NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Automatización industrial. NOMBRE DEL ALUMNO: Garay Ortiz Milton Carlos

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1 TECNOLÓGICO DE ESTUDIO SUPERIORES DE TIANGUISTENCO NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Automatización industrial NOMBRE DEL ALUMNO: Garay Ortiz Milton Carlos NOMBRE DE LA ACTIVIDAD: Tipos de motores hidráulicos y neumáticos que existen ACTIVIDAD NO 5

2 ÍNDICE ÍNDICE... 2 INTRODUCCIÓN... 3 DESARROLLO DEFINICIÓN TIPOS DE MOTORES HIDRÁULICOS TIPOS DE MOTORES NEUMÁTICOS, MOTORES DE PISTONES Y MOTORES DE ENGRANAJES MOTORES NEUMÁTICOS DE PISTONES: ESPECIFICACIONES Y APLICACIONES CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA... 13

3 INTRODUCCIÓN Uno de los primeros motores hidráulicos rotatorios a desarrollar fue la construida por Armstrong por su puente giratorio sobre el río Tyne. Se proporcionan dos motores, para la fiabilidad. Cada uno era un motor oscilante simple efecto de tres cilindros. Armstrong desarrollado una amplia gama de motores hidráulicos, lineales y giratorios, que se utilizaron para una amplia gama de tareas de ingeniería industrial y civil, en particular para los muelles y los puentes móviles. Los motores hidráulicos presentan avances tecnológicos con aplicaciones específicas dentro del sector de la industria y de los vehículos. Son máquinas que transforman la energía oleo hidráulica en energía mecánica de rotación para generar movimiento. A continuación se explican las especificaciones básicas de estos motores para comprender el funcionamiento y dar a conocer unas nociones básicas de mantenimiento. DESARROLLO 1.1 DEFINICIÓN Un motor hidráulico es un actuador mecánico que convierte la presión hidráulica y el flujo en par y desplazamiento angular. El motor hidráulico es la contraparte de rotación del cilindro hidráulico. Conceptualmente, un motor hidráulico debe ser intercambiable con una bomba hidráulica, ya que realiza la función opuesta - tanto como el motor eléctrico de CC conceptual es intercambiable con

4 un generador eléctrico DC. Sin embargo, la mayoría de las bombas hidráulicas no pueden ser utilizadas como motores hidráulicos, ya que no pueden ser backdriven. Además, un motor hidráulico está diseñado generalmente para la presión de trabajo a ambos lados del motor. 1.2 TIPOS DE MOTORES HIDRÁULICOS Para una explicación de émbolo y el pistón, véase el cilindro hidráulico Muchos diseños son posibles. Los siguientes tipos de motores hidráulicos están disponibles: ENGRANAJES Y MOTORES DE PALETAS Motores de engranajes y paletas se utilizan en los sistemas de rotación simples. Sus ventajas son el bajo coste inicial y altas revoluciones. Un motor de engranajes consta de dos cursos, el engranaje conducido y el engranaje intermedio. Aceite de alta presión es portado en un lado de los engranajes, en el que fluye alrededor de la periferia de las ruedas dentadas, entre las puntas de engranajes y las carcasas de pared en la que reside, a la lumbrera de salida. Los engranajes a continuación, malla, no permitiendo que el aceite desde el lado de salida fluya de vuelta al lado de entrada. Para la lubricación, el motor de engranajes se utiliza una pequeña cantidad de aceite a presión desde el lado de los engranajes, sangra esto a través de los cojinetes hidrodinámicos, y evita que el mismo aceite ya sea al lado de baja presión de los engranajes, o a través de un puerto de drenaje dedicado en la carcasa del motor. Un atributo especialmente positivo del motor del engranaje es que la ruptura catastrófica es mucho menos común que en la mayoría de los otros tipos de motores hidráulicos. Esto se debe a que los engranajes se desgastan gradualmente la carcasa y/o principal bujes, la reducción de la eficiencia volumétrica del motor gradualmente hasta que es casi inútil. Esto suele ocurrir mucho antes de que el desgaste hace que la unidad de apoderarse o romperse. Un motor de paleta se compone de una carcasa con un orificio excéntrico, en el que se ejecuta un rotor con aspas en lo que se deslizan dentro y fuera. El diferencial de fuerza creada por la fuerza no equilibrada del fluido a presión en las paletas hace que el rotor gire en una dirección. Un elemento crítico en el diseño de motor de aletas es como las puntas de las aspas se mecanizan en el punto de contacto entre el extremo de la paleta y la caja del motor. Varios tipo de diseños de "labio" se utilizan, y el objetivo principal es proporcionar un sello hermético entre el interior de la

5 carcasa del motor y la paleta, y al mismo tiempo para minimizar el desgaste y el contacto metal con metal. 1.3 MOTORES GEROTOR El motor de tipo gerotor es, en esencia, un rotor con n-1 dientes, rotación fuera del centro en un rotor/estator con N dientes. El fluido a presión es guiado hacia el conjunto con una válvula distribuidora de tipo placa colocada axialmente. Existen varios diseños diferentes, tales como la Geroller y motores Nichols. Por lo general, los motores Gerotor son bajos a velocidad media y media-alta torsión. 1.4 MOTORES DE ÉMBOLO AXIAL Para una calidad de los sistemas de motores de accionamiento de alta rotación del émbolo se utilizan generalmente. Considerando que la velocidad de las bombas hidráulicas rangos de 1200 a 1800 rpm, la maquinaria para ser accionado por el motor a menudo requiere una velocidad mucho más baja. Esto significa que cuando se utiliza un motor de pistón axial, generalmente se necesita una caja de cambios. Para una cilindrada de ajuste continuo, se utilizan motores de pistones axiales. TIPO PISTÓN -. Igual que las bombas de pistón, el diseño más común del tipo de pistón del motor es la axial. Este tipo de motor es el más comúnmente utilizado en sistemas hidráulicos. Estos motores son, al igual que sus homólogos de la bomba, disponible en diseños desplazamiento variable y fijo. Velocidades de rotación utilizable típicos varían desde menos de 50 rpm y hasta y por encima de 14000rpm. Eficiencias y velocidades de mínimo/máximo de rotación dependen en gran medida el diseño del grupo rotativo, y muchos tipos diferentes están en uso. 1.5 MOTORES DE PISTONES RADIALES Motores de pistones radiales están disponibles en dos tipos básicos. Tipo del cigüeñal con un solo árbol de levas y pistones que empujan hacia el interior. Este tipo de motor es básicamente un diseño antiguo, pero es uno que tiene características extremadamente altas par de arranque. Están disponibles en los desplazamientos de 40cc/rev hasta unos 50 litros/vuelta, pero a veces pueden estar limitadas en potencia. Tipo cigüeñal motores de pistones radiales son capaces de funcionar a velocidades "Creep" y algunos pueden ejecutar sin problemas hasta rpm,

6 mientras que ofrece prácticamente constantes chacteristics par de salida. Esto hace que sean aún el diseño más versátil. Multilobar tipo anillo de leva tiene un anillo de levas con múltiples lóbulos y los rodillos de pistones empujan hacia fuera contra el anillo de leva. Esto produce una salida muy suave con alto par de arranque, pero son a menudo limitadas en la gama de velocidad superior. Este tipo de motor está disponible en una gama muy amplia de aproximadamente 1 litro/rev a 250 litros/rev. Estos motores son especialmente buenos en aplicaciones de baja velocidad y puede desarrollar una potencia muy alta. 1.6 FRENADO Los motores hidráulicos por lo general tienen una conexión de drenaje para la fuga interna, lo que significa que cuando la unidad de potencia se apaga el motor hidráulico en el sistema de accionamiento se moverá si una carga externa está actuando sobre el mismo, tal como una grúa o cabrestante con carga suspendida. En estos casos siempre hay una necesidad de un freno o un dispositivo de bloqueo. 1.7 UTILIZA Los motores hidráulicos se utilizan para muchas aplicaciones ahora, tales como tornos y las unidades de grúa, motores de ruedas para vehículos militares, grúas auto-impulsados, y excavadoras. Unidades transportadoras y de alimentación, mezclador y agitador de discos, molinos de rodillos, unidades de tambor de digestores, trommels y hornos, trituradoras de automóviles, neumáticos, cables y basura en general, equipos de perforación, fresas trinchera, cortadoras de césped de alta potencia, máquinas de inyección de plástico 1.8 MOTORES HIDRÁULICOS: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y RECOMENDACIONES DE MANTENIMIENTO Los motores hidráulicos presentan avances tecnológicos con aplicaciones específicas dentro del sector de la industria y de los vehículos. Son máquinas que transforman la energía oleo hidráulica en energía mecánica de rotación para generar movimiento. A continuación se explican las

7 especificaciones básicas de estos motores para comprender el funcionamiento y dar a conocer unas nociones básicas de mantenimiento. Funcionamiento, especificaciones y mantenimiento de los motores hidráulicos Sus componentes básicos son un recipiente, un filtro, una bomba, una válvula de control del flujo y un actuador o cilindro. El motor hidráulico funciona usando aceite para generar trabajo mediante la transformación de la energía. Funciona mediante el paso de aceite que es impulsado por una bomba de presión hacia unas tuberías que dan a parar al interior del motor. El aceite es filtrado para evitar impurezas y posee una válvula de seguridad para el control del caudal. El sistema de accionamiento es por cilindros con movimientos lineales o por bombas con movimientos rotativos. De construcción similar a las bombas hidráulicas estos motores son impulsados por bombas generando una fuerza y un continuo movimiento rotativo. El óptimo funcionamiento depende de la capacidad de soportar grandes presiones hidráulicas y de los métodos usados para la conexión de la presión con el eje de salida. Se clasifican según la velocidad, tamaño o desplazamiento, la fuerza y las limitaciones de máxima presión. Tipos de motores: Motores HSLT (motores de velocidad alta y bajo par). Motores LSHT (motores de velocidad baja y alto par). Motores generadores de par. (rotación limitado). Mantenimiento Para un correcto funcionamiento y un óptimo rendimiento se necesita un mantenimiento básico del motor hidráulico. Gracias a ese mantenimiento se consigue prolongar la vida del motor y evitar averías. Se debe hacer una prevención de la contaminación con polvo que pueda causar un deterioro en las piezas hidráulicas.

8 Una detección de desgaste de piezas con un análisis del aceite. Inspección visual de la máquina a diario para detectar posibles fugas hidráulicas. Información del mantenimiento de la web Es.scribd.com. En internet se encuentra la web Hidramaq.com que ofrece el servicio de mantenimiento de motores hidráulicos y algunos de los repuestos básicos de estos motores. En la web servivciohidraulico.com se adquieren productos y recambios de piezas relacionados con los motores hidráulicos. Se muestran motores hidráulicos de las marcas Danfoss, Poclain Hydraulics, Intermot y Char-Iynn. En definitiva El funcionamiento básico de un motor hidráulico se basa en la obtención de fuerza a través de la transformación de la energía de un fluido. Un correcto mantenimiento es fundamental para alargar la vida de este tipo de motores. Existen distintos tipos de motores con opción de compra on line en webs especializadas de internet.

9 2. TIPOS DE MOTORES NEUMÁTICOS, MOTORES DE PISTONES Y MOTORES DE ENGRANAJES 2.1 MOTORES NEUMÁTICOS DE PISTONES: Los motores neumáticos de pistones tienen de 4 a 6 cilindros. La potencia se desarrolla bajo la influencia de la presión encerrada en cada cilindro. Trabajan a revoluciones más bajas que los motores de paletas. Tienen un par de arranque elevado y buen control de su velocidad. Se emplean para trabajos a baja velocidad con grandes cargas. Pueden tener los pistones colocados axial o radialmente. Motor de pistones Parámetros de los motores de pistones: Sus características son las siguientes: hasta rpm y 30 CV. Sus parámetros se calculan con las siguientes expresiones. Potencia: Pot= P1*S*R*cosa*sena=P1*S*R*sen(2a)/2 Caudal/consumo: Qn =S*c*Z*n*(P1+1)

10 Par: T= P1*s*(r1 + r2) Donde: S = sección del pistón (mm) ; c = carrera (mm) ; n = r.p.m. ; Z = nº de pistones del motor ; a= ángulo entre anillo excéntrico y concéntrico ; R1 y R2 = radios de ambos anillos Motores neumáticos de engranajes y sus parámetros: Son baratos y de reducido rendimiento, pueden entregar hasta 60 CV de potencia. Sus parámetros pueden calcularse como prosigue. Potencia: Pot= T*PI*n Caudal/consumo: Qn = 2*V1*z*n (P1 + 1) Par: T= (P1*2,25*m^2*b*z)/(45*10^5) Donde: b = ancho del diente (mm) ; m = módulo de la rueda dentada (altura del diente, mm) ; n = r.p.m. ; z = nº de dientes de la rueda ; P1 = presión relativa actuante (kg/cm2), Pot = Potencia (CV) ; r = radio (mm) ; V1 = volumen de la cámara máxima. Motor de engranajes

11 2.2 ESPECIFICACIONES Y APLICACIONES La experiencia que tuvimos en estos años ha sido la de trabajar con Globe Benelux, uno de los principales productores de motores neumáticos del mundo. Tiene la mayor gama disponible, con diversas clases de motores de paletas, a pistón y motorreductores con potencias que varían de de 0,1 a 23 kw (0.13 a HP). Estos motores compactos, fiables y con una alta relación potencia/peso pueden proveerse con cajas reductoras para menor velocidad de giro y mayor torque de salida. Existen diversas variantes de motores sin lubricación bajo ciertas condiciones, de acero inoxidable, ideales para los ambientes corrosivos de las industrias alimenticias y químicas. Además de la gama estándar, Globe Benelux BV puede ofrecer motores adaptados a los requisitos del cliente o desarrollos específicos según la aplicación. Es posible proveer los motores con certificación antiexplosiva ATEX II cat.2 G&D T5. Por qué usar un Motor neumático? Compacto y liviano: Un motor neumático con la misma potencia que un motor eléctrico pesa la cuarta parte que éste y ocupa sólo un sexto del espacio. Los motores neumáticos desarrollan mucha más potencia con relación a su tamaño y peso que la mayoría de los otros tipos de motor.

12 Sencillo de instalar: Las líneas de aire y los motores neumáticos, pueden funcionar en cualquier posición brindan así una fácil instalación. De fácil reversibilidad: El giro de un motor neumático se puede invertir fácilmente por medio de una válvula de control. Control de par con carga: La potencia de un motor neumático es relativamente constante dentro de una amplia gama de velocidad, cuando la velocidad se reduce debido a un incremento de la carga, el par aumenta. Sin defecto por sobrecarga o stalling: Los motores neumáticos se pueden ahogar indefinidamente sin que se recalienten ni experimenten ningún otro tipo de daño. También se pueden arrancar y parar repetidamente sin límite. Ajuste de potencia: El par y la potencia de un motor neumático se pueden ajustar de manera sencilla variando la presión de trabajo. Además, la velocidad también se puede ajustar fácilmente en toda su gama variando el caudal de aire. Funcionamiento frio: el mismo aire comprimido enfría a los motores por lo cual estos no se recalientan tanto sea cuando están bloqueados o a altas velocidades de giro. Robustos: Los motores neumáticos no se ven afectados virtualmente por el calor, vibración, corrosión o golpes. Su rendimiento en ambientes hostiles no puede ser igualado por ningún otro tipo de motor. Ideal en ambientes hostiles y arriesgados: Al ser una unidad sellada, no existen cuerpos que puedan ingresar y dañar la unidad a menos que el aire este mal tratado. Al no generar chispas, los motores neumáticos resultan ideales para zonas donde existe riesgo de explosión y/o incendio. Además, su robusto diseño y construcción los hace ideales en ambientes cargados de sal y otras atmósferas corrosivas. Como no hay ninguna parte eléctrica en el motor, la posibilidad de que se produzca una explosión en presencia de gases inflamables es reducida. Mantenimiento mínimo. El diseño y construcción sencillos de los motores neumáticos, con muy pocas piezas móviles, aseguran una fiabilidad óptima y mantenimiento mínimo.

13 2.3 APLICACIONES DE LOS MOTORES NEUMÁTICOS: Los motores neumáticos se emplean actualmente en cientos de aplicaciones en todo el mundo. En diversos campos como industria petroquímica, minería, fundiciones, cementeras, industrias de papel, manipulación y embalaje, áreas explosivas. Recientemente una empresa en Alemania ha diseñado y desarrollado motores paso a paso neumaticos con pasos de 3º. Algo que nuestro mercado aún no está preparado para aplicar. CONCLUSIONES Con la implementación de las válvulas reguladoras de presión, los dispositivos neumáticos (turboalimentadores y arrancadores), trabajaran bajo las condiciones de funcionamiento adecuado de cada dispositivo que se desea y de la misma manera con los motores hidráulicos con su mejora y cada vez más implementados en los sistemas adecuados se pueden realizar las actividades con mayor facilidad que antes no se podían realizar.. BIBLIOGRAFÍA