CALCULO DE PARAMETROS DEL CARGADOR FRONTAL.

i). Calculo de la masa del cucharon: Después de realizar los bosquejos necesarios se tienes los siguientes datos.

V=0.045m3

ρ=1570 kgm3

(dato sacadohandbook cat densidad dematerial suelto75% tiera25% roca)

ρ=mV

m=ρxV=(1570 kgm3 )(0.045m3)=70.65kg

El peso del cucharon sin carga es de 5.365 kg.Por lo tanto tenemos un masa total de 76.015 kg (totalmente lleno) este es el valor real que tiene que mover el cargador.

ii). Calculo del cilindro:

Para poder calcular los datos necesarios se cuentan con las siguientes formular.

Sistemas hidrostáticos de energía.En los sistemas de potencia hidrostática, la potencia se transmite mediante el aumento principalmente la presión de la energía del líquido. Estos sistemas son

F

VA

m

ampliamente utilizados en la industria, equipos móviles, aviones, control de buques, y otros.Los conceptos de transformación de la energía hidráulica, la energía y el potencia se explican del siguiente modo:

Consideremos una carga vertical de una distancia y durante un periodo de tiempo. Para cumplir esta función, el montacargas actúa sobre la carga por una fuerza vertical. Si el rozamiento es despreciable, a continuación el estado estacionario, esta fuerza es igual al peso total de las partes a desplazar:

F=mg…(1)

El trabajo realizado por el cargador es:

W=Fy(2).

Al final del periodo de tiempo ∆ t , la energía potencial del cuerpo es:

E=Fy=mgy…(3)

Dónde: E=energía potencial ganada (J). F=fuerza aplicada (N). G=coeficiente de fuerza de la gravedad (m/s2) M=masa (kg) W=trabajo (J) Y=desplazamiento vertical (m).

Esta cantidad de energía (E) se adquiere durante el periodo de tiempo∆ t . La energía entregada al cuerpo levantado por unidad de tiempo es la potencia entrada (Pt)

Pt=Fy∆ t

=Fv…(4)

Dónde: Pt =potencia mecánica suministrada a la carga (W). v =velocidad de elevación (m/s).

El aceite a presión fluye al cilindro a un caudal Q.

F=P A p….(5)

Durante el periodo de tiempo ∆ t , el piston se desplaza verticalmente una distancia y. El volumen de aceite que entra en el cilindro durante este periodo de tiempo es

V=A p y… (6)

Entonces el caudal que ingresa es:

Q= V∆ t

=A p y

∆ t=A p v…(7)

Asumiendo un cilindro ideal, entonces la entrada de potencia hidráulica para el cilindro es.

Pt=F v=P ApQ

A p

=QP… (8)

Dónde: Ap =área del pistón (m2)

P=presión de entrada de aceite (Pa) Q= Caudal (m3/s) V=volumen del pistón (m3)

De acuerdo a las formulas anteriores se calculara los datos del cilindro. Los datos siguientes son los que se recolectaron del laboratorio de hidráulica.

Q=4.6 lmin

=7.667 x10−5m3

s

D piston=25mm

Dvastago=10mm

Carreradel vastago=150mm

El área del pistón (Ap) será:

Ap=π D piston

2

4=

(3.1416 ) (625mm2 )4

=490.8738mm2=4.9087 x10−4m2

De la ecuación (7) se tiene: Q=A p v hallamos la v

v= QA p

=7.667 x10−5m

3

s4.9087 x10−4m2

=0.1516 ms

Del siguiente grafico hallamos la F:

F=mgsen60 °

Si m=70.65 kg F=(76 .015kg ) x (9.81 ms2 )x (sen 60° )=645.8013N

De la ecuación (5) F=P A p

P= FAp

= 645.8013N

4.9087 x 10−4m2=1315626.002Pa

Si 1Pa=10−5 ¿̄

P=13.16 ¿̄

Realizando la simulación del circuito hidráulico en Automation Studio.