2. HidráulicaNeumáticaElectricidadMecánica Fuente de energía Motor eléctrico Motor de combustión Acumulador hidráulico Motor eléctrico Motor de combustión Recipiente de presión Red Batería Motor eléctrico Motor de combustión Elemento transmisión de energía Tuberías y mangueras Cables eléctricos Campos magnéticos Palancas, ejes, etc. Portadores de energía Líquidos AireElectrones Cuerpos rígidos y elásticos Densidad de fuerza (densidad de potencia) Grandes, altas prestaciones, grandes fuerzas, volumen pequeño. Baja, bajas presiones BajaGrande Variación continua de parámetros (aceleración, retardos..) Muy buena por presión y caudal Buena por presión y caudal Buena Tipo de movimiento de los accionamientos Lineal y rotatorio Predominante el rotatorio. Lineal y rotatorio

3.  Se llama transmisión hidráulica un dispositivo para transmitir la energía mecánica y transformar el movimiento mediante un líquido. ◦ La transmisión hidráulica se compone de los elementos principales: bombas que transforman la energía mecánica en hidráulica ( energía del flujo de líquido) y motor hidráulico que realiza la transformación inversa de la energía.  Bajo accionamiento hidráulico se entiende un dispositivo formado por la transmisión hidráulica, sistema de mando y dispositivos auxiliares.

4. En los circuitos hidráulicos, el fluido se emplea para transmitir potencia; esta transmisión se basa en el Principio de Pascal, por el que la presión ejercida en un punto del fluido se transmite a cualquier punto del mismo. Capacidad de transmisión de potencia. El fluido debe reducir la fricción y el desgaste entre los diferentes elementos del circuito. Lubricación entre las partes móviles y las fijas. En los circuitos hidráulicos se genera calor debido a la fricción entre partes fijas y móviles y a la fricción del aceite en los conductos y en los diferentes elementos. Es habitual hacer circular el aceite a través de intercambiadores para mantener una temperatura adecuada de trabajo del mismo. Disipación (refrigeración) del calor generado en el circuito. El fluido deben impedir el ataque químico del agua de condensación y de ciertos aditivos del mismo sobre los elementos del circuito, y cuya proporción va aumentando a medida que el fluido se va oxidando. Protección frente a la corrosión. Causadas por transitorios de presión Amortiguación de vibraciones.

6.  Son todos aquellos elementos que incorpora el sistema para su correcto funcionamiento, mantenimiento y control. Se pueden agrupar en cuatro grupos:  Bombas hidráulicas  Elementos de regulación y control  Actuadores  Acondicionadores y accesorios

7.  Elementos que transforman la energía mecánica en hidráulica (bombas hidrostática o de desplazamiento positivo). En función de la fuerza aplicada OscilantesRotativas Caudal FijoVariable Construcción Engranaje Externo Interno Tornillo De rotor Paleta Compensada No compensada Pistón Axial Radial Oscilante

8. ENGRANAJESPALETAS

9. Direccionales Reguladora de presiónReguladoras de caudal

10. Son los elementos que vuelven a transformar la energía hidráulica en mecánica. Tres grandes grupos: Cilindro lineal Motor rotativo Motor oscilante

11. Cilindro hidráulico Ventajas: ◦ Fácil montaje. ◦ Buen rendimiento. ◦ Posibilidad de cilindros de gran potencia en espacio reducido. ◦ Fuerza constante en toda la carrera del cilindro. ◦ Velocidad del pistón constante en toda la carrera. Los cilindros son los actuadores que transforman la energía hidráulica en una fuerza lineal.

12. Se pueden dividir en: ◦ De efecto simple.- El fluido entra y sale por una sola cámara del mismo, mientras que el movimiento en sentido contrario se realiza por fuerzas externas al propio sistema hidráulico (gravedad o fuerzas mecánicas). ◦ De efecto doble.- El desplazamiento en uno y otro sentido del vástago del cilindro se realiza por medio de la presión hidráulica.

17. Tipos de cilindros hidráulicos De efecto simple A pistón de inmersión o a pistón sin vástago Con retroceso por resorte Cilindro telescópico De efecto doble Diferenciales De doble vástago Cilindro tándem Cilindro telescópico

18. Tipos de cilindros hidráulicos

19. Selección de cilindros Datos de entrada o 1. Fuerza que debe hacer el cilindro. o 2. Velocidad a la que se debe desplazar el cilindro. o 3. Longitud del cilindro. o 4. Los coeficientes de seguridad. Datos de salida o 1. Caudal necesario o 2. Diámetro del cilindro. o 3. Presión de trabajo o 4. Diámetro del vástago

20. Selección de cilindros  Presión requerida  Caudal entrada fluido hidráulico

21. Dimensionado de los cilindros: El dimensionado de un cilindro consiste principalmente en la determinación del espesor del tubo, que constituye el cuerpo externo y de los bloques que forman los cabezales. Selección adecuada de los distintos sellos y los alojamientos en las partes metálicas del cilindro (fabricantes de guarniciones en catálogo), también la compatibilidad de los materiales de los ellos, cuando operan tanto con el fluido hidráulico como con el ambiente.

22.  Cálculo del espesor: (DIN 2413)  Se emplea las ecuaciones derivadas de la Teoría de los tubos gruesos (Lamé): D/d = √(σ ad + 0.4 p)/(σ ad – 1.3p) Es válido cuando p ∠ 10 σad/1.3 Donde: D (mm) = diámetro exterior tubo d(mm) = diámetro interior tubo σ ad (N/mm²) = tensión admisible del material tubo P (bar) = presión máx. que actúa en el cilindro.

23.  Cuando el cilindro es de construcción soldada en el pie, debe calcularse el espesor del fondo mediante la ecuación: h = 0.45 ds √p/10σ ad h (mm) = espesor del fondo del cilindro ds (mm) = diámetro del codón de soldadura ds representa el diámetro interno del cordón, que puede ser distinto del diámetro interior del cuerpo el cilindro. Se toma una presión igual a la décima parte de la presión de servicio.

24.  Cálculo o verificación de la carga crítica Pcr de pandeo, debido a la longitud importante del cilindro/vástago, se efectúa por medio de la ecuación de EULER. Pcr =π² EJ/Lc² J= πd ⁴ /64 F.Csp ≤ Pa  Pcr (Kg) carga crítica de pandeo  E (kg/cm²) = módulo de elasticidad  J (cm⁴) momento de inercia de la sección del vástago  Lc (cm) longitud de pandeo del vástago  d (cm) diámetro del vástago  F (kg) carga de servicio de compresión en el cilindro  Csp (--) coeficiente de seguridad contra pandeo (de 2.5 a 3.5)

25.  Pandeo. Fórmula de Euler (sección circular)

29.  Los motores hidráulicos convierten la energía a partir de una sistema hidráulico en energía mecánica rotativa.  Los motores hidráulicos operan creando un desequilibrio que resulta de la rotación del eje. Este desequilibrio se genera de diversos modos, según el tipo de motor.  Los motores hidráulicos son dispositivos de desplazamiento positivo, es decir, a medida que se recibe un flujo constante de fluido, la velocidad del motor permanecerá relativamente constante, sin tener en cuenta la presión. Ventajas: ◦ Reducidas dimensiones en comparación con el equivalente eléctrico. ◦ Poca inercia facilita el control. ◦ Amplia gama de velocidades y gran potencia. ◦ Alto rendimiento. ◦ Poco desgaste, porque funciona lubrificado.

30.  Se pueden dividir en: ◦ Rotativo: Los engranes son accionados directamente por aceite a presión. ◦ Oscilante: El movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia.  La clasificación de los motores es similar a las de las bombas hidráulicas.

31. ConstrucciónRotativosEngranajesPaletasTipo orbitalOscilantesPistónAxialRadial

32. Pistón axial Pistón radial

33. MotorCilindr. (cc/rev)Revoluc. (min -1 )Presión(bar)Par (Nm) Engranajes1 a 200500 a 10000Máx. 300500 Paletas5 a 250100-4000140-200100-16000 Tipo orbital10-80010- 2500100-200Máx.2500 Pistones axiales 200-15005-500Máx. 250Máx.5000 Pistones radiales 10-80000.5-2000Máx. 450Máx. 45000

34. Selección de motores Datos de entrada o 1. Fuerza que debe hacer el motor o par necesario. o 2. Velocidad de giro. o 3. Presiones en el sistema. Datos de salida o 1. Cilindrada del motor. o 2. Caudal de líquido necesario. o 3. Potencia del motor.

35. Selección de motores  Cilindrada requerida  Potencia del motor hidráulico  Caudal necesario

36. Para calcular el caudal será preciso tener en cuenta el rendimiento volumétrico, o lo que es lo mismo, las pérdidas interiores del fluido que se producen como consecuencia del funcionamiento del motor. El caudal necesario será proporcional a la cilindrada y a la velocidad de giro del eje. Cálculo del caudal : Q = C n/10³η v Q= caudal absorbido por el motor (l/min.) C = cilindrada del motor en cm³/rev. N = Velocidad de giro en r/min. ηv = Rendimiento volumétrico en %

37. En cuanto al par suministrado por el motor o momento de giro, dependerá de forma directa y proporcional de la cilindrada, de la diferencia de presiones de entrada y salida o caída de presión y del rendimiento mecánico y del hidráulico. O sea: M = 1.59C∆p η m η h /10³ M= Par o momento suministrado en daN.m ∆p= P1- P2= pérdida de carga o caída de presión en bar P1 y P2 = presión entrada /salida del motor en bar ηm η h = rendimiento mecánico e hidráulico del motor en %.

38. La potencia que proporciona el motor puede obtenerse a través del par anterior y de la velocidad de giro, o sea: N kw = Mn/955 = Q ∆p η m η h /612 N kw = Potencia suministrada por el motor en kw M = Par en daN-m Q = Caudal empleado en l/min P 1 y P 2 en kp/cm² También puede expresarse así: N kw = Q∆ p η t /612 η t = η v η m η h

39.  Son el resto de elementos que configuran el sistema (filtros, intercambiadores de calor, depósitos, acumuladores de presión, manómetros, presostatos, etc.). Y tienen funciones de medición, control y acondicionamiento. El depósito de un sistema hidráulico es el recipiente destinado a almacenar el fluido necesario para el funcionamiento normal del sistema; sin embargo, el depósito, debe también realizar otras funciones como la de facilitar la disipación del calor fluido, o la separación del aire que este pueda contener. Depósitos. Son componentes destinados a almacenar fluido presurizado para liberarlo bajo demanda del sistema. Acumuladores. Son los elementos acondicionadores del fluido que tienen como misión principal la de eliminar los contaminantes que éste arrastra. La contaminación de los fluidos es una de las principales causas de averías de los sistemas hidráulicos. Filtros. Elementos destinados a acondicionar la temperatura del fluido Intercambiadores de calor. Caudalímetros, manómetros, etc. Medidores

40. Acondicionadores y accesorios

41.  Los sistemas hidráulicos han sido automatizados, mediantes secuencias eléctricas, realizadas mediante electroválvulas accionadas por relés, finales de carrera, etc.  Las nuevas técnicas y el desarrollo de la tecnología han hecho viable realizar soluciones hidráulicas más precisas y con un número menor de elementos.  Hoy en día un PLC (autómata programable) es capaz de realizar de manera sencilla cualquier programa de automatización por complejo que este sea.

42. Laminación, máquinas de inyección, prensas, etc. Hidráulica industrial. Esclusas, compuertas, puentes, etc. Construcciones fluviales Grúas, excavadoras, automóvil, ferrocarril, etc. Sector móvil Accionamiento de antenas, tren de aterrizaje, etc. Técnicas especiales Timones, arrastre de redes, etc. Marina

43. Cilindros hidráulicos

44. Cilindro doble efecto Entrada fluido hidráulico

45. Motor hidráulico