar correctamente dicho componente.
4.2
Presentar el problema industrial planteado por el profesor y las distintas soluciones propuestas.
4.3
Hacer un análisis crítico de cada solución hidráulica y fundamentar por que la alternativa de solución seleccionada es la más adecuada.
4.4
Presentar el circuito hidráulico normalizado de la solución seleccionada.
4.5
Analizar la calidad del circuito hidráulico estudiado, indicando sus bondades y limitaciones.
4.6
Con la experiencia de haber trabajado con sistemas neumáticos e hidráulicos; hacer un análisis comparativo entre el uso de la energía neumática v/s la energía hidráulica.
4.7
Hacer un análisis de los resultados, comentarios, críticas, conclusiones observaciones personales.
4.8
La referencia bibliográfica.
4.9.
El apéndice
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr 5.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS COMPONENTES HIDRÁULICOS USADOS EN LA EXPERIENCIA Manómetro El manómetro se halla protegido en un baño de glicerina ante picos de presión, condensaciones de agua y entrada de agua durante la limpieza.
Margen de medición: 0 – 10 MPa (0 – 100 bar)
Precisión: 1,6 % del final de escala
Presión de funcionamiento: Estática: 3/4 del final de escala
Presión de funcionamiento: Dinámica: 2/3 del final de escala
Accionamiento: Hidráulico
Regulador de caudal
Caudal nominal: 9 l/min
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Accionamiento: Manual
Regulador de flujo unidireccional
Caudal nominal: 9 l/min
Presión de apertura: 70 kPa (0,7 bar)
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Accionamiento: Manual
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr
Válvula de cierre Válvula de cierre con dos conexiones. La válvula puede insertarse en cualquier punto para permitir el cierre del caudal.
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Accionamiento: Manual
Válvula de antirretorno
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Accionamiento: Hidráulico
Conector en T Derivación en te con conexiones (1 zócalo, 2 boquillas). La derivación en Te puede insertarse en cualquier punto para crear una derivación.
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr
Cilindro de doble efecto 16/10/200 Cilindro de doble efecto con leva de control y dos boquillas. Si el cilindro se utiliza con el peso (Nº de artículo 152972), hay que asegurar que el cilindro esté correctamente fijado. Una tapa (Nº de artículo 152973) mejora la seguridad. Potenciómetro adaptado: Nº de artículo 167090. Este potenciómetro se monta en el cilindro con el kit de montaje (Nº de artículo 120778).
Diámetro del émbolo: 16 mm
Diámetro del vástago: 10 mm, con rosca M8
Carrera: 200 mm
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Motor hidráulico
Diseño: Orbital
Desplazamiento geométrico: 8,2 cm3
Presión máxima admisible en la línea de retorno: pR max 5 MPa (50 bar)
Velocidad de giro max nmax: 1950 min-1
Eje de salida con muelle: Ø 16 x 28, A5 x 5 DIN 6885
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr
Acumulador de diafragma con bloque de cierre La válvula limitadora de presión protege el acumulador de sobrepresiones. La presión del gas de llenado del acumulador puede medirse y cambiarse por la válvula de gas con ayuda de un dispositivo de llenado y verificación (Nº de artículo 092491). Llenar el acumulador, exclusivamente con nitrógeno.
Gas: Nitrógeno
Presión del gas a la entrega p0: 1 MPa (10 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Volumen nominal: 0,32 dm3
Ajuste: Manual
Accionamiento: Hidráulico
Válvula de 4/3 vías, manual (centro a descarga)
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Accionamiento: Manual
nservación de caudal volumétrico
Unidad Reguladora de Presión Panel de Trabajo Mangueras y uniones hidráulicas
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería Civil en Mecánica HMR/hmr Elementos no disponibles Final de carrera eléctrico, accionado por la izquierda El final de carrera eléctrico tiene un microrruptor accionado mecánicamente. Cuando se presiona el rodillo, por ejemplo con la leva de un cilindro, se acciona el microrruptor. El circuito se cierra o se abre a través de los contactos. El microrruptor puede cablearse como normalmente abierto, normalmente cerrado o como conmutador.
Carga de los contactos: Máximo 5 A
Frecuencia de conmutación: Máximo 200 Hz
Precisión repetitiva: 0,2 mm
Recorrido del interruptor: 2,7 mm
Fuerza de accionamiento: 5 N
Final de carrera eléctrico, accionado por la derecha
Carga de los contactos: Máximo 5 A
Frecuencia de conmutación: Máximo 200 Hz
Precisión repetitiva: 0,2 mm
Recorrido del interruptor: 2,7 mm
Fuerza de accionamiento: 5 N
Electroválvula 4/3 vías, centro a descarga
Consumo: 6,5 W
Presión de funcionamiento p: 6 MPa (60 bar)
Presión máxima admisible pmax: 12 MPa (120 bar)
Accionamiento: Eléctrico
