Circuitos Hidráulicos

Transcripción

1 Circuitos Hidráulicos 18ª edición - Enero cm 1 cm Ing. Michele Leone. tlf fax: mleone@hidranaven.com Valencia - Venezuela

2 PROBLEMA Nº 1 Qué presión hace mover la carga. Qué caudal ( lpm ) se requiere para que la carga adquiera una velocidad de 5 cm/seg. Con que presión alcanzará la velocidad anterior en 0,1 seg. PROBLEMA Nº 2 5 ton Q2 1. Calcular el diámetro del pistón para que suba la carga con una presión de 100 bar. 2. Caudal necesario para subirla a una velocidad de 2 cm/seg. 2" Q1

3 PROBLEMA Nº 3 Un cilindro de 3" de diámetro y 16" de carrera recibe un caudal de 18 gpm con que velocidad sale el vástago? PROBLEMA Nº 4 r Teóricamente, cuanto torque producirá un motor hidráulico con un desplazamiento de 13 pul 3 /rev cuando se le aplica una presión de 240 psi. PROBLEMA Nº 5 r Un cilindro con dp = 8" dv = 4" y carrera de 36" deberá extenderse en un minuto: Cuantos gpm son requeridos. Con que fuerza es capaz de empujar, si la presión es de psi? Cuanto tiempo demora en hacer un ciclo. Cuanta potencia transmite. Cuáles son las velocidades de entrada y salida del vástago.

4 PROBLEMA Nº 6 Un motor hidráulico genera un torque de rpm y 100 bar. 1. Cuál es la potencia que se está transmitiendo? 2. Cuál es su desplazamiento? 3. Que caudal necesita para girar a esas rpm. 4. Cuál sería el desplazamiento de la bomba si girara a rpm PROBLEMA Nº 7 Un cilindro horizontal de 10" de pistón, 7" de vástago y 24" de carrera, empuja una carga de lb A lo largo de su carrera en 3 seg. 1. Cuanta potencia está transmitiendo al empujar. 2. Cuáles son las velocidades de avance y retroceso. 3. Que caudal sale por el área del pistón, cuando el cilindro está retrocediendo. 4. Cuál es el caudal de la bomba que lo mueve. 5. Si usamos el mismo sistema para halar la carga, cuanta potencia se necesitaría.

5 PROBLEMA Nº 8 r Tenemos un cilindro de 8" de pistón, 3 1/2" de vástago, y 20" de carrera al cual le llega aceite a su área anular, desde una bomba con un desplazamiento de 3,25 pul 3 /rev, y este se mueve a una velocidad de 1,6 pul/seg. 1. A qué velocidad gira el motor eléctrico que mueve la bomba. 2. En cuanto tiempo hace un ciclo. PROBLEMA Nº 9 r CALCULO DE VELOCIDADES. Si un cilindro de 8" de diámetro de pistón y 5,66" de vástago, recibe un caudal de 50 gpm y psi. 1. Con que velocidad sale el vástago. 2. Con que velocidad entra el vástago. 3. Con que velocidad sale el vástago, si el cilindro se conecta en circuito regenerativo. 4. Que fuerza máxima puede hacer el vástago cuando sale. 5. Que fuerza máxima puede hacer el vástago cuando entra. 6. Que fuerza es capaz de hacer el vástago cuando sale, estando conectado el regenerativo.

6 PROBLEMA Nº 10 r REGENERATIVO lb 1.5 " 4 gpm 4" 1. Qué presión marca el manómetro? 2. Con que velocidad sube la carga? 3. Que potencia hace falta para subir la carga?

7 PROBLEMA Nº 11 ENERGÍA POTENCIAL. Tenemos un tanque elevado 80 m del piso, con un volumen de aceite de l, este aceite posee una energía potencial la cual vamos a aprovechar, para sacar agua de un pozo, según lo siguiente: Sobre el pozo hay un carrete de 10" de diámetro, en el que se enrolla una cuerda, que en su extremo libre tiene atado un tobo. El carrete esta unido por su eje de rotación a un motor hidráulico de 20 cm 3 /rev El cual convierte la energía de presión, del tanque de aceite elevado, en energía cinética, usada solo para subir el tobo desde el fondo del pozo de 30 m de profundidad, siendo la bajada por caída libre. 1. Elabore un circuito esquemático del problema. 2. Calcule el volumen del tobo. 3. Cuantos litros de agua podrán sacarse del pozo antes de agotarse el aceite del tanque elevado. Peso especifico del aceite 0,8 Kg/l. Peso especifico del agua 1 Kg/l. La presión en el fondo de una columna de liquido, viene dada por el producto del peso especifico del liquido, por la altura de la columna.

8 PROBLEMA Nº 12 FUGAS INTERNAS. En un sistema hidráulico tenemos una bomba de 100 lpm la cual envía su aceite a un cilindro de 8" de diámetro, se pudo comprobar que el cilindro tiene fugas internas de aceite, de un 45%. Si la presión original de trabajo era de psi. 1. Diga cuál es la fuerza que genera el cilindro actualmente. 2. Cuanta potencia es capaz de generar el cilindro en esas condiciones. 3. Diga dos efectos negativos sobre el circuito hidráulico, como consecuencia de esa fuga. 4. Cuanta potencia consume el motor eléctrico en esas condiciones.

9 PROBLEMA Nº 13 CÁLCULOS VARIOS. 1. Velocidades de entrada y salida del cilindro. V5 y V6. 2. Velocidades del aceite en las tuberías V1 y V2 cuando el cilindro se desplaza hacia la derecha. 3. Velocidades V3 y V4 cuando el cilindro se mueve a la izquierda. 4. Caudal que sale por "B" cuando el caudal de la bomba entra por "A". 5. Fuerza máxima cuando el cilindro se mueve hacia la derecha. 6. Fuerza máxima cuando el cilindro se mueve hacia la izquierda. 7. Potencia eléctrica si el motor gira a 1200 rpm. 8. Desplazamiento de la bomba. 9. Torque transmitido por el motor eléctrico. V5 V6 Dp=10 cm Dv=5 cm A V4 B V3 V1 ½" ½" V2 A B P T 200 bar M 40 lpm

10 PROBLEMA Nº 14 CAMBIO DE VELOCIDAD. Un cilindro recibe un caudal de 100 gpm, debe moverse horizontalmente con velocidad rápida hasta la mitad de su recorrido, luego, al tocar un interruptor eléctrico debe disminuir la velocidad un 40%, energizando el solenoide de una direccional de 3 vías, y por ultimo retroceder a velocidad máxima. Armar un circuito que haga lo descrito, usando solo los componentes listados, y usando control de flujo a la salida para la disminución de la velocidad. Bomba compensada. Motor eléctrico. Filtro de presión. Tanque y accesorios. Válvula de alivio. Direccional centro abierto 4V, 3P, 2S. Válvula direccional 2P, 1S, 3V Control de flujo compensado sin check. Válvula check de 65 psi. Cuplón. Cilindro doble efecto.

11 PROBLEMA Nº 15 PLANO INCLINADO. 10 ton 30º A B P T 150 bar M En el circuito de la figura calcular: 1. Diámetro del pistón y del vástago si 0, 3 2. Caudal necesario para mover la carga a 3 cm/seg. 3. Diámetro de todas las tuberías, con velocidades del aceite: Succión: 1 m/seg. Presión: 6 m/seg. Retorno: 3 m/seg. 4. Potencia y torque del motor eléctrico si gira a 1200 rpm. 5. Qué función cumple la válvula de contrabalance y a qué presión debe estar ajustada.

12 PROBLEMA Nº 16 SECUENCIA DE MOTORES. Elaborar un circuito en el cual 3 motores hidráulicos giran a rpm, y desarrollan cada uno un torque de 10 Nm. Los motores están conectados en serie. La presión del sistema no deberá exceder los 90 bar. Contemplar un sistema que conectando manualmente al tanque la línea venting de la válvula de alivio, los motores dejen de girar y la bomba trabaje sin presión. No usar válvulas direccionales. 1. Calcular el caudal del sistema. 2. Especificar el desplazamiento de la bomba, si gira a 900 rpm 3. Cuál es la potencia instalada. 4. Cuanta potencia transmite cada motor.

13 PROBLEMA Nº 17 REGULACIÓN SECUNDARIA. Tenemos un sistema hidráulico cuyo circuito es como sigue: Bomba de pistones de 78 cm 3 /rev Conectada a un motor eléctrico de 1800 rpm, dicho grupo se conecta a un motor hidráulico de 125 cm 3 /rev El cual tiene acoplada en su eje, una bomba de 180 cm 3 /rev La cual por efecto del giro que le proporciona el motor hidráulico, succiona del tanque, e impulsa el aceite, al área anular de un cilindro vertical, con el vástago hacia abajo, el cual tiene una carga de Kg. El cilindro hidráulico es de 83 mm x 45 mm x mm. 1. Construir el circuito. 2. En cuanto tiempo subirá la carga. 3. Cuál será la presión de trabajo de la bomba de 78 cm3/rev

14 PROBLEMA Nº 18 SIMBOLOGÍA. Dibuje el símbolo normalizado de cada uno de los siguientes elementos: 1. Dibuje el centro que debe tener una válvula direccional la cual tiene conectada a su salida una doble check pilotada. 2. Válvula de secuencia, con check. 3. Bomba variable compensada, con ajuste de máximo volumen. 4. Control de flujo compensado en presión y temperatura. 5. Válvula de secuencia con flujo libre en sentido contrario. 6. Válvula direccional pilotada, 4V, 3P, 2S. con centro abierto, piloto externo y drenaje interno. 7. Válvula de alivio pilotada con posibilidad de programar presión máxima, intermedia y presión cero, mediante el uso de una direccional y válvulas de control remoto. 8. Válvula reductora de presión con check integral. 9. Símbolo detallado de electro válvula direccional pilotada con piloto y drenaje externos con centro en circuito regenerativo. 10. Direccional 3V, 2P, 1S, NC, posicionada por resorte. 11. Motor hidráulico variable bi-direccional con drenaje externo, y válvulas de frenos. 12. Bomba de pistones con control load sensing.

15 PROBLEMA Nº 19 r ALUMBRADO POR OLEOHIDRAULICA. Para aprovechar la energía potencial de un tanque, que se encuentra elevado, se propone un sistema para hacer funcionar dos bombillos de 2 y 3 vatios respectivamente, según el circuito siguiente: El tanque se encuentra a una altura tal, que a nivel de tierra se genera una presión aproximada de 7 bar, despreciando las fluctuaciones debidas al cambio de nivel. A esta tubería se conecta un motor hidráulico, a cuyo eje se encuentra acoplado un generador, que girando a 180 rpm, hace que los bombillos funcionen. Calcular los litros de aceite que debería tener el tanque para lograr que los bombillos alumbrasen todo un día.

16 PROBLEMA Nº 20 CILINDRO HIDRÁULICO. Dado el circuito de la figura calcular: 1. Diámetro de la tubería A-A para una velocidad del aceite de 6 m/seg. 2. Caudal de la bomba. 3. Potencia del motor eléctrico. 4. Velocidad del cilindro contraria a la que se indica. 5. Velocidad del vástago si se conecta en circuito regenerativo. V= 2 pulg/seg. Dp=20" Dv=18" A B A B P T 1500 psi M

17 PROBLEMA Nº 21 MOTORES EN SERIE. Tenemos un circuito hidráulico compuesto por un motor eléctrico que girando a rpm mueve a una bomba de 57,14 cm 3 /rev con el caudal que esta genera, se mueven tres motores hidráulicos, conectados en serie, es decir la salida de uno con la entrada del siguiente. A la salida de la bomba encontramos una válvula de alivio, que se encarga de limitar la presión máxima del sistema. Los motores tienen los siguientes desplazamientos: M1 = 100 cm3/rev M2 = 154 cm3/rev M3 = 50 cm3/rev Cada motor tiene conectada a su eje una bomba de desplazamiento positivo, cuyas características son: Bomba B1 conectada a M1: 20 cm 3 /rev Y 100 bar Bomba B2 conectada a M2: 50 cm 3 /rev Y 30 bar. Bomba B3 conectada a M3: 20 cm 3 /rev Y 50 bar. Usar una eficiencia del 80% solo para el cálculo de la potencia del motor eléctrico, para el resto usar 100%. Con los datos anteriores: 1. Elabore el circuito. 2. Calcule los Kw del motor eléctrico. 3. Calcule el caudal de cada bomba. 4. Calcule la presión de la válvula de alivio. 5. Cuál es la presión a la entrada de M2.

18 PROBLEMA Nº 22 CILINDRO TELESCOPICO. Tenemos un cilindro telescópico vertical, en el cual los diámetros internos de sus etapas son: 10", 8", 6", 4", y 3". Los recorridos de las etapas son: 17", 16", 15", 13" y 10" respectivamente. Calcule el tiempo en segundos que demoraría el cilindro en hacer toda su carrera, si recibe aceite de una bomba con un desplazamiento de 3,25 in 3 /rev acoplada a un motor eléctrico de rpm.

19 PROBLEMA Nº 23 CIRCUITO DE DESCARGA Hacer que el sistema mostrado funcione según lo siguiente: 120 gpm cuando la presión del sistema es menor a 200 psi. 60 gpm cuando la presión está entre 200 y 750 psi. 45 gpm cuando está entre 750 y psi. 15 gpm cuando la presión está entre y psi. Llene los espacios indicados, con las presiones adecuadas y la potencia del motor eléctrico. Al sistema psi psi psi psi M H.P.

20 PROBLEMA Nº 24 WINCH HIDRÁULICO. Con los datos de la figura: 1. Cuál es el torque en el eje del motor hidráulico en la primera vuelta del tambor. 2. Será capaz el motor hidráulico de subir la carga "F" cuando la cuerda está en su última vuelta, en el diámetro de 30 cm. 3. Cuál es el torque que está suministrando el motor eléctrico, con el tambor en la primera vuelta. 4. Cuál sería la velocidad lineal máxima con que podría subir. 5. Al estar la cuerda en su primera vuelta, subiría con la presión de 80 bar? 20 cm 30 cm 33:1 Caja reductora 60 cc/rev A B P T F = 1.927,47 Kg 90 bar 20 lpm 3 Kw 1200 rpm M

21 PROBLEMA Nº 25. CORTADORA DE TUBOS DE HIERRO. Tubo de 4 ton M C = 75 cm A B P T 70 bar Un cilindro levanta y posiciona un tubo para la operación de corte. Fuerza total de cierre: Tiempo de posicionamiento para el corte: 10 ton 5 seg Determinar: Área del cilindro. pul 2 Diámetro del cilindro. pul Volumen a llenar del cilindro. pul3 Caudal de la 1800 rpm. gpm Potencia necesaria para levantar la carga. hp Presión de la válvula de contrabalance. psi Diámetro de la tubería de succión. pul Diámetro de la tubería de presión. pul Potencia del motor eléctrico con e = 70% hp

22 PROBLEMA Nº 26 PRENSA HIDRÁULICA DE 50 ton. Desarrollar un circuito hidráulico para una prensa vertical, que sea capaz de generar una fuerza de 50 ton, con una presión máxima de psi usando un cilindro de doble efecto. El sistema deberá funcionar, según lo siguiente: 1. El actuador deberá moverse hacia abajo a razón de 3,5 pul/seg con una fuerza de aproximación de 10 ton por una distancia de 10,5 2. Al llegar al final del recorrido generar la fuerza de 50 ton durante 1 minuto. 3. Retroceder y esperar 2 minutos para comenzar un nuevo ciclo. 4. Para invertir el movimiento deberá usarse una válvula direccional 4V, 2P con accionamiento manual y trinquete. 5. Usar una sola bomba de desplazamiento variable para que en el tiempo en que se desea mantener la presión, sin movimiento alguno, esta pueda compensar y evitar el calentamiento del aceite. 6. Calcule la potencia del motor eléctrico a usar. 7. Elabore el mismo circuito usando acumulador de presión y bomba de caudal fijo y compare la potencia instalada en cada caso.

23 PROBLEMA Nº 27 CIRCUITO DIDÁCTICO. Dado el circuito siguiente responda: 1. Nombre de cada elemento. 2. Desplazamiento del motor hidráulico. 3. Cuál es el desplazamiento de la bomba. 4. Cuál es el torque máximo que transmite el cuplòn. 5. Cuál es la potencia del motor eléctrico. 6. Cuál sería la velocidad de la carga y el torque máximo disponible, si subimos la presión a 120 bar. 40 cm 1:20 Caja reductora A B P T F = Kg 100 bar Vs = 8 cm/seg 1800 rpm M

24 PROBLEMA Nº 28 CIRCUITO DE TRES VELOCIDADES. Tenemos un cilindro hidráulico vertical con salida del vástago hacia abajo, construir un circuito hidráulico que lo haga moverse según lo siguiente: 1. Velocidad rápida de 18 cm/seg hasta la mitad de su carrera con presión controlada a un máximo de 80 bar. 2. Velocidad lenta de 8 cm/seg por un cuarto del recorrido faltante y 120 bar. 3. Velocidad fina de 1 cm/seg y 200 bar para el resto del recorrido, hasta llegar al final en el que se requiere mantener la presión sin caudal, por 10 minutos. Hacer los cambios de velocidad poniendo a descarga una bomba cada vez, mediante el uso de válvulas de alivio controladas a través del venting por válvula direccional. Usar un solo motor eléctrico de 900 rpm con bomba doble de paletas en un extremo del eje, y bomba de pistones compensada en el otro. Las características del cilindro son: Dp = 6" Dv = 4" C = 40" con un peso muerto en la punta de Kg. La válvula direccional debe ser de centro abierto, es decir, todos los pórticos comunicados con tanque, deberá filtrarse solo el aceite de la bomba de mayor caudal. Colocar filtro de succión solo a la bomba fija. 1. Calcular los diámetros de las tuberías entre la direccional y el cilindro. 2. Desplazamiento de las bombas en cm 3 /rev 3. Potencia del motor eléctrico. 4. Tiempo del ciclo si el retorno se hace solo con la bomba de paletas.

25 PROBLEMA Nº 29 VELOCIDADES IGUALES. Tenemos un cilindro hidráulico horizontal de 4 ¼ x 3 x 20 el cual se mueve sin carga alguna. Elabore un circuito para que éste cilindro, usando una sola bomba de caudal fijo y de 44,22 gpm se mueva con la misma velocidad de 2 pie/seg en cada sentido, sin usar controles de flujo. PROBLEMA Nº 30 REGENERATIVO CON SECUENCIA. Tenemos un cilindro horizontal de 3 1/4" x 1" x 20" instalado en un sistema con una bomba de 10 gpm de caudal fijo. Elaborar un circuito el cual mediante una válvula direccional de 4V, 3P, 2S, otra de 3V 2P 1S, y una check, hagan que el cilindro avance con circuito regenerativo hasta tocar el material a comprimir, una vez en contacto, un presostato elimina el regenerativo y conecta la velocidad lenta. El retorno rápido se efectúa energizando el otro solenoide de la direccional de 3P y el de la de 3 vías.

26 PROBLEMA Nº 31 TIMÓN HIDRÁULICO. El circuito mostrado pertenece al timón de un barco en el cual se usa una bomba manual, para generar el caudal que moverá el cilindro, debido a la diferencia de áreas en éste último, se tendrán condiciones distintas, en su recorrido a derechas o izquierdas. Con los datos de la figura, calcular todos los parámetros faltantes en cada sentido de movimiento. C = 25 cm 2,5 cm Dp Fuerza del agua F = 500 Kg P1 P2 D N1 = 4 vueltas F1 = 22,4 Kg F2 =? N2 =? D1 =? D2 =?

27 PROBLEMA Nº 32 CIRCUITO ALTA Y BAJA. Elaborar un circuito hidráulico, el cual, usando solo los elementos que se dan a continuación, cumpla con el siguiente enunciado: 1. Velocidad rápida de 19,74 cm/seg con presión máxima de 50 bar. 2. Al llegar la presión a 50 bar, hidráulicamente bajar la velocidad a 3,29 cm/seg y poder subir la presión hasta 130 bar. 3. El cilindro del que se dispone es de 6" de diámetro de pistón, 4" de vástago y 40 de recorrido, montado horizontalmente. 1 tanque con sus accesorios. 1 motor eléctrico de 20 Kw rpm. 1 válvula de descarga para circuito de alta y baja, de 1.5 ajustada a 50 bar. 1 filtro de retorno para el aceite de descarga de la bomba de 100 cm 3 /rev. 1 bomba de paletas 100 cm 3 /rev. 1 bomba de engranajes. 1 check apertura de 0,5 bar de 1 1/2" 1 manómetro bar. 1 válvula direccional pilotada, 4V, 3P, 2S, centro abierto. 1 válvula de descarga de 1,5" de diámetro para ayudar a descargar el aceite del área mayor del cilindro en su retroceso. 1 válvula de alivio 1/2". 1 manómetro 0-80 bar. 1 check 1/2" con apertura de 5 bar. En función de lo anterior: 1. Calcular diámetro de las tuberías que unen la direccional con el cilindro, tomando como velocidad del aceite 3 m/seg. 2. Potencia consumida por cada bomba en cada fase del ciclo. 3. Torque transmitido por el motor eléctrico a la bomba de alta presión en el momento de la presión máxima. 4. Torque transmitido a la bomba de alto caudal en el momento de la velocidad rápida. 5. Si el cambio de velocidad lo hace en el 50% de su recorrido, calcule el tiempo del ciclo.

28 PROBLEMA Nº 33 PRENSA EXTRUSORA DE ALUMINIO. Elaborar un circuito hidráulico para una prensa de extrusión de aluminio con una capacidad de ton con las siguientes características: 1. Usar como cilindro principal uno de simple efecto, con un cilindro auxiliar de doble efecto conectado en su la parte posterior, para generar la velocidad rápida, este tendrá un recorrido de 1m, y ejercerá una fuerza aproximada de 7 ton empujando y 4,5 ton halando. 2. Velocidad rápida 16 pul/seg. con presión limitada a 800 psi, hasta tocar el cilindro de aluminio a extruir, luego bajar hidráulicamente a una velocidad máxima ajustable en la bomba de caudal variable entre 0,2 y 0,25 pul/seg. 3. El montaje de los cilindros debe ser horizontal. 4. Mientras el cilindro auxiliar efectúa la velocidad rápida, el cilindro principal debe llenarse de aceite a través de una válvula check de prellenado instalada entre éste y el tanque. 5. Usar como presión máxima del sistema 210 bar, suministrada por una bomba doble, una de caudal variable de 45 gpm, y otra de caudal fijo. 6. Filtrar todo el aceite de las bombas con 10 micrones en la conexión de tanque de las válvulas de alivio. 7. Verificar si hace falta descompresión, y en caso afirmativo, hacer el circuito correspondiente. 8. Calcular un tiempo aproximado de ciclo, si la velocidad lenta se aplica durante un recorrido de 30 cm, y para el retroceso se usa solo la bomba de caudal fijo.

29 PROBLEMA Nº 34 BANDA TRANSPORTADORA. Elaborar un circuito hidráulico para una banda transportadora la cual tiene acoplados 6 motores hidráulicos con las siguientes características: M1 = 3 HP rpm M2 = 1/4 HP rpm M3 = 1/2 HP - 70 rpm M4 = 1 HP rpm M5 = 3/4 HP rpm M6 = 4 HP - 85 rpm M1 debe tener 3 velocidades, en un solo sentido, controladas por 2 válvulas de flujo y conmutadas mediante 2 direccionales de 1S, 2P cada una, usando el centro cerrado y la posición paralela, de tal forma que al tener corriente las dos direccionales, se sumará el caudal ajustado en cada control de flujo, y se obtendrán las rpm; y al energizarlos individualmente el caudal será la proporción que tenga ajustada cada una. Implementar además un sistema para que el motor no se detenga bruscamente al desenergizar los solenoides. M2 hasta M5 son motores independientes, de velocidad fija, ajustada en un control de flujo montado antes de la direccional 1S, 2P centro cerrado, que los controla. M6 es bi direccional, controlado también por una direccional, teniendo la posibilidad de detenerse sin ningún tipo de freno. Especificar el sistema de bombeo, previendo un 20% más de caudal que el consumido por los actuadores, y una presión máxima de 50 bar, y una eficiencia del 80%. El sistema deberá arrancar sin presión alguna, y poder mantenerse así hasta que cualquiera de los motores deba moverse, Filtrar todo el aceite con eficiencia mayor al 99%

30 PROBLEMA Nº 35 ACTUADORES COMBINADOS. Elaborar un circuito hidráulico que funcione según: 1. Dos cilindros horizontales, que van a empujar una carga de 7 ton cada uno, a lo largo de todo su recorrido, debiendo moverse perfectamente sincronizados (con sistema de sincronismo hidráulico), primero con una velocidad de 15 cm/seg luego a 3 cm/seg y por último a 1 cm/seg. el retorno es libre. 2. Un cilindro vertical hacia abajo, que sube y baja una carga de 8 ton suspendida en su vástago a una velocidad de 4 cm/seg. 3. Un motor hidráulico bi direccional que debe generar una potencia de 3 hp a rpm, tener un sistema de freno ajustable en ambos sentidos. Todos estos actuadores se moverán al mismo tiempo. Usar un solo motor eléctrico. Hacer que el sistema pueda estar en reposo, sin presión. Usar direccionales con control eléctrico. Presión máxima 150 bar. Especificar: 1. Diámetros de todos los cilindros y las tuberías. 2. Desplazamiento del motor hidráulico. 3. Desplazamiento de la bomba. 4. Potencia y rpm del motor eléctrico.

31 PROBLEMA Nº 36 CIRCUITO SECUENCIAL. Un sistema hidráulico con un cilindro horizontal, debe hacer un 50% de su recorrido en vacío, luego mover una carga de 50 ton. En sus conexiones del área del pistón y anular, tiene conectadas dos válvulas de secuencia (una en cada línea), montadas en paralelo con la tubería. El sistema funciona según lo siguiente: 1. Se energiza el solenoide S1 de la direccional quien establece el cuadro de las flechas paralelas, el aceite se dirige al área del pistón, y el cilindro se mueve sin carga alguna 2. Al llegar al 50% de su recorrido consigue la carga de 50 ton, la mueve hasta el final de su trayectoria. 3. Aumenta la presión del sistema, abre la válvula de secuencia, a la que llamaremos VS1, ajustada a 100 bar. 4. A la salida de esta válvula, el aceite consigue un motor hidráulico M1 de 85 cm3/rev el cual tiene conectado en su eje, un tambor de 20 cm. de diámetro, y a él una carga "F". 5. Una vez realizado el recorrido anterior, y después de cierto tiempo, se energiza el solenoide S2 de la direccional, y el pórtico "P" se comunica con "B", en esa línea que va al área anular. 6. También hay conectada en paralelo una válvula de secuencia VS2, ajustada a 20 bar. 7. A su salida conseguimos un motor hidráulico M2 de 150 cm3/rev, que en su conexión de tanque tiene conectada en serie una válvula check de 5 bar, ese motor no tiene carga en su eje. 8. El sistema de bombeo está compuesto por una bomba triple con caudales de y 3 gpm respectivamente.

32 9. Las dos primeras están conectadas en circuito de alta y baja, y la tercera, se usara para generar presión piloto a la válvula direccional y la check pilotada. 10. Al área del pistón también está conectada en paralelo, una válvula check pilotada, para ayudar a evacuar el gran volumen de aceite que sale por esta tubería en el momento del retroceso del cilindro, y a la cual le llega aceite piloto desde una válvula direccional 3V, 2P, 1S normalmente cerrada, en el mismo instante que le llega corriente al solenoide S2 de la direccional principal. Armar el circuito usando solo los componentes listados: Bomba triple con y 3 gpm. Motor eléctrico y Cuplón. Válvula de alivio ajustada a 140 bar. Válvula de descarga ajustada a 30 bar. Válvula de alivio ajustada a 30 bar para presión piloto. Válvula check con apertura de 0,1 bar. Direccional 3P, 4V, 2S, centro abierto. Direccional 3V, 2P, 1S, NC. Válvula check pilotada. 100 bar. Válvula de secuencia VS1 ajustada a Válvula de secuencia VS2 ajustada a 20 bar. Motor hidráulico M1 de 85 cm 3 /rev Motor hidráulico M2 de 150 cm3/rev Válvula check con apertura de 5 bar. Cilindro hidráulico 10" x 9" x 40". 1. Calcule las posibles rpm y torque que podría generar M2. 2. Cuanto es el valor máximo de la fuerza "F", y a qué velocidad lineal se mueve. 3. Cuanto caudal sale por el área del pistón cuando el cilindro está retrocediendo. 4. Cuál es la potencia del motor eléctrico, si consideramos una eficiencia del 80%.

33 PROBLEMA Nº 37 PRUEBA HIDROSTÁTICA. Elaborar un circuito hidráulico para hacer pruebas de presión hidrostática a tubos, con las siguientes características: Volumen de los tubos: Presión de prueba: Liquido a usar: 80 l psi Agua. El sistema hidrostático consistirá de dos cilindros hidráulicos, conectados por el vástago, en donde uno de ellos de 4" de pistón, estará conectado mediante una check, a un tanque de agua, de forma tal que cuando el vástago salga, el cilindro succione agua del tanque para llenarse, en el recorrido contrario, expulsara el agua hacia el tubo, para que se llene progresivamente hasta el tope, sin presión alguna, y luego proceder a subirla hasta la del ensayo. Se deberá conectar otra check, a la tubería que suministra el agua al tubo, para evitar que el cilindro de 4" se llene con la misma agua que ha expulsado. El cilindro óleo hidráulico es de 2 1/2" x 1" x 15", conectado a: Una direccional 4V, 3P, 2S, centro con "P" conectada al tanque y los demás pórticos bloqueados. Una válvula de alivio. Una bomba acoplada a un motor eléctrico de 20 hp Y rpm succionando de un tanque. Un presostato. 1. Elabore el circuito. 2. Cuantos ciclos deben hacerse para una prueba. 3. Cuantos minutos dura la prueba. 4. Cuál es el desplazamiento y la presión de la bomba.

34 PROBLEMA Nº 38 CHECK PILOTADAS lb 1" 2" 5000 lb 2" 4" 8" 1 ½" 5000 lb 4:1 3:1 2:1 S1 A B S2 A B P T P T P M 8 1 Pp El circuito de la figura corresponde a un sistema elevador, en el cual se tiene una bomba doble, de 8 y 1 gpm, una de ellas para subir las cargas y la otra para bajarlas. La subida se efectúa energizando solo S1, permitiendo que todos los cilindros alcancen la presión de la válvula de alivio. La bajada, energizando solo S2, el resto del tiempo el aceite recirculará al tanque. 1. Diga cuál debe ser el valor mínimo de la presión "P" para que las cargas suban. 2. Calcule el valor mínimo de la presión piloto "Pp" para que las cargas bajen. 3. Si cada cilindro tiene una carrera de 18" en cuanto tiempo suben las cargas. 4. Cual debería ser la potencia mínima del motor eléctrico, para efectuar el trabajo.

35 PROBLEMA Nº 39 PRENSA DE EXPANSIÓN. Implementar un circuito hidráulico para un sistema de expansión y conformado de cilindros metálicos de poco espesor, según lo siguiente: Un cilindro vertical de 4" x 1 3/8" x 20" en cuya carrera de bajada, sujeta y expande levemente un cilindro metálico hueco, mediante un cono invertido conectado en su vástago. Debido a que la carrera de trabajo se efectúa cuando el aceite entra por el área anular, la subida debe ser lo más rápido posible, a tal efecto se usará un circuito regenerativo para el 90% del recorrido, accionado mediante una direccional 3V, 2P, 1S de forma tal que cuando haya tensión en la válvula de 3V, actúe el regenerativo, y cuando no, el sistema funcione con su direccional 4V, 3P, 2S solo el ultimo 10% del recorrido. Una vez que el cilindro vertical haga su recorrido total hacia abajo y alcance su fuerza de anclaje de lb, debiéndola mantener herméticamente (usando la válvula adecuada) por el resto del ciclo, comenzara a girar un motor hidráulico comandado por una direccional de 2P, 1S, que hace rotar todo el conjunto a 400 rpm, alcanzando estas vueltas en 1 seg. Generando una potencia de 10 hp., entrando luego en funcionamiento 2 cilindros hidráulicos de 3½ x 1 x 3 lateralmente para el conformado, moviéndose independiente uno del otro, haciendo cada uno una fuerza máxima de lb y a una velocidad de salida de 1 pul/seg. Controlada mediante un control de flujo compensado instalado antes de la válvula direccional; al hacer estos cilindros un ciclo completo, frenará el motor hidráulico en 2 seg., subirá el cilindro principal, se liberará la pieza ya conformada y el sistema estará sin presión listo para un nuevo ciclo de trabajo. La bomba es de 33 cm 3 /rev, acoplada a un motor eléctrico que gira a rpm La presión máxima del sistema no debe exceder los psi. 1. Elabore el circuito y calcule el tiempo del ciclo.

36 PROBLEMA Nº 40 MAQUINA CEPILLADORA. Conectar un circuito hidráulico para una cepilladora, en donde un cilindro horizontal de 4 x 2 ½ x 140 deberá extender su vástago a una velocidad de 30 pul/seg usando circuito regenerativo, la carrera de trabajo la efectúa cuando el vástago se retrae, y debe hacerlo a una velocidad ajustable entre 5 y 15 pul/seg y a una presión máxima de 900 psi. Armar un circuito usando los componentes y la secuencia que se dan a continuación. 1. Grupo de bombeo compuesto por el tanque con sus accesorios, motor eléctrico 1800 rpm acoplado a una bomba doble, en la cual la de mayor caudal es de pistones y desplazamiento variable, con compensador comandado a distancia, la mas pequeña es de 10 gpm de caudal fijo, usada solo para fines de enfriamiento y filtrado del aceite con 5 micras y eficiencia superior a 98%. 2. Una válvula direccional pilotada con piloto y drenaje internos, la cual tiene su pórtico A taponado externamente, con S1 establece la posición paralela y con S2 la posición cruzada, en su posición central P está bloqueado y los otros 3 pórticos están conectados entre sí y al tanque. 3. Una válvula de freno con doble piloto y check integral, conectada entre el área anular del cilindro horizontal cuyo vástago sale hacia la derecha, y el pórtico P de la direccional. 4. Un control de flujo compensado en presión y temperatura con check integral conectado entre el área del pistón y el pórtico B de la direccional, para regular las velocidades de trabajo. 5. Una check adicional conectada en paralelo con el control de flujo para ayudar a manejar el gran caudal generado en el momento del regenerativo. 6. Un filtro de 5 micras con indicador eléctrico de suciedad, y válvula de by pass, instalado en la bomba de paletas. 7. Una válvula direccional normalmente abierta de 2V, 2P, 1S conectada al compensador de la bomba, para que no haya presión ni caudal cuando no esté energizada.

37 8. Una válvula de alivio para evitar sobre presiones en la bomba de pistones, ajustada a 1000 psi. 9. Un intercambiador de calor agua aceite. 10. Un sistema de protección para el filtro y el intercambiador, ajustado a 100 psi a la salida de la bomba de paletas. Con la información anterior: 1. Arme el circuito. 2. Calcule los diámetros de todas las tuberías. 3. Especifique los desplazamientos de las bombas. 4. Calcule la potencia del motor eléctrico usando una eficiencia de 85%. 5. Calcule el volumen del tanque.

38 PROBLEMA Nº 41 PRENSA 20 TON. Completar con líneas el circuito mostrado, para una prensa de embutido de 20 ton, con cojín, según el siguiente funcionamiento: 1. Aproximación del cilindro, energizando S1 y S3, por un recorrido de 8". 2. Al desenergizar S3, carrera de trabajo con fuerza máxima, por 4" de recorrido, y comienzo de la contrapresión del cojín, cuya relación de fuerzas es de 4:1. 3. Regreso rápido, energizando S2 y S3. 4. Calcule el tiempo del ciclo, si la potencia instalada es de 5 hp. S3 1" S1 S2 4" 4. 25" M Cojin Dp = 3"

39 PROBLEMA Nº 42 MOTORES EN PARALELO. Usando solo los componentes que se listan, armar el circuito. 1 Motor hidráulico 1 Kw y 400 rpm. 1 Motor hidráulico 2 Kw y 600 rpm. 1 Motor hidráulico 0,5 Kw y 650 rpm. 1 Filtro de retorno y enfriador. 2 Válvulas check. 1 Válvula de alivio controlada eléctricamente mediante una direccional, que al no tener corriente, debe mantener la presión. 1 Bomba de caudal variable. 1 Bomba de caudal fijo. 1 Motor eléctrico de eje pasante y rpm tanque y accesorios. 3 Controles de flujo compensados. Los motores estarán conectados en paralelo, cada uno suministrando los requerimientos antes mencionados, con un control de flujo instalado antes de cada motor, para limitar el caudal en cada uno. Los retornos se unirán para pasar por el enfriador y el filtro antes de llegar al tanque. Las dos bombas estarán conectadas a la misma línea con una válvula de alivio ajustada a 70 bar. Calcular el caudal de aceite necesario e incrementarlo en un 20%, para los cálculos. Usar eficiencia de 80% para el cálculo de la potencia eléctrica. La bomba de caudal fijo solo suplirá el 30% del caudal total. Calcular los desplazamientos de las bombas, y la potencia del motor eléctrico.

40 PROBLEMA Nº 43 CIRCUITO INTENSIFICADOR. Tenemos un cilindro vertical de 4" x 1 1/2" x 10" el cual bajara rápido hasta tocar el material a comprimir, la presión del sistema no deberá exceder de psi, pero la fuerza que se requiere en el cilindro es de lb, en una distancia de 1" y en un tiempo de 1 seg. Sin incrementar la presión del sistema. Desarrolle un circuito con un cilindro hidráulico usado como intensificador, para lograr lo anterior. Tomar en cuenta que el cilindro principal tiene acoplada a su vástago, una carga de 500 lb la cual hay que contrabalancear. Usar circuito de alta y baja para los movimientos, con un motor eléctrico de 10 hp Y rpm. Usar una presión de 500 psi como mínima para el circuito de alta y baja. Especificar: 1. Desplazamiento de las bombas. 2. Diámetros del pistón y vástago, y recorrido mínimo del cilindro intensificador 3. Tiempo del ciclo.

41 PROBLEMA Nº 44 ESTRIADORA DE RODILLOS. Completar el circuito para una maquina estriadora de rodillos que cumpla con el siguiente ciclo: 1. Acercamiento y contacto de la cuchilla estriadora a 8 cm/seg. 2. Cambio de velocidad a 23 cm/seg, cuando toca la leva. 3. Inversión de movimiento a través de la leva ubicada entre los topes, ajustable mediante control de flujo. Fuerza de trabajo = 900 Kg. Pmáx. = 60 bar Dv = 45 mm. Cuchilla estriadora RODILLO A B A B P T P T M

42 PROBLEMA Nº 45 MANDRILADORA VERTICAL. Conectar el circuito para una mandriladora vertical con una fuerza de 600 Kg a una presión de 35 bar con el siguiente ciclo: 1. Avance rápido a 1000 cm/min energizando S3, por 58 cm. 2. Avance lento a 75 cm/min con S3 + S1, por 6 cm. 3. Avance fino a 25 cm/min con S3+S1+S2, por 6 cm. 4. Retorno rápido energizando S4. Calcular: Desplazamiento de la bomba, Dp, Dv, ajuste de la válvula de contrabalance. Tiempo del ciclo. 450 Kg S1 A B S2 A B P T P T S3 A B S4 P T M 1200 rpm

43 PROBLEMA Nº 46 GATO HIDRÁULICO. Conectar el circuito mostrado para que el gato de accionamiento manual funcione según lo siguiente: El bombeo se efectuara mediante un cilindro de doble acción usado como bomba manual. Se requiere que en cada movimiento de la palanca, la carga del cilindro de trabajo suba la misma distancia. No agregar componentes adicionales a los mostrados. La carga descenderá abriendo la llave de paso, adherida al tanque. Aereador Tanque Llave de paso Cilindro de trabajo RELACION 2:1 CILINDRO BOMBA

44 PROBLEMA Nº 47 VULCANIZADORA DE CAUCHO. Elaborar un circuito hidráulico para una vulcanizadora múltiple con las siguientes características: Numero de cilindros de simple efecto: 3 Fuerza de cierre: Carrera: Tiempo de subida: Velocidad de bajada: Peso muerto: Presión máxima: y 90 ton. Respectivamente y 25 cm. Respectivamente. 1,5 seg. 5 cm/seg. 1-4 y 6 ton. Respectivamente. 150 bar. La secuencia de trabajo para cada cilindro es la siguiente: 1. Subir con velocidad rápida hasta tocar el molde. 2. Subir la presión, hasta el máximo, en este momento la bomba debe dejar de actuar, y hay que garantizar que la presión se mantenga en el cilindro, con una variación máxima permisible de un 10%, por un tiempo especificado. 3. Una vez concluido este tiempo, deberá ocurrir una descompresión. 4. Bajada a la velocidad especificada contando solo con su propio peso. 5. No hay simultaneidad de movimientos.

45 PROBLEMA Nº 48 PRENSA CON ACUMULADOR. Elaborar un circuito hidráulico especificando todos sus componentes, para una prensa vertical hacia arriba la cuál usando un cilindro de simple efecto con vástago de 8 genere una fuerza de lb por dos minutos, con una variación máxima de 10%. La secuencia de movimientos deberá ser: 1. Subida sin carga con presión máxima de 300 psi a 6 pul/seg. 2. Al tocar la carga, la velocidad deberá ser de 0,6 pul/seg. Y alcanzar la fuerza máxima, manteniéndola durante los dos minutos, tomando en cuenta una fuga de aceite en el sistema de 10 pul 3 /min., la cual deberá ser repuesta por un acumulador y un presostato. 3. Una vez pasado el tiempo, deberá bajar a una velocidad de 3 pul/seg. Usando solo el peso de lb Que se encuentra sobre el vástago. 4. Usar bomba doble, en donde la bomba de mayor caudal se use solo para la aproximación rápida, y estará conectada directamente al cilindro, sin pasar por la direccional. 5. La bajada por el propio peso deberá hacerse mediante el uso de una check pilotada conectada en paralelo a la línea de alimentación del cilindro y al tanque. 6. La presión máxima de la bomba de menor caudal en el momento de pilotar la check para la bajada será de 550 psi. 7. Usar una direccional solo para la bomba pequeña, para obtener la velocidad lenta de subida y para pilotar la check. 8. En el momento que se mantiene la alta presión, la bomba de alto caudal deberá estar filtrando el aceite con 10 micras y eficiencia superior al 98%.

46 PROBLEMA Nº 49 SISTEMA HIDRÁULICO PARA HORNOS DE FUNDICIÓN. Elaborar un sistema hidráulico para volcar 2 hornos, uno de 50 ton. Y otro de 20 ton, las velocidades de subida y bajada serán de 2 cm/seg. Regulables, pudiéndose detener en cualquier posición. Para el horno de 50 ton hacer un sistema de forma tal que si hay eléctrica, baje automáticamente, a la misma velocidad. falla Contemplar para cada uno una puerta que será movida por un motor hidráulico, conectado a una caja reductora de velocidad 10:1 y esta a un rodillo de 4 de diámetro. Peso de cada puerta: Velocidad de las puertas: Presión máxima de trabajo: 2600 Kg. 2,5 cm/seg. 150 bar. Los hornos podrán moverse simultáneamente.

47 PROBLEMA Nº 50 MOTOR VARIABLE. Elabore un circuito en el cual un motor hidráulico bi-direccional de 100 cm 3 /rev, gire según lo siguiente: 1. Arranque de 0 a rpm hasta llegar a un torque de 79,5 Nm. 2. Luego bajar la velocidad a 1000 rpm y poder subir el torque hasta 111,3 Nm. 3. Por último bajar a 300 rpm hasta 270,3 Nm. La secuencia anterior debe ser hidráulica y consecutiva, y debe poder hacerse en ambos sentidos. Usar una sola válvula direccional. Se quiere que una vez terminado el ciclo, en cada sentido, el motor frene hidráulicamente, con freno ajustable. Con los datos anteriores: 1. Elabore el circuito. 2. Calcule la mínima potencia eléctrica a instalar, usando una eficiencia del 100%.

48 PROBLEMA Nº 51 INYECTORA DE ALUMINIO. Diseñar un circuito hidráulico para una inyectora de aluminio, con las siguientes características: Fuerza de cierre de molde: Velocidad de cierre rápido: Velocidad de cierre lento: Recorrido de los cilindros auxiliares: 100 ton. 8 cm/seg. 0,8 cm/seg. 50 cm. Diámetro de los cilindros auxiliares: 2 1/2" Cantidad de cilindros auxiliares: 2 Fuerza de inyección: 2 ton Diámetro cilindro de inyección: 6" Velocidad de inyección: Potencia motor eléctrico: de 15 a 25 cm/seg. 20 hp y 1200 rpm Secuencia de trabajo: 6. Cierre a alta velocidad usando los cilindros auxiliares. 7. Cierre a baja velocidad. 8. Inyección. 9. Retracción del cilindro de inyección. 10. Apertura rápida del molde. Usar bombas independientes para inyección y cierre. Usar cilindro de simple efecto para el cierre. Implementar sistema mecánico - hidráulico para que la maquina no comience el ciclo si la puerta está abierta. Usar acumulador con alivio y descarga hidráulica.

49 PROBLEMA Nº 52 DOSIFICADOR. Diseñar un sistema dosificador de aceite, con las siguientes características: Volúmenes a dosificar entre 3 litros mínimo y 5,68 litros como máximo. Todo el aceite deberá ser filtrado con eficiencia superior al 98% con 5 micrones antes de ser dosificado, Mientras no haya dosificado, todo el aceite estará recirculando al tanque, filtrado con 10 micrones y 98% de eficiencia. El tiempo de cada dosificado será de 10 seg pudiendo ajustarse eléctricamente a tiempos diferentes mediante interruptores eléctricos separados 70 cm. Viscosidad del aceite: 200 cst A 40 ºC. 1. Calcular, seleccionar y especificar todos los componentes involucrados en el circuito.

50 PROBLEMA Nº 53 FABRICACIÓN DE TUBOS POR CENTRIFUGADO. Este es un sistema de fabricación de tubos por centrifugado, para la conducción de aguas negras, y consiste en hacer girar un molde con la forma del tubo deseado, a bajas revoluciones, hasta alcanzar la temperatura óptima de vaciado. Una vez alcanzada ésta, las rpm aumentan y se produce el vaciado del metal fundido, el cual por efecto de la fuerza centrifuga, se adherirá a las paredes de éste, y tomará su forma. Una vez vaciado el volumen de metal correspondiente al tubo, habrá que detener el molde rápidamente antes de que solidifique por completo. El molde se hace girar mediante un motor hidráulico, el cual arrancará desde velocidad cero, hasta 300 rpm en 3 seg., la velocidad de régimen será de rpm y el frenado deberá hacerse en 1 seg. Datos técnicos: Peso del molde vacío: Peso del molde cargado: Diámetro externo del molde: 500 Kg. 580 Kg. 25 cm. 1. Elaborar un circuito para lo que se especifica. 2. Calcular la presión generada en el frenado.

51 PROBLEMA Nº 54 ALIMENTADOR PARA UN HORNO DE CERÁMICA. Elaborar un circuito hidráulico para un alimentador de un horno de cerámica, compuesto por un cilindro de doble efecto montado horizontalmente con un recorrido de alimentación de 210 cm, el cual deberá hacerlo en 56 min empujando una carga de Kg. El retroceso no deberá demorar más de 10 seg con una carga máxima de 500 Kg. Durante el movimiento lento se deberá garantizar un filtrado total del aceite con 3 micrones para que no se produzca atascamiento en los equipos de control de caudal. Usar solamente una electro válvula direccional, la cual solo deberá energizarse para el retorno rápido. Disponer de una bomba manual y una direccional manual para mover el alimentador en caso de falla eléctrica. Presión máxima del sistema: 50 bar.

52 PROBLEMA Nº 55 PRENSA PRECOMPACTADORA DE BRIQUETAS. Elaborar un circuito hidráulico para prensar el material fundente de los electrodos, usando una prensa con dos cilindros hidráulicos enfrentados verticalmente, y que se mueven según la siguiente secuencia: 1. Bajada rápida del cilindro superior con una velocidad de 8 cm/seg. Hasta llegar a tope haciendo una fuerza de 2 ton, manteniéndose herméticamente en esa posición. 2. Comienzo de la compresión con el cilindro inferior con una velocidad de 4 cm/seg. Hasta llegar a 15 ton. De fuerza, luego cambiar a 2 cm/seg. Hasta llegar a 26 ton. 3. Retirada del cilindro superior a la mayor velocidad posible. 4. Expulsión de la briqueta con el cilindro inferior hasta llegar al final del recorrido con velocidad de 8 cm/seg. Manteniéndose extendido por un tiempo establecido, ajustable mediante temporizador. 5. Bajada del cilindro inferior hasta el tope, con fuerza de 5 ton. Y velocidad máxima. Ambos cilindros son de Dp = 8" Dv = 4" C= 15" Mientras no haya movimiento de los cilindros el sistema no deberá tener presión, y estar filtrando el aceite con 10 micrones, y eficiencia de 99,9%

53 PROBLEMA Nº 56 PRENSAS MÚLTIPLES PARA MADERA. Elaborar un sistema hidráulico para mover tres prensas para madera, con las siguientes características: Una de ellas deberá subir a 10 cm/seg hacer una fuerza de 40 ton constante durante 5 min, con una variación máxima permisible de un 10%. Otra deberá subir a razón de 15 cm/seg y hacer una fuerza máxima instantánea de 10 ton La ultima deberá tener una fuerza máxima de 20 ton sin mantenerse, pero la velocidad deberá poderse variar desde 5 hasta 12 cm/seg. Presión máxima del sistema: Presión de acercamiento: 290 bar. 50 bar. Los cilindros usados en cada caso son verticales moviéndose de abajo hacia arriba y doble efecto. Las prensas no se moverán simultáneamente. Prever un sistema independiente en cual filtre al aceite 20 veces por hora con 10 micrones, eficiencia superior al 99% e indicador eléctrico y suministre presión piloto al sistema.

54 PROBLEMA Nº 57 DOBLADORA DE TUBOS DE ESCAPE. Preparar un circuito hidráulico para una dobladora de tubos de escape, con las siguientes características: 1 Cilindro principal: fuerza: 26 ton, velocidad de avance: 3 cm/seg. 2 Cilindros de contrapresión para las mordazas con dp = 3 1/4" 1 Cilindro para expansión de tubos con fuerza de: 9 ton halando y 2 cm/seg. El cilindro principal se encargará de efectuar los dobleces del tubo, los de contrapresión ejercen una contrapresión a la mordaza y se mueven simultáneamente y en sentido contrario al principal. El cilindro de expansión, aumenta el diámetro de los tubos para que puedan encajar uno en el otro para soldarlos. Usar como presión del sistema: 210 bar. Filtrar todo el aceite en el retorno con 10 micras y eficiencia superior al 98%.

55 PROBLEMA Nº 58 PRENSA CON COJÍN. Preparar un circuito hidráulico para una prensa de 550 ton con cojín. Presión máxima del sistema 210 bar, con un metro de recorrido. Según el siguiente funcionamiento: El descenso deberá ser rápido hasta casi tocar el molde, sin golpearlo, la velocidad de prensado preliminar debe ser de 2,5 cm/seg y la final de 0,8 cm/seg con cambio hidráulico. Para el prensado preliminar bastan 70 Kg/cm2. Usar un cilindro de simple efecto para el prensado y dos cilindros auxiliares para el retorno. El cojín es un cilindro vertical que se coloca en contrasentido al cilindro principal y le ejerce una contrapresión, en la bajada. La subida la realiza al mismo tiempo que el principal. Los datos y la secuencia son: Velocidad rápida por caída libre: Velocidad rápida de trabajo Velocidad lenta de trabajo 30 cm/seg. 2,5 cm/seg. 0,8 cm/seg. Subida cilindro principal y cojín. Presión de cojín: 200 Kg./cm 2. Relación de fuerza de prensado y fuerza del cojín 4 : 1 Peso suspendido del vástago del cilindro principal: 2,5 ton Filtrar el aceite 10 veces por hora, con bomba auxiliar eficiencia de 98% y 5 micras. Calcular la descompresión y hacer el circuito hidráulico correspondiente. Disponer de un sistema independiente para presión piloto.

56 PROBLEMA Nº 59 PLATAFORMA Y MOTOR El circuito mostrado pertenece a una plataforma hidráulica, a la cual se le suben personas de 100 lb cada una, y al moverse esta, hace girar un motor hidráulico que tiene en su eje una carga tal que genera un torque de 95,59 lb-in. 1. Calcule el número de personas que deberían subirse a la plataforma para que el motor comience a girar. 2. Cuantas vueltas dará el motor cuando baje toda la plataforma. 3. A cuantas rpm girara el motor si la plataforma baja en 0,2 seg. 4. Calcule el diámetro de la tubería que une el cilindro de la plataforma con el horizontal, si tomamos una velocidad del aceite de 6,28 m/seg, y la bajada en 0,2 segundos. 5. Cuantos gpm pasarán por el motor hidráulico. 6. Cuál es la velocidad del aceite en el área anular. 100 lb c/u 2" C = 18" 6" 3" 2" 1 ¾ Vg = 1,25 in 3 /rev 95,59 lb-in

57 PROBLEMA Nº 60 COMPACTADORA. Elaborar un circuito hidráulico para una compactadora con un cilindro horizontal de 20" x 17" x 100", el cual en su recorrido de compactado, la carga se incrementa a razón de 7.853,98 lb por cada pulgada de recorrido. Para el retorno, deberá vencer una carga de lb, el sistema está compuesto por una bomba triple de y 20 gpm respectivamente, conectadas en circuito de alta y baja, en el cual la válvula de descarga de la etapa de mayor caudal, está ajustada a 650 psi, la correspondiente a la de 35 gpm está ajustada a psi, y la de alta presión a una de alivio a psi. Debido al gran volumen generado en el retroceso por el área del pistón, conectar una check pilotada, para ayudar a evacuar el aceite en el momento del retroceso. Usar direccional pilotada con centro abierto, para que cuando no haya movimiento, las bombas estén sin presión. 1. Elabore el circuito. 2. Calcule el tiempo de un ciclo ( ida y vuelta ) 3. Cuál es la mínima potencia que debería tener un motor eléctrico, usando una eficiencia del 83 %. 4. Cuál es el caudal que sale por el área del pistón, cuando el cilindro está retrocediendo.

58 PROBLEMA Nº 61 ALTA Y BAJA CON VENTING. 3" C = 40" 1" A B S2 S psi P T P A 2000 psi T B 750 psi S4 300 psi S5 10 gpm M 5 gpm 1. Con cual combinación de solenoides energizados se obtiene la fuerza de empuje máxima. 2. Con cuales solenoides se obtiene la velocidad máxima de salida, si no hay carga en el vástago. 3. Cuál es el valor en pul/seg de la velocidad máxima de salida. 4. Si energizamos S4 Y S2 cuál será la fuerza máxima disponible en el vástago. 5. Si suponemos una carga de 200 lb en el vástago y energizamos solo S3, diga cuantos hp suministra el motor eléctrico, cuando el vástago sale. 6. Con una carga de 2200 lb y con S2 Y S3 energizados, calcule a qué velocidad se mueve la carga.