dp=30 bar dp=200 bar dp=1 bar dp=2 bar 0Z1 dp=1 bar

Transcripción

1 A L00 mm D? d? V4 d30 bar 0 t v 0,05 m/s V3 d00 bar d3 bar V d bar d3 bar V d bar 0V 0Z d bar Se disone de una grúa movida or un cilindro hidráulico ara mover masas de hasta 0 t. El esquema es el de la figura de arriba. En el sentido ascendente la velocidad media debe ser aroximadamente de 0,05 m/s, y en el descenso la velocidad debe ser menor. Las érdidas de carga en las válvulas están indicadas en la figura ara el sentido ascendente/descendente de la carga según las flechas. Para el sentido ascendente se suondrá una érdida de carga total de 3 bar a cada uno de los lados del émbolo del cilindro. La carrera de del cilindro será de 00 mm. La bomba es del tio de engranajes internos y de caudal constante. Se ide:. Elegir diámetros de émbolo y vástago del cilindro. (35%). Elegir resión de tarado de la válvula de seguridad 0V. (30%) 3. Elegir tamaño de la bomba. (35%) Se adjuntan coias de catálogos comerciales de cilindros y bomba.

2 SOLUCIÓN.- Elección del cilindro uerza teórica: t 0 t N 00 kn t /0,85 00 / 0,85 8 kn En el caso más desfavorable que es el de la carga subiendo tendremos que: total donde es la resión en el área circular A del émbolo del cilindro y es la resión en el lado de la corona circular A. En el catálogo nos indican que la resión nominal es de 50 bar así que usando esa resión en lado A y sabiendo que las érdidas de carga del lado A son 4 bar tendremos la ecuación de la forma: 8 kn ( A A ) 0-3 Como tenemos dos incógnitas tendremos que tantear en los datos del catálogo ya que ara cada diámetro de émbolo disondremos de dos de vástago. De esta forma: Diámetro de émbolo Diámetro de vástago A A,5 A - 0,04 A mm mm cm cm kn ,36 83,89 50,6 56 5,63 6, ,9 3,63 78, ,06 97, ,4 05,69, ,0 4,84 Así ués el diámetro de émbolo debe ser de 00 mm y el de vástago de 56 mm. Si la resión no fuera esa el resultado sería:

3 60 bar 00 bar Diámetro de émbolo mm Diámetro de vástago mm A cm A cm,6 A - 0,03 A kn A - 0,03 A kn ,36 53,47 3,85 50,6 56 5,63 39,50 4, 56 53,9 83,90 5,55 78, ,06 6,74 37, ,4 3,0 80,56, ,0 90,88 55,4 Así ues ara trabajar a 60 bar aroximadamente nos hará falta un cilindro de diámetro de émbolo de 5 mm. Si la resión es de 00 bar hará falta un diámetro de émbolo mínimo de 80 mm. Nos vamos a quedar como solución con la rimera, es decir D 00 mm y d 56 mm..- Presión de tarado de la válvula de seguridad La resión necesaria ara subir el eso será: + A 8 kn 4 bar A 78,54 cm A 53,9 cm De dónde 5 bar La resión necesaria en la bomba será la necesaria en el cilindro más las érdidas de carga: P bomba bar.

4 Si taramos la válvula limitadora ara que se abra un 5% or encima de esa resión obtendremos la resión de tarado de la válvula limitadora como: 8 *,05 39,4 40 bar 3.- Elección de la bomba En la misma tabla del catálogo de cilindros nos viene indicado el caudal ara una velocidad media de 0, m/s como la velocidad del roblema a la subida es de 0,05 m/s el caudal que necesitamos en el movimiento de subida será la mitad del que nos indica el catálogo es decir: q q v3 3,3 l/min 0,5 6,5 l/min. En el caso del movimiento de descenso con una misma bomba de caudal constante la velocidad debe ser más lenta. En el catálogo de las bombas disonemos de una que nos roorciona un caudal de 9,3 l/min a una resión de 0 bar. Como nuestra resión de trabajo en el caso de tener que subir 0 T es de 8 bar el caudal será de unos 8 l/min (ver gráfica). Con lo cual la velocidad será algo suerior a la indicada de 0,05 m/s. Haciendo los cálculos sale 5,56 cm/s.

5 A L00 mm D80 mm d45 mm V4 d30 bar 5 t v 0,05 m/s V3 d60 bar d3 bar V d bar d3 bar V d bar 0V 0Z d bar Se disone de una grúa movida or un cilindro hidráulico ara mover masas de hasta 5 t. El esquema es el de la figura de arriba. En el sentido ascendente la velocidad media debe ser como máximo de 0,05 m/s, y en el descenso la velocidad debe ser menor. Las érdidas de carga en las válvulas están indicadas en la figura según el sentido de circulación del aceite. La bomba es de engranajes internos y de caudal constante. Se ide:.- Calcular el tarado de la válvula de seguridad 0V. (33%).- Calcular la resión del lado del émbolo del cilindro () cuando desciende la carga. (33%) 3.- Elegir la bomba. (33%) Datos: Diámetro del émbolo del cilindro D 80 mm; Diámetro del vástago d 45mm; Carga 5 T

6 SOLUCIÓN Datos: D 80 d 45 Carga 5 T.- Calcular el tarado de la válvula de seguridad. uerza teórica: t 5 t N 50 kn t /0,85 50 / 0,85 59 kn En el caso más desfavorable que es el de la carga subiendo tendremos que: donde es la resión en el área circular A del émbolo del cilindro y es la resión en el lado de la corona circular A. A 50,6 cm A 34,36 cm 4 bar. 59 kn , , 6 bar 4 A A 34,36 0 Si a esa resión le sumamos las érdidas de carga hasta la válvula de seguridad (4 bar) y le añadimos un 5% ara que se solo se abra or encima de esa resión obtenemos: tarado,05 (77,6 + 4) 9 bar..- Calcular cuando desciende la carga. + A A Así ues la resión en el lado del vástago en el cilindro será: De esta forma odemos hallar : bar , 49 bar A A,46 50,6

7 3.- Elección de la bomba En la misma tabla del catálogo de cilindros nos viene indicado el caudal ara una velocidad media de 0, m/s como la velocidad del roblema a la subida es de 0,05 m/s el caudal que necesitamos en el movimiento de subida será la mitad del que nos indica el catálogo es decir: q q v3 0,7 l/min 0,5 0,35 l/min. En el caso del movimiento de descenso la velocidad será más lenta debido a que la bomba es de caudal constante y la sección en el lado del émbolo es mayor. En el catálogo de las bombas disonemos de una que nos roorciona un caudal de,9 l/min a una resión de 0 bar. Como nuestra resión de trabajo en el caso de tener que subir 5 T es de 77,6 bar el caudal será de unos l/min (ver gráfica). Con lo cual la velocidad será algo suerior a la indicada de 0,05 m/s. q A v 4 0,053 m / s

8 A L00 mm D40 mm d8 mm V4 d30 bar.00 kg v 0,05 m/s V3 d00 bar d3 bar V d bar d3 bar V d bar 0V 0Z d bar Se disone de una grúa movida or un cilindro hidráulico ara mover masas de hasta 00 kg. El esquema es el de la figura de arriba. En el sentido ascendente la velocidad media debe ser aroximadamente de 0,05 m/s, y en el descenso la velocidad debe ser menor. Las érdidas de carga son las exresadas en la figura según el sentido de circulación del aceite. La bomba es del tio de engranajes internos y de caudal constante. El cilindro tiene un diámetro de émbolo de 40 mm y un vástago de 8 mm. Se ide:.- Definir que elementos forman arte del esquema. (40%).- Se ha observado que se calienta en exceso el aceite. Sin añadir un refrigerador qué cambiariais en el esquema ara mitigar el roblema? (0%) 3.- A qué resión trabajaría la bomba subiendo una carga de 00 kg Qué bomba elegirias? Calcular la velocidad subiendo la carga.(40 %)

9 .- Definir que elementos forman arte del esquema. A V Cilindro de doble efecto carrera 00 mm Diámetro de émbolo de 40 mm y vástago de 8 mm Válvula distribuidora 4/3 osición de centros cerrados y accionamiento manual or alanca 0V Válvula limitadora de resión que funciona como válvula de seguridad 0Z iltro de retorno V Conjunto de dos válvulas antirretorno con aertura hidráulica V3 Válvula de secuencia unidireccional que funciona como válvula de freno hidráulico V5 Válvula estranguladora unidireccional, regula la velocidad de bajada de la carga.- Se ha observado que se calienta en exceso el aceite. (Sin añadir un refrigerador que cambiariais en el esquema ara mitigar el roblema) La solución es cambiar la válvula distribuidora V de forma que en la osición central tenga la osibilidad de recirculación P-T. De esta forma en los momentos en que en el circuito la válvula este en la osición central la resión será la erdida de carga en el camino de P a T or dicha válvula evitando el aso de todo el aceite or la válvula limitadora. P T En vez de trabajar a la resión de tarado de la válvula limitadora, se trabajará a una resión mucho menor con lo que la otencia será menor y el aceite se calentará menos,

10 3.- A qué resión trabajaría el sistema subiendo una carga de 00 kg (or ejemlo) D 40 mm A,56 cm d 8 mm A 8,76 cm 00 9,8 kn A 0,05 m/s kn total kn / 0,85 4, A 4 bar 3 5 4, ,96 + 8,46 bar 4 A A 6,4 0 Esta sería la resión en el cilindro si le sumamos las érdidas de carga tendremos 3,46 bar a la salida de la bomba.

11 A L00 mm D80 mm d56 mm V4 d30 bar 5 t v 0,05 m/s V3 d00 bar d3 bar V d bar d3 bar V d bar 0V 0Z d bar Se disone de una grúa movida or un cilindro hidráulico ara mover masas de hasta 5 t. El esquema es el de la figura de arriba. En el sentido ascendente la velocidad media debe ser como máximo de 0,05 m/s, y en el descenso la velocidad debe ser menor. Las érdidas de carga en las válvulas están indicadas en la figura en un sentido y otro según las flechas. La bomba es de engranajes internos y de caudal constante. Se ide:.- Calcular el tarado de la válvula limitadora de resión 0V. (30%).- Si la carga es de 3500 kg. Calcular la resión de trabajo a la subida y a la bajada. (40%) 3.- Si elegimos una bomba de tamaño nominal TN 8. A qué velocidad media subirá y descenderá la carga de 3500 kg. (30%) Datos: Diámetro del émbolo del cilindro D 80 mm; Diámetro del vástago d 56 mm. Máxima Carga 5 T

12 Datos: D 80 mm d 56 mm Carga máxima 5 T.- Calcular el tarado de la válvula de seguridad. uerza teórica: t 5 t N 50 kn t /0,85 50 / 0,85 59 kn En el caso de la carga subiendo tendremos que: A 0,05 m/s 59 kn A donde es la resión en el área circular A del émbolo del cilindro y es la resión en el lado de la corona circular A. A 50,6 cm A 5,63 cm 4 bar. 59 kn , bar 4 A A Si a esa resión le sumamos las érdidas de carga hasta la válvula de seguridad (4 bar) y le añadimos un 5% ara que se solo se abra or encima de esa resión obtenemos: tarado,05 (38 + 3) 53 bar. Cuando desciende la carga tenemos que: A 50,6 cm

13 A 5,63 cm bar. 59 kn + A A bar,96 50,6.- Calcular la resión a la que trabaja la bomba subiendo y bajando una carga de 3.500kg. uerza teórica: t kg N 35 kn t /0,85 35 / 0,85 4,8 kn En el caso de la carga subiendo tendremos que: donde es la resión en el área circular A del émbolo del cilindro y es la resión en el lado de la corona circular A. A 50,6 cm A 5,63 cm 4 bar. 4,8 kn 3 5 4, , , 5 bar 4 A A 5,63 0 Si a esa resión le sumamos las érdidas de carga hasta la bomba obtenemos: bomba 68, ,5 bar. Cuando desciende la carga tenemos que: A 50,6 cm A 5,63 cm

14 v A 60 50, , 04 m / s 40 mm / s bar. 4,8 kn + A A 34 4,8 0 37, 45 bar,96 50,6 bomba 37, ,45 bar. 3.- Si elegimos una bomba de tamaño nominal TN 8. A qué velocidad subirá y descenderá la carga de 3500 kg. Subiendo la carga tendremos un caudal en la bomba de,5 l/min aroximadamente con lo cual sabiendo: A 4,63 cm Q,5 l/min 3 q,5 0 v 0,078 m / s 78 mm / s 4 A 60 4,63 0 A la bajada tendremos un caudal un oco mayor según la gráfica odemos decir que es de unos l/min A 50,6 cm Q l/min

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