PRÁCTICA 2. TECNOLOGÍA 3º y 4º ESO COLEGIO ESPÍRITU SANTO. BAENA (CÓRDOBA) PROFESOR: FCO. JAVIER CORTÉS ARIZA INTRODUCCIÓN A LA HIDRAÚLICA 1. INTRODUCCIÓN Los sistemas hidráulicos se encuentran difundidos por todos los ámbitos, riego de campos, instalaciones de agua potable y de desechos, en los vehículos autopropulsados utilizados en el transporte, etc. Sin embargo es en la industria donde nos interesa conocer cuál ha sido su implantación. La utilización del agua data de muy antiguo. Se conocen obras riego que ya existían en la antigua Mesopotámica. En Nipur (Babilonia) existían colectores de agua negras, desde 37510 AC. En Egipto también se realizaron grandes obras de riego, 25 siglos AC. El primer sistema de abastecimiento de agua estaba en Asiría año 691 AC. El tratado sobre el cuerpo flotante de Arquímedes y algunos principios de Hidrostática datan de 250 AC. La bomba de Pitón fue concebida 200 AC. Los grandes acueductos romanos empiezan a construirse por todo el imperio a partir del 312 AC. En el siglo XIX, con el desarrollo de tubos de hierro fundido, capaces de resistir presiones internas elevadas, la hidráulica tuvo un desarrollo rápido y acentuado. Sin embargo hoy en día se utiliza el aceite en buena parte de aplicaciones industriales, ya que produce menor corrosión sobre los conductos y además se puede utilizar como refrigerante. Las aplicaciones son muy variadas. En el transporte: excavadoras, tractores, grúas, en frenos, suspensiones, etc. En la industria, para controlar, impulsar, posicionar, y mecanizar elementos propios de la línea de producción. 2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. ALGUNOS PRINCIPIOS BÁSICOS Presión: se define como la relación entre la fuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo. Presión = Fuerza / Superficie (unidad: Atmósfera=1 bar) Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo. Caudal = Volumen / tiempo Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal. W(potencia) = Presión * Caudal
3. FLUIDOS HIDRAÚLICOS Una consecuencia directa de estos fundamentos es el Principio de Pascal, que dice así: Cuando se aplica presión a un fluido encerrado en un recipiente, esta presión se transmite instantáneamente y por igual en todas direcciones del fluido. Como aplicación podemos ver como dos pistones unidos mediante un fluido encerrado, si le aplicamos una fuerza (F1) a uno de ellos, se transmite la presión hasta el otro, y produce una fuerza (F2) en el segundo. Las ecuaciones que rigen este principio son: P = F1/S1 y P = F2/S2 Donde: P = presión, F = fuerza, S = superficie. Por lo que podemos poner F1/S1 =F2/S2 otra forma de expresarlo es F1*S2 = F2 * S1 Nos dice que en un pistón de superficie pequeña cuando aplicamos fuerza, esta se transmite al pistón de superficie grande amplificada o a la inversa. Por ejemplo: Disponemos de dos pistones unidos por una tubería de secciones S1= 10 mm2 y S2 = 40 mm2. Si necesitamos levantar un objeto con una fuerza F2=40 N sobre el pistón segundo. Cuál será la fuerza F1, que debemos realizar sobre el pistón primero? F1 S2 = F2 S1
4. PRÁCTICA DE MECÁNICA HIDRAÚLICA Objetivo: Construcción de una pala cargadora que disponga de un brazo articulado triple, al igual que las retroexcavadoras de las obras de construcción, con un cazo y con capacidad suficiente como para elevar una pequeña carga. Se valorará la capacidad del alumno para elevar mayor peso con la misma estructura portante móvil. Del mismo modo, la pala debe girar en torno a un eje central que permita recoger cargas de un perímetro circular inmediato. También deberá accionarse un circuito eléctrico que se ilumine cuando la pala gira y cuando la cuchara extrema se mueva.
Materiales permitidos: Madera de contrachapado y de pino Sierra de marquetería Cola/silicona-pistola Lija de grano fino Tuercas, tornillos de cabeza cilíndrica, abrazaderas metálicas y alambre Jeringas de 10 ml y 20 ml (opción mínima, pudiendo aplicar otros volúmenes el alumno) Tubo de PVC de diámetro 6 mm y longitud aproximada 4 m. Témperas para decorar la solución adoptada Cúter/tijeras Taladro de broca fina (eléctrico o manual) Pila de 4,5 v, hilo eléctrico, portalámparas y bombillas Grupos de trabajo y sistema de valoración 1. Los grupos de trabajo estarán compuestos por 2-3 personas 2. El material de trabajo debe traerse a clase todos los días o bien dejarlo en la misma. 3. No está aceptado realizar el trabajo exclusivamente en casa, por lo que todos los alumnos deben avanzar en clase el trabajo, el cual será mostrada su evolución mediante entregas semanales de fotografía y enviadas al correo que el profesor tiene habilitado. 4. Deberá llevarse paralelamente la memoria constructiva, de forma que cuando se entregue el trabajo deberá hacerse con la documentación escrita. 5. Se valorará especialmente el trabajo cuidado, con cortes adecuados, precisos, así como uniones apropiadas acorde con la documentación que se ha entregado. Valdrán soluciones alternativas, siempre desde las mismas pautas marcadas en este punto. Fases del proceso tecnológico Aplicar las fases del proceso tecnológico: a. Memoria técnica: Identificación del problema Necesidad que pretende satisfacer y objetivos Descripción técnica de la solución propuesta
Materiales y herramientas s van a emplear Normas e indicaciones para fabricarlo y utilizarlo b. Presupuesto y pliego de condiciones Presupuesto. Debe contener: materiales empleados, maquinaria, mano de obra, consumo de energía, transporte, impuestos Descripción Cantidad Precio unitario Precio total Pliego de condiciones. Consta de: pliego de condiciones técnicas, pliego de condiciones económicas y pliego de condiciones económicas y pliego de condiciones legales. c. Planificación y construcción Plan de trabajo Tarea Materiales y herramientas Operaciones a realizar Responsable Tiempo previsto Hoja de fabricación Hoja de fabricación Denominación de la pieza Tiempo previsto Material Dimensiones Dimensiones Herramientas/máquinas Si durante la construcción se detecta la necesidad de introducir algún cambio en le diseño de alguna pieza, hay que reflejarlo en un plan de modificación Memoria de construcción - Qué se ha hecho cada día - Problemas que han surgido - Soluciones que se han aplicado d. Evaluación Comprobar si satisface la necesidad para la que ha sido diseñado Realizar propuestas para mejorar los resultados Inconvenientes y soluciones en el proceso de fabricación Seguridad