Examen ordinario de Instalaciones Mecánicas. 3 de junio de Apellidos Nombre. TEORÍA (4 Ptos. = 5 0,8 Ptos.)

Transcripción

1 TEORÍA (4 Ptos. = 5 0,8 Ptos.) 1. Sólo con los elementos de la figura, diseñe el esquema de un circuito neumático que haga avanzar el cilindro de simple efecto cuando la válvula de vías se acciona y lo haga retroceder lo más rápidamente posible al conmutar la válvula a la posición de reposo. 2. Qué elementos deben añadirse al esquema neumático de la figura para que la velocidad de avance del cilindro pueda controlarse y el movimiento de avance sea lo más suave posible (o sea, que el vástago del cilindro no se mueva a trompicones). 3. En función de los criterios explicados en clase y su experiencia personal, indique el tipo de elemento de potencia que considere más adecuado para accionar las articulaciones de un robot industrial rígido de tres brazos y 6 grados de libertad que deba manipular objetos de hasta 350 kg de peso a una distancia máxima de 2,5 m de la base y velocidades angulares de hasta 3 rad/s. (a) Electro-mecánico. (b) Hidráulico. (c) Neumático. (d) Manual. 1

2 4. Haciendo uso de las curvas características de un estrangulamiento y de un conjunto bomba-vlp, explique, brevemente, por qué varía el caudal que circula por el estrangulamiento al variar la carga (P carga ) a la salida del mismo, en el circuito hidráulico de la figura. Pcarga Qcircuito Pcircuito QVLP 5. Represente el símbolo de una válvula antirretorno doble desbloqueable y ponga un ejemplo de utilización de la misma. Tiempo: 1h. 2

3 PROBLEMA NEUMÁTICA (3 Ptos.) En una planta de empaquetado, la sección de etiquetado consta de dos cilindros neumáticos de doble efecto. El primer cilindro (1.0) se encarga de pegar la etiqueta y el segundo (2.0) de retirar la caja etiquetada para permitir la entrada de la siguiente. Las cajas llegan a la sección de etiquetado mediante una cinta transportadora. El ciclo se inicia cuando un operario pulsa un botón de puesta en marcha, y sólo si ambos cilindros están completamente retraídos. En la primera fase del proceso, avanza el cilindro 1.0 (que porta la etiqueta) debiendo permanecer en la posición totalmente extendida 3 segundos (para conseguir el pegado de la misma). Después de este tiempo el cilindro 1.0 retrocede. Cuando el cilindro 1.0 ha vuelto a su posición inicial, el cilindro 2.0 avanza hasta su posición totalmente extendida (empujando la caja hasta otra cinta transportadora que se la lleva) y retorna a la posición totalmente retraída. Se pide: - Representar el diagrama de fases del circuito. - Diseñar el esquema del circuito neumático que realiza el proceso de etiquetado. Nota: Téngase en cuenta que puede producirse superposición de señales en algún momento del proceso. Tiempo: 1h. Debe entregarse pasadas 1h 15 del comienzo. 1

4 PROBLEMA HIDRÁULICA (3 Ptos.) El esquema de la figura corresponde a la instalación hidráulica de una plataforma elevadora de vehículos de un taller mecánico. Consta de dos cilindros hidráulicos idénticos sincronizados en fase, con un recorrido de 1,5 m. El circuito está ajustado, sin carga, de forma que emplea 25 segundos tanto en subir como en bajar los 1,5 m. 1.0/A 1.0/B Q3 Q2 P3 VCP P4 P2 VRC1 VRC2 Q1 T P1 VLP Ts 2

5 Se pide: (a) Para un coche de 1500 kg, cuánto tiempo se empleará en elevarlo? Y en el descenso? (b) Si, mientras está elevándose un vehículo, un fallo en el suministro eléctrico hiciese que el grupo hidráulico dejase de funcionar, descendería el vehículo? Y si en vez de estar elevándose estuviese descendiendo, seguiría descendiendo? Razone ambas respuestas. (c) Elabore una tabla indicando las presiones que marcan los manómetros P 1, P 2, P 3 y P 4 y los caudalímetros Q 1, Q 2 y Q 3, tanto durante la elevación como en el descenso para los casos: - En vacío. - Con un vehículo de 1500 kg de peso. (d) Potencia eléctrica máxima que consume la bomba. Datos: - Presión máxima del grupo hidráulico: 160 bar - Caudal nominal del grupo hidráulico: 25 l/min - Rendimientos de la bomba: η h = η v = η mec = 0,9 - Presión de tarado de la VLP: 150 bar - Presión de tarado de la VCP: 70 bar - Diámetro del émbolo de los cilindros: d e = 6 cm - Relación de áreas de los cilindros: A e = 2 A v Notas: - La válvula limitadora de presión (VLP) tiene un comportamiento prácticamente ideal. - La válvula de contrapresión (VCP) tiene un comportamiento prácticamente ideal. - Las presiones de apertura de las válvulas antirretorno son despreciables. - La presión de apertura de la válvula antirretorno pilotada es despreciable. - Las resistencias de los cilindros tanto al avance como al retroceso son despreciables. - Las pérdidas de carga en todas las conducciones y elementos son despreciables. - Las fugas en el circuito son despreciables. - Los manómetros (P i ) y los caudalímetros (Q i ) se pueden suponer ideales. - Suponer que el peso del vehículo se reparte uniformemente entre los dos cilindros. Tiempo: 1h. 3