Instituto de Tecnología Sueco Pakistáni

INSTITUTO DE TECNOLOGÍA SUECO PAKISTÁNI

AT 322 MECANICA DE FLUIDOS INDUSTRIALES TLR

ÍNDICE Página #

CONTENIDO DEL CURSO 2

OBJETIVOS DEL CURSO 5

LAB PROYECTO 5

LIBROS RECOMENDADOS Y REFERENCIAS 5

Equipos neumáticos LISTA 6

EQUIPO HIDRÁULICO LISTA 7

HOJAS Markoff LAB 8

LECCIÓN 1 Introducción a la Neumática 9

LECCIÓN 2 Propósito y Tipos de Válvulas 10

LECCIÓN 3 Introducción a la Hidráulica 11

Tema 4. Elementos de un sistema hidráulico 12

LECCIÓN 5. Electron-neumática / electro-hidráulico 13

Procedimientos de laboratorio 14

EJERCICIOS PRÁCTICOS 15

FLUIDO INDUSTRIAL PROYECTOS MECÁNICOS 20

PROYECTOS E INFORMES DE PROYECTOS 25

TLR LECCIÓN 1 26

TLR LECCIÓN 2 44

TLR LECCIÓN 3 54

TLR LECCIÓN 4 61

TLR LECCIÓN 5 83

Apéndice A - SÍMBOLOS PARA SISTEMAS HIDRAULICOS 85

ANEXO B - FLUIDO 93 DATOS DE POTENCIA

CONTENIDO DEL CURSO

Total de horas de contacto

Teoría 32 T P C

Práctico 96 1 3 2

OBJETIVOS: Al finalizar el curso los alumnos serán capaces de:

1. Explicar los principios fundamentales de la neumática y el uso de circuitos neumáticos.

2. Explica los principios fundamentales de la hidráulica y el uso de los circuitos hidráulicos.

3. Explicar principios de circuitos electrohidráulicos electro-neumático y e interconectar estos circuitos a un controlador.

CONTENIDO DEL CURSO

1. INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA 6 Horas

1.1 Leyes de los gases:

1.1.1 Ley de Boyle

1.1.2 Ley de Charles

Ley de Gay-Lussac 1.1.3

1.1.4 Ley Universal

1.2 Teoría cinética de los gases

1.3 Cálculo de los siguientes:

1.3.1 Presión

1.3.2 Área

1.3.3 Fuerza

1.4 Tipos de Compresores:

1.4.1 Desplazamiento del compresor

i) vaivén del pistón del compresor

ii) Compresor de diafragma

iii) Compresor multietapa

iv) Vane Compressor

v) Compresor helicoidal

1.4.2 Dinámica Compresor

1.5 Propósito de admisión Filtros

1.6 Función de posenfriadores

1.7 Propósito del receptor Tank

1.8 El uso del interruptor de presión

1.9 ¿Por qué una válvula de alivio de seguridad está incluido en un sistema de

1.10 Objetivo y tipos de secadores de adsorción

1.10.1 delicuescente Secadora

1.10.2 Químicamente Regenerativa Secadora

1.10.3 Heat Regenerativa Secadora

1.11 Tipos de actuadores neumáticos

1.11.1 actuadores lineales

1.11.2 Rotary Actuators

1.12 Controles de flujo neumático

1.13 El uso de reguladores de presión

1.13.1 pilotada Regulador

1.13.2 La LRF

1.14 Operación de Válvulas de control direccional

1.15 Ventajas y desventajas de los sistemas neumáticos

1.16 Diferencia entre los sistemas hidráulicos y neumáticos

2. INTRODUCCIÓN AL SISTEMA HIDRÁULICO 6 Horas

2.1 Principio de Hidráulica:

2.1.1 La hidrostática

2.1.2 Hidrodinámica

2.2 Términos utilizados en Hidráulica:

2.2.1 Flujo

2.2.2 Presión

2.2.3 Ideal / Flujo Laminar

2.2.4 Turbulent / Flujo Nonlaminar

2.2.5 Flujo no ideal

2.2.6 Efecto Corona

2.2.7 Vena Contacta

2.2.8 Sistema Desequilibrado

2.2.9 Sistema Balanceado

2.2.10 Ventaja Mecánica

2.2.11 fricción

2.2.12 Presión Diferencial

2.3 Cálculo de los siguientes:

2.3.1 Presión

2.3.2 Fuerza

2.3.3 Área

3. ELEMENTOS DEL SISTEMA HIDRÁULICO 6 Horas

3.1 Tipos de Tanques hidráulicos, Filtros y deflectores

3.1.1 Los tanques ventilados

3.1.2 Los tanques presurizados

3.1.3 Propósito y Mantenimiento de Filtros

3.1.4 Propósito de deflectores

3.2 Diversos tipos de Bombas hidráulicas de uso común

3.2.1 Bombas de desplazamiento no positivo

3.2.2 Bombas de desplazamiento positivo

3.2.3 fijo y bombas de desplazamiento variable

Volumen 3.2.4 Bomba

3.2.5 Bomba de desplazamiento

3.2.6 Bombas de Engranajes

3.2.7 Bombas de paletas

3.2.8 Bombas de pistón

3.2.9 Cálculo de la salida de la bomba

3.3 Finalidad y tipos de acumuladores:

3.3.1 Propósito de Acumuladores

3.3.2 Tipos de Acumuladores

i) Spring Loaded

ii) Ponderada

iii) gas presurizado

3.4 Propósito y diversos tipos de actuadores:

3.4.1 Propósito de Actuadores

3.4.2 Actuadores Lineales

3.4.3 Cilindro Diseño

i) actuación única

ii) Doble efecto con vástago simple

iii) Doble efecto con doble vástago

iv) cilindros de amortiguación de composición

v) Los cilindros telescópicos

3.4.4 Los actuadores rotativos (Motores hidráulicos)

i) El motor de engranajes

ii) Vane Motor

iii) el motor de pistón

iv) Piñón y cremallera de actuador

v) motor de ranura y seguidor

4. PROPÓSITO Y TIPOS DE VÁLVULAS 6 Horas

4.1 Propósito de Válvulas

4.2 Las válvulas de control de flujo

4.2.1 Válvula de aguja

4.3 por piloto Válvulas de alivio

4.4 Presión Compensada Válvulas de control de flujo

4.5 Válvulas de retención

4.5.1 piloto Válvulas de retención operada

4.5.2 Válvula de contrapeso

4.6 Válvulas de control direccional

4.6.1 Abrir Centro Port Valve Cerrado

4.6.2 Centro Port Valve Cerrado Cerrado

4.6.3 Válvula de Puerto Abierto Abierto Center

4.6.4 Centro Port Valve Abierto Cerrado

4.7 Válvulas de Control Servo

4.7.1 Válvula Servo Spool-Type

Válvula 4.7.2 Individual Aleta Servo

Válvula 4.7.3 Doble la aleta Servo

Válvula 4.7.4 Jet Pipe

5. INTRODUCCIÓN A electroneumático / ELECTRO-HIDRÁULICO INTERCONEXIÓN 8 Horas

5.1 Revisar los siguientes:

5.1.1 Diferencia entre Polled I / O y de interrupción de E / S

5.1.2 Funcionamiento del SDK85

5.1.3 Funcionamiento del 8255

5.2 Revisar el funcionamiento y el uso apropiado de la siguiente;

5.2.1 Transistores

5.2.2 FETS

5.2.3 UJT

5.2.4 BJT

5.2.5 SCR

5.2.6 TRIACS

5.2.7 Los tiristores

5.2.8 MOV

5.2.9 Diodos (supresión de sobretensiones)

5.3 Describir el principio de:

5.3.1 Puesta a tierra aislada

Puesta a tierra 5.3.2 Punto Común

5,4 explicar el funcionamiento de la siguiente;

5.4.1 relés Reed

5.4.2 Los relés de control

5.4.3 relés de estado sólido

5.5 Describa las siguientes técnicas de aislamiento:

5.5.1 galvánico

5.5.2 óptico

5.5.3 Opto22

FLUIDO INDUSTRIAL OBJETIVOS DEL CURSO MECÁNICA

1. Capacitar al alumno para explicar los principios fundamentales de la neumática.

2. Capacitar al alumno para conectar circuitos neumáticos.

3. Para habilitar al estudiante a utilizar circuitos neumáticos.

4. Para habilitar al estudiante para solucionar problemas de circuitos neumáticos.

5. Para habilitar al estudiante para explicar los principios fundamentales de la hidráulica.

6. Capacitar al alumno para conectar circuitos hidráulicos.

7. Capacitar al alumno para utilizar circuitos hidráulicos.

8. Capacitar al alumno para solucionar problemas de circuitos hidráulicos.

9. Capacitar al alumno para explicar los principios de circuitos electrohidráulicos electro-neumático y.

10. Capacitar al alumno para interconectar estos circuitos a un controlador.

11. Capacitar al alumno para solucionar estos circuitos a un controlador.

PROYECTO LAB

CESIÓN: Construir un robot cilíndrico Coordinar (Motion Machine) usando actuadores neumáticos, y direccionales estudios válvulas de control en Mecánica de Fluidos Industriales. El uso de sensores y la interfaz esta máquina de movimiento al entrenador SKD-85 Microprocesador demostrar control en tiempo real.

LIBROS DE TEXTO / REFERENCIA

1. Manual VICKERS Industrial Hidráulico, Vickers Incorporated, 1989

2. Tecnología de Fluidos, William W. Reeves, editores Delmar, Inc.

LISTA DE EQUIPO NEUMÁTICO

EQUIPO DE SESIÓN DE COMPROBACIÓN

1. Piloto válvula de control direccional de acción

(2 posiciones con distensión)

2. solenoide de la válvula de control direccional

(2 posiciones, 24 voltios con la distensión)


(24 voltios, 2 posiciones 3 conexión)

4. accionamiento manual de la válvula de control direccional

(3 posiciones, con distensión)

Operado válvula de control direccional 5. Palanca (3)

Válvula de control de presión 6.

Válvula de liberación de presión 7.

8. Manómetro (2)

9. válvula de control de flujo

10 Válvula de retención (2)

11. Silenciador

12 Cilindro de simple efecto con muelle de retorno

13 Cilindro de doble efecto

14 Cilindro de doble efecto con interruptores de láminas

15. actuador rotativo bidireccional (motor)

LISTA DE EQUIPO HYDRALIC

EQUIPO DE SESIÓN DE COMPROBACIÓN

1. Piloto válvula de control direccional de acción

(2 posiciones con distensión)


(2 posiciones, 24 voltios con la distensión)


(24 voltios, 2 posiciones 3 conexión)

4. accionamiento manual de la válvula de control direccional

(3 posiciones, con distensión)

Operado válvula de control direccional 5. Palanca (3)

Válvula de control de presión 6.

Válvula de liberación de presión 7.

8. Manómetro (2)

9. válvula de control de flujo

10 Válvula de retención (2)

11. Silenciador

12 Cilindro de simple efecto con muelle de retorno

13 Cilindro de doble efecto

14 Cilindro de doble efecto con interruptores de láminas

15. actuador rotativo bidireccional (motor)

LAB HOJA DE MARK-OFF NOMBRE: _____________________________________

LAB 1:

LAB 2:

LAB 3:

LAB 4:

LAB 5:

LAB 6:

LAB 7:

LAB 8:

LAB 9:

LAB 10:

LAB 11:

LAB 12:

LAB 13:

LAB 14:

LAB 15:

LAB 16:

LAB 17:

LAB 18:

LAB 19

LAB 20

LAB 21

LAB 22

LAB 23

PROYECTO

Objetivos didácticos

LECCIÓN 1

INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA

1.1 Explique las siguientes Leyes de los gases:

1.1.1 Ley de Boyle

1.1.2 Ley de Charles


1.1.4 Ley Universal

1.2 Describa teoría cinética de los gases

1.3 Calcule lo siguiente:

1.3.1 Presión

1.3.2 Área

1.3.3 Fuerza

1.4 Explicar los diferentes tipos de compresores:





iv) Vane Compressor

v) Compresor helicoidal


1.5 Explique el propósito de la ingesta de Filtros

1.6 Describir la función de posenfriadores

1.7 Explique el propósito de Receptor Tank

1.8 Describir el uso del interruptor de presión

1.9 Explique por qué una válvula de alivio de seguridad está incluido en un sistema de

1.10 Describa el propósito y tipos de Secadores




1.11 Explique los tipos de actuadores neumáticos



1.12 Describa Controles de flujo neumático

1.13 Explique el uso de reguladores de presión


1.13.2 La LRF

1.14 Describir el funcionamiento de las válvulas de control direccional

1.15 Explique Ventajas y desventajas de los sistemas neumáticos

1.16 Describa la diferencia entre los sistemas hidráulicos y neumáticos

LECCIÓN 2

INTRODUCCIÓN AL SISTEMA HIDRÁULICO

2.1 Diferenciar entre categorías de Hidráulica:

2.1.1 La hidrostática

2.1.2 Hidrodinámica

2.2 Explique los siguientes términos utilizados en Hidráulica:

2.2.1 Flujo

2.2.2 Presión

2.2.3 Ideal / Flujo Laminar

2.2.4 Turbulent / Flujo Nonlaminar

2.2.5 Flujo no ideal

2.2.6 Efecto Corona

2.2.7 Vena Contacta

2.2.8 Sistema Desequilibrado

2.2.9 Sistema Balanceado

2.2.10 Ventaja Mecánica

2.2.11 fricción

2.2.12 Presión Diferencial


2.3.1 Presión

2.3.2 Fuerza

2.3.3 Área

LECCIÓN 3

ELEMENTOS DEL SISTEMA HIDRÁULICO

3.1 Describir los tipos de tanques hidráulicos y explicar Filtros y deflectores


3.1.2 Los tanques presurizados



3.2 Explicar los distintos tipos de bombas hidráulicas de uso común




Volumen 3.2.4 Bomba






3.3 Describir el propósito y tipos de acumuladores:



i) Spring Loaded

ii) Ponderada


3.4 Explicar el propósito y varios tipos de actuadores:











ii) Vane Motor



v) motor de ranura y seguidor

LECCIÓN 4

EXPLICAR PROPÓSITO Y TIPOS DE VÁLVULAS





4.4 Presión Compensada Válvulas de control de flujo

4.5 Válvulas de retención

4.5.1 piloto Válvulas de retención operada

4.5.2 Válvula de contrapeso

4.6 Válvulas de control direccional

4.6.1 Abrir Centro Port Valve Cerrado

4.6.2 Centro Port Valve Cerrado Cerrado

4.6.3 Válvula de Puerto Abierto Abierto Center

4.6.4 Centro Port Valve Abierto Cerrado

4.7 Válvulas de Control Servo

4.7.1 Válvula Servo Spool-Type

Válvula 4.7.2 Individual Aleta Servo

Válvula 4.7.3 Doble la aleta Servo

Válvula 4.7.4 Jet Pipe

LECCIÓN 5

INTRODUCCIÓN A electroneumático / ELECTRO-HIDRÁULICO INTERFAZ






5.2.1 Transistores

5.2.2 FETS

5.2.3 UJT

5.2.4 BJT

5.2.5 SCR

5.2.6 TRIACS


5.2.8 MOV






5.4.1 relés Reed




5.5.1 galvánico

5.5.2 óptico

5.5.3 Opto22

PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

ANTES DE LABORATORIO:

1. Lea el procedimiento de laboratorio completa.

2. antes del inicio de una sesión de laboratorio, usted debe:

1. leer la teoría a ser cubierta por el laboratorio

2. dibujar cualquier tubería / cableado requerido o diagrama esquemático

3. tener acceso a las hojas de datos

4. obtener los componentes necesarios

5. obtener las herramientas necesarias y equipo de prueba

DURANTE LAB:

1. Conectar / alambre el circuito perfectamente, siempre de acuerdo a un diagrama de tuberías / conexiones.

2. Tenga cuidado con tensiones positivas y negativas.

3. equipos de prueba y el circuito deben compartir una tierra común. NO utilice transformadores de aislamiento o cualquier equipo perder un diente de tierra.

4. Si un circuito requiere un componente adicional, consulte al instructor.

5. siempre preguntar al instructor para aprobar cualquier circuito antes de conectar la alimentación.

6. Utilice la sección frontal de su libro de registro de laboratorio para sus resultados finales utilizar sólo la parte posterior de su libro de registro de laboratorio para sus diagramas iniciales, cálculos, etc ...

7. Uso Pneusim o Hydrasim para poner a prueba sus circuitos antes de conectar los circuitos neumáticos o hidráulicos.

8. Uso Pneusim o Hydrasim para imprimir la versión final de sus circuitos.

PROBLEMAS:

1. La mayoría de los problemas son los errores de tuberías / conexiones; mediante el uso de un diagrama de tuberías / conexiones y ordenada tuberías / conexiones, se eliminan la mayoría de los problemas.

2. La siguiente fuente común de problemas es la falta de preparación de laboratorio; Prepare todos sus laboratorios y NO arranque un laboratorio a menos que usted lo entienda.

3. El instructor verificará su diagrama de la solicitud.

4. Si necesita ayuda del instructor, asegúrese de que usted puede describir el problema.

5. En última instancia, usted es responsable de la depuración de sus propios laboratorios.

DESPUÉS DEL LABORATORIO:

1. Los laboratorios están diseñados para que usted pueda experimentar con diversos dispositivos. Preparación Lab se realiza antes de los informes de tiempo y de laboratorio laboratorio después de tiempo de laboratorio.

EJERCICIOS PRÁCTICOS

LAB 1

TEMA: Introducción a la Neumática

CESIÓN:

1. Monte los dispositivos neumáticos sobre la hoja de madera contrachapada proporcionado.

NOTA: los componentes deben ser capaces de interactuar!

2. Sketch utilizando ANSI símbolos del diseño de la placa neumática.

LAB 2

TEMA: Circuitos neumáticos

NOTA: Para todos los laboratorios de un diagrama de circuito completamente labled se debe incluir el uso de símbolos ANSI!

CESIÓN:

1. Con un DCV operado manualmente, hacer un cilindro de extensión y retracción.

LAB 3



CESIÓN:

1. Con un DCV operado manualmente, hacer un cilindro se extiende, a continuación, otro cilindro se extiende, entonces ambos se retraen simultáneamente.

LAB 4



CESIÓN:

1. Con un DCV operado manualmente, hacer un cilindro de extender, hacer otro cilindro se extiende, y un tercer cilindro se extiende secuencialmente. Todos los cilindros son para retraer simultáneamente.

LAB 5



CESIÓN:

1. Utilizando un DCV de accionamiento manual, hacer dos cilindros se extienden de forma simultánea, y el tercero de retracción.

LAB 6


CESIÓN:

1. Utilizando un DCV de accionamiento manual, hacer un cilindro extender que hará que el motor gire en sentido horario. Cuando se enciende el DCV es el primer cilindro para retraer y un segundo cilindro se extenderá, que hará que la rotación del motor en sentido antihorario.

LAB 7


CESIÓN:

1. Utilice el DCV de accionamiento manual para operar el piloto operados DCV, para causar un cilindro para extender rápidamente y retroceder lentamente.

LAB 8


CESIÓN:

1. Utilice el DCV de accionamiento manual, para operar dos cilindros. Como uno de los cilindros se extiende la otra es para retraer y viceversa. La dirección de rotación del motor va a ser controlada por un piloto operado DCV y el motor es ir más rápido en la dirección y en la otra más lenta.

LAB 9


CESIÓN:

1. Con un Solinoid operado DCV, extender y retraer 2 cilindros, de forma simultánea. El segundo cilindro es hacer que el motor para cambiar la dirección de rotación.

LAB 10


CESIÓN:

1. Utilizando solinoid operado de DCV, y un piloto operado DCV. Porque el cambio de dirección de giro del motor cuando un cilindro se extiende y retrae los demás.

LAB 11


CESIÓN:

1. extiende y retrae dos cilindros usando solinoid operado de DCV, pero limitar la carrera a la mitad de extensión mediante el interruptores de láminas en el cilindro. Usted puede utilizar micro interruptores también.

LAB 12

TEMA: Introducción a la Hidráulica

CESIÓN:

1. Monte los dispositivos hidráulicos en la hoja de madera contrachapada proporcionado.

NOTA: los componentes deben ser capaces de interactuar!

2. Sketch usando símbolos ANSI el diseño de su tablero hidráulico.

LAB 13

TEMA: Circuitos Hidráulicos


CESIÓN:

1. Con un DCV operado manualmente, hacer un cilindro de extensión y retracción.

LAB 14



CESIÓN:

1. Con un DCV operado manualmente, hacer un cilindro se extiende, a continuación, otro cilindro se extiende, entonces ambos se retraen simultáneamente.

LAB 15



CESIÓN:

1. Con un DCV operado manualmente, hacer un cilindro de extender, hacer otro cilindro se extiende, y un tercer cilindro se extiende secuencialmente. Todos los cilindros son para retraer simultáneamente.

LAB 16



CESIÓN:

1. Utilizando un DCV de accionamiento manual, hacer dos cilindros se extienden de forma simultánea, y el tercero de retracción.

LAB 17


CESIÓN:

1. Utilizando un DCV de accionamiento manual, hacer un cilindro extender que hará que el motor gire en sentido horario. Cuando se enciende el DCV es el primer cilindro para retraer y un segundo cilindro se extenderá, que hará que la rotación del motor en sentido antihorario.

LAB 18


CESIÓN:

1. Utilice el DCV de accionamiento manual para operar el piloto operados DCV, para causar un cilindro para extender rápidamente y retroceder lentamente.

LAB 19


CESIÓN:

1. Utilice el DCV de accionamiento manual, para operar dos cilindros. Como uno de los cilindros se extiende la otra es para retraer y viceversa. La dirección de rotación del motor va a ser controlada por un piloto operado DCV y el motor es ir más rápido en la dirección y en la otra más lenta.

LAB 20


CESIÓN:

1. Con un Solinoid operado DCV, extender y retraer 2 cilindros, de forma simultánea. El segundo cilindro es hacer que el motor para cambiar la dirección de rotación.

LAB 21


CESIÓN:

1. Utilizando solinoid operado de DCV, y un piloto operado DCV. Porque el cambio de dirección de giro del motor cuando un cilindro se extiende y retrae los demás.

LAB 22


CESIÓN:

1. extiende y retrae dos cilindros usando solinoid operado de DCV, pero limitar la carrera a la mitad de extensión mediante el interruptores de láminas en el cilindro. Usted puede utilizar micro interruptores también.

LAB 23

TEMA: Electro-neumática / Interfaz electro-hidráulica

CESIÓN:

Usando el SDK85 como controlador desarrollar un programa que se extenderá un cilindro durante 5 segundos, y retraiga durante 5 segundos. Otro cilindro es extender durante 3 segundos y retraer durante 3 segundos. Cada cilindro es completar 10 ciclos y el sistema es para detener. El proceso va a ser controlada por una estación de Start / Stop. Hay que ser un centro de E-parada

que está controlado de interrupción.

FLUIDO INDUSTRIAL MECANICA DEL PROYECTO

En su grupo, usted es armar un cilíndricos Coordinar Robot según los dibujos adjuntos. Este robot es tener las siguientes características:

i) el proyecto es utilizar los actuadores neumáticos PARA TOPE A TOPE EN MOVIMIENTO.

ii) feedback de la posición DEBE SER USADO PARA CONFIRMAR todos los movimientos. Si la moción COMPLETADO no se ejecuta, un código de error APROPIADO debe generarse desde el controlador y el robot debe cesar todo movimiento.

iii) debe haber un dispositivo de parada de emergencia que funciona por interrupciones. BAJO ESTA CONDICIÓN TODO I / O debe desconectar la alimentación.

iv) LA SDK85 actuará como del tratamiento y una interfaz adecuada debe ser ensamblado.

v) La interfaz de usuario es mostrar el staus DEL SISTEMA Y INDICAR UN CÓDIGO DE ERROR APROPIADO O PARADA DE EMERGENCIA SI HA OCURRIDO.

vi) TODO HERRAMIENTAS NECESARIAS Y FIJACIÓN se va a ensamblar PARA REALIZAR LA RUTINA DESEADO CON LA REACCIÓN sensor apropiado.

vii) LA MÁQUINA DE MOVIMIENTO (ROBOT) ES PARA REALIZAR LA RUTINA SIGUIENTE:

1. GO UP DE LA BASE

2. EXTENDER BRAZO SUPERIOR

3. GIRAR EN LA BASE

4. bajar a la BASE

5. GRIP una pieza de trabajo

6. GO UP DE LA BASE

7. RETRACT BRAZO SUPERIOR

8. GIRAR EN LA BASE

9. bajar a la BASE

10. ONU-GRIP LA PIEZA DE TRABAJO

viii. EL CONTROLADOR ES PARA MONITOREAR EL ESTADO DE LA REVISTA DE ENTRADA Y SALIDA DE LA REVISTA. SI NO PARTE ESTÁ PRESENTE EN LA REVISTA DE ENTRADA EL MOVIMIENTO ES DEJAR UNA ALARMA Y hay que establecer. SI LA REVISTA LA SALIDA ES COMPLETO, EL MOVIMIENTO ES DEJAR Y la alarma correspondiente se va a establecer. EN CONDICIONES DE PARADA DE EMERGENCIA DEL ROBOT ES DEJAR DE TODOS LOS MOVIMIENTOS Y LA ALARMA hay que establecer.

viii. EL ROBOT ES PARA EJECUTAR SU MOVIMIENTO CONTINUO EN CONDICIONES NORMALES. Es tener un comienzo CONTROLADA Y STOP. DEBE también responden a las condiciones establecidas en VIII ARRIBA.

DIBUJOS DEL ROBOT CILINDRICOS coordinar

C

DIBUJOS DEL ROBOT YLINDRICAL coordinar


PROYECTOS E INFORMES DE PROYECTOS

Todos los proyectos deben tener un informe oficial. Estos informes son un ejercicio de redacción técnica, así como un registro de lo que el grupo construyó. La evaluación de cualquier informe se basará en:

- Una página de portada

- Una tabla de contenidos

- Una lista de figuras / diagramas

- Una Introducción / Objetivo

- Lista de las partes A

- Los diagramas de bloques

- Diagramas mecánicos (acotado) en su caso

- Esquemas eléctricos (totalmente labled)

- Observaciones

- Recomendaciones

- Conclusiones

Informes de proyectos se evaluarán según los siguientes criterios:

- Ortografía / sintaxis 20%

- Presentación 20%

- Intro / Conclusión 20%

Cuerpo -.Main 20%

- Diagramas de flujo / de diag 20%

Todos los informes están a la palabra procesada utilizando MS-WORD, y serán evaluadas de la ortografía y la gramática. Los informes deben tener una apariencia profesional para diseño e imagen son muy importantes. El contenido está siendo completa y recuerde el lector puede o no ser técnicamente competente. Como resultado no deje ningún detalle fuera. Todas las parcelas deben ser hechas usando MS-EXCEL y dibujos por hacer uso de Workbench electrónico o CAD.

Los proyectos serán evaluados según los siguientes criterios:

20% Presentación

20% Funcionalidad

25% Informe

15% Performance Lab

Asistencia 10% requerido

10% general

El propósito del proyecto es la integración de todos los cursos anteriores e ilustrar cómo un movimiento de la máquina neumática se puede utilizar en tiempo real.

LECCIÓN 1

INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA

1.1 Explique las siguientes Leyes de los gases:

1.1.1 Ley de Boyle

Esta ley se establece por el científico británico Robert Boyle. Se afirma que el volumen de un gas encerrado varía inversamente con su presión absoluta, si la temperatura permanece constante. La ley de Boyle se ocupa de presión absoluta (psi o kPa) o la lectura de un medidor de presión más la presión atmosférica. Aunque la presión atmosférica varía de acuerdo a las condiciones climáticas y de altitud, que está estandarizado para ser 14.7 psi (101 kPa).

La fórmula para la ley de Boyle es:

PV=CONSTANTE

Dónde:

P es la presión

V es el volumen

Alternativamente, la ley de Boyle se puede escribir en T constante (en grados absolutos K)

Dónde:

P1V1=P2V2

En constante Temperatura

P1 es la presión en V1

P2 es la presión en V2

1.1.2 Ley de Charles '

Esta ley establece que si la presión en un gas confinado se mantiene constante, el volumen del gas cambiará en proporción directa a su cambio en la temperatura absoluta. Como resultado, la pérdida de volumen cuando disminuye la temperatura causará una carga vertical se retraiga un poco. El grado en que se produce esta contracción es una función del área de sección transversal del pistón del cilindro.

La fórmula para la ley de Charles es:

VT

=(constante)

Dónde:

V es el volumen

T es la temperatura en grados Kelvin

Alternativamente, la ley de Charles se puede escribir bajo presión constante (P):

Dónde:

V1 es el volumen en la T1

V2 es el volumen en T2


Esta ley establece que si el volumen de un gas contenido dentro de un cilindro se mantiene constante, la presión absoluta ejercida por el gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Temperatura absoluta se define como grados Rankine y puede ser el resultado de sumar la constante de 460 a grados Fahrenheit, o como grados Kelvin y puede ser el resultado de sumar la constante de 273 a grados Celsius. Cada incremento de aumento de presión dentro del tanque receptor cerrado resultará en un aumento de la temperatura.

La fórmula para 'la ley de Gay-Lussac es:

(constante)

Dónde:

P es la presión

T es la temperatura en grados Kelvin

Alternativamente, 'la ley de Gay-Lussac puede escribirse bajo volumen constante (V):

Dónde:

P1 es la presión en T1

P2 es la presión en T2

1.1.4 Ley Universal

Puede escribirse como:

Dónde:

P es la presión

V es el volumen

T es la temperatura (en grados absolutos K)

m es la masa del gas

R es la constante de los gases característica para un gas particular,

Esta ecuación puede ser reescrita como:

Para una masa dada de gas:

mR = constante

Así, para una masa dada de gas, si hay un cambio de estado de las condiciones señaladas por el sufijo 1 a los mostrados por el sufijo 2, entonces:

1.2 Describa teoría cinética de los gases

La teoría cinética de los gases establece que moléculas de un gas se mueven rápidamente y en una línea recta hasta theycollide con algo (la pared del recipiente), que causa cambios en la dirección en la que y la velocidad a la que viajan.

Figura 1.1 muestra dos vistas de un pistón dentro de un cilindro. Si el pistón es empujado hacia abajo, se reduce el espacio dentro del contenedor. El cilindro todavía contiene el mismo número de moléculas de aire como lo hizo antes de que el pistón se empuja hacia abajo, pero el volumen dentro del cilindro se ha reducido. Dado que se reduce el espacio en el interior del cilindro, las moléculas golpearán las paredes del cilindro con más frecuencia que lo hacían antes de que el pistón se empuja hacia abajo. Esto hace

que la presión dentro del cilindro sea mayor que en el exterior del cilindro. El aire dentro del cilindro se dice que está comprimido.

No sólo tiene la presión dentro del cilindro subido como resultado de que el pistón sea empujado hacia abajo, pero la temperatura también ha subido. Cuando las moléculas chocan con la pared del recipiente, parte de su energía se convierte en calor. Cuando el pistón vuelve a su posición original, el aire dentro del cilindro se enfría rápidamente porque el área de superficie interior del cilindro ya no está siendo golpeado tan a menudo por las moléculas. Este cambio de temperatura puede ser dramático. En algunas situaciones, la temperatura puede caer por debajo de cero, y el hielo pueden formar en el cilindro.

Figura 1.1 Efectos de la compresión sobre la presión y la temperatura de moléculas de gas.


1.3.1 Presión

se define como la fuerza por unidad de área. Presión = Fuerza (newtons) / Superficie (metros cuadrados)

La unidad SI, N / m2, se llama Pascal (Pa), por lo tanto, 1 N / m2 = 1 Pa. Esta es una unidad muy pequeña de la presión y en la barra de la neumática se utiliza más comúnmente, en la que 1 bar = 105 N / m2.

El megapascales o mPa también se está utilizando cada vez más para los sistemas de presión más altas, donde: 1 mPa = 10 bar = 106 N / m2

El sistema imperial utiliza lb / in2 y ton / in2 para medir la presión, mientras que en el sistema métrico kg / cm2 son las unidades utilizadas. La relación entre estas unidades se muestra en la Tabla 1.1.

La presión atmosférica

Esta es la presión en la superficie de la tierra causada por el peso del aire en la atmósfera. La presión atmosférica varía de un lugar a otro y con el tiempo. Para la mayoría de los cálculos neumáticas presión atmosférica puede considerarse constante e igual a 1 bar o 105 N / m2. Cuando la presión se mide por encima de la presión atmosférica que se conoce como presión manométrica.

presión absoluta

Si la presión se mide por encima de vacío absoluto se conoce como presión absoluta, es decir, presión absoluta = presión manométrica + presión atmosférica

La gran mayoría de los medidores de presión se calibran con la presión atmosférica como el punto cero. En este sistema es posible tener presiones negativas hasta menos 1 bar, lo que indica condiciones de vacío.

Tenga en cuenta que todos los cálculos que implican las leyes de los gases requieren valores de presión y temperatura para estar en unidades absolutas. En todos los otros cálculos se usan presiones manométricas.

1

Área .3.2

1.3.3 Fuerza

Véase el ejemplo anterior.

1.4 Explicar los diferentes tipos de compresores:

Hay dos tipos básicos de compresores: compresores de desplazamiento y compresores dinámicos.

Compresores de desplazamiento son similares a las bombas de desplazamiento positivo. Compresores dinámicos son similares a las bombas de desplazamiento no positivos.



El compresor de pistón alternativo es el tipo más común de compresor. Figura 1.2 muestra el funcionamiento del compresor alternativo. Comenzando con el pistón en la parte superior del cilindro, el cigüeñal tira del pistón hacia abajo, creando un vacío en la zona de expansión por encima del pistón. Cuando el pistón se tira hacia abajo, se abre la válvula de admisión. El aire de la atmósfera se precipita rápidamente para llenar el vacío. Cuando el pistón alcanza la parte inferior del cilindro, la válvula de admisión se cierra y el cigüeñal empuja el pistón hacia arriba. El área por encima del pistón se reduce, y el aire en el cilindro es comprimido.

Figura 1.2 Operación de un compresor de pistón alternativo.

Cuando el pistón se acerca a la parte superior del cilindro, la válvula de salida se abre y el aire comprimido

se precipita fuera del cilindro. Cuando el pistón alcanza la parte superior del cilindro. la válvula de salida se cierra y la válvula de entrada se abre. El pistón comienza su recorrido hacia abajo y el proceso se repite.


Un compresor de diafragma funciona de la misma manera que un compresor de pistón de movimiento alternativo (Figura 1.3) .El diafragma se tira hacia abajo y empujado hacia arriba por un cigüeñal y la biela, pero en vez de deslizarse arriba y abajo dentro del cilindro como lo hace el pistón, la diafragma está simplemente distorsionada por el movimiento de la biela y el cigüeñal. Cuando el cigüeñal y la biela de empuje hacia arriba el diafragma, el diafragma forma una superficie cóncava, lo que reduce el volumen interior del compresor. Cuando la biela y el cigüeñal tracción hacia abajo sobre el diafragma, el diafragma se vuelve convexa, lo que aumenta el volumen dentro del compresor.

Cuando el diafragma se estira hacia abajo, el aire entra en el compresor. Cuando el diafragma se empuja hacia arriba, el aire se comprime y sale a través de la válvula de salida del compresor. El compresor de diafragma es a menudo menor que el compresor de pistón alternativo y no puede comprimir tan grande un volumen de aire ya que la mayoría de pistón de movimiento alternativo compresor de lata.

Figura 1.3 Operación de un compresor de diafragma.


La temperatura de un gas aumenta a medida que el gas se comprime. A medida que el gas se calienta, se expande, el cual

hace que el proceso de comprimir el gas aún más difícil. Por esta razón, los sistemas industriales que requieren aire comprimido a más de 100 psi normalmente incorporan compresores de etapas múltiples.

Para ilustrar el funcionamiento del compresor multietapa vamos a utilizar un compresor de dos etapas se muestra en la

F

igura 1.4. El compresor tiene dos cilindros, una más grande que la otra. El pistón en ambos cilindros están conectados a un solo cigüeñal. Mientras que el pistón en el cilindro más grande se está tirando hacia abajo, el pistón en el cilindro más pequeño está siendo empujado hacia arriba. El funcionamiento del compresor de dos etapas comienza tirando del pistón más grande hacia abajo mientras la válvula de admisión está abierta. El cilindro más grande se llena de aire de la atmósfera. como el cigüeñal continúa girando, el pistón más grande es empujado hacia arriba y el aire en el cilindro es comprimido. Cuando el pistón se aproxima a la parte superior del cilindro, la válvula de salida se abre y las salidas de aire comprimido.

Figura 1.4 Dos - compresor de etapa.

El aire comprimido es mucho más caliente que la temperatura ambiente (la temperatura del aire

fuera del compresor). Por lo tanto, el aire que sale del cilindro más grande es dirigido a través de un refrigerador intermedio. El propósito de la intercooler es para enfriar el aire antes de que se introduce en el cilindro más pequeño. Después de que el aire se haya enfriado, se puede comprimir aún más con más facilidad por la segunda etapa del compresor. Después de que el aire comprimido del cilindro más grande se ha enfriado, fluye en el cilindro menor a medida que el pistón se tira hacia abajo. Cuando el pistón en el cilindro más pequeño es empujado hacia arriba, el aire en el cilindro se comprime aún más.

Compresores multietapa son más eficientes que los compresores de una etapa. Menos energía es

requerida para hacer girar un compresor de múltiples etapas debido a que el calor de compresión se retira entre cada etapa de compresión.

iv) Vane Compressor

Un compresor de paletas es similar en diseño a la bomba de paletas utilizado en sistemas hidráulicos (Figura 1.5). El aire atmosférico se apresura a llenar el vacío creado por el rotor. A medida que el rotor gira, el aire se lleva en cámaras que reducen su volumen y por lo tanto comprimirlo.

Figura 1.5 Operación de un compresor de paletas.

La principal ventaja del compresor de paletas sobre el compresor de émbolo es su entrega constante de aire comprimido. La principal desventaja del compresor de paletas es su presión de salida limitada. Es posible conseguir mucho más alto de presión de salida de un compresor alternativo de múltiples etapas.

v. Compresor helicoidal

Un compresor helicoidal (figura 1.6) comprime el aire a través de la acción de dos motores de mallado que se asemejan tornillos. El aire atmosférico entra en un extremo del compresor, fluye más allá de los rotores girando, y sale como aire comprimido en el otro extremo.

Figura 1.6 helicoidal (tornillo) del compresor.


Un ejemplo de un compresor dinámico es un ventilador. El aire se acelera por las cuchillas giratorias. El aire en rápido movimiento se convierte en presión. En un compresor de desplazamiento, por otro lado, la presión se crea moviendo un pistón en un cilindro para reducir el volumen de aire en el cilindro.

1.5 Explique el propósito de la ingesta de Filtros

El aire que entra un compresor lleva consigo la suciedad de la atmósfera. La mayoría de los compresores tienen piezas que cierren herméticamente en una carcasa. Suciedad en el aire al compresor rayar las paredes del cilindro, destruir los cojinetes, y reducir significativamente la vida útil del compresor. Un filtro de entrada de voluntad trampa de gran parte de la tierra antes de que entre en el compresor. El filtro de aire en un motor de automóvil sirve el mismo propósito que el filtro de aspiración en un compresor. El filtro de entrada en una trampa de compresores de aire, como filtrar la suciedad antes de que pueda entrar en el compresor (Figura 1.7). La ubicación del filtro deben ser elegidos cuidadosamente es decir, una ubicación limpiador debe ser seleccionada para el filtro.

Figura 1.7 Filtro de aspiración.

1.6 Describir la función de posenfriadores

El propósito principal de un refrigerador final es hacer como su nombre implica, para enfriar el gas después de que ha sido comprimido. Un refrigerador posterior también elimina gran parte del vapor de agua atrapado en el aire comprimido. El agua transportada en el aire comprimido caliente puede ser sustancial, tanto como 1,4 cuartos de agua en 1000 pies cúbicos de aire. Un compresor industrial de tamaño moderado puede producir hasta 50 galones de agua en un período de 24 horas.

Figura 1.8 Aftercooler.

La construcción de un refrigerador posterior es similar a la del intercooler. El gas comprimido se pasa a través de un tubo de aletas. El gas puede ser enfriada por la radiación de calor desde el tubo de aletas al aire circundante, o el tubo puede ser encerrado en una carcasa y se enfrió pasando agua sobre ella (Figura 1.8).

Si más vapor se debe quitar de lo que puede ser eliminado con un simple tipo de agua refrigerador posterior, se puede agregar una unidad de refrigeración. La unidad de refrigeración enfría el agua que pasa sobre el tubo de aletas, disminuyendo así la temperatura del aire comprimido. Más vapor de agua se convierte en agua y se puede drenar desde el sistema.

1.7 Explique el propósito de Receptor Tank

Un tanque receptor siempre se incluye en un sistema neumático. Se realiza la misma función que el acumulador en un sistema hidráulico. Se almacena el aire comprimido para su uso por el sistema (Figura 1.9). Cuando los componentes de un sistema neumático se encienden, exigen un suministro constante de aire a alta presión para operar. Debido a que el compresor solo puede no ser capaz de satisfacer la demanda, los cuentos del tanque receptor de la holgura, el suministro de aire según sea necesario.

El tanque receptor también realiza otra función. Muchos compresores no proporcionan un flujo uniforme de aire comprimido. El suministro de compresores de pistón de aire sólo cuando el pistón se mueve hacia arriba. Cuando el pistón se mueve hacia abajo del compresor de aire está dibujando en la de la atmósfera, la preparación para la siguiente carrera de compresión. El flujo de

aire desde el compresor desigual puede dañar los componentes neumáticos y causar que el sistema funcione de forma errática. El tanque receptor absorbe los impulsos del compresor y proporciona el sistema con un flujo constante de aire a alta presión.

Figura 1.9 tanque receptor.

1.8 Describir el uso del interruptor de presión

El tanque receptor almacena el aire comprimido desde el compresor hasta que se necesite por el sistema. Si el sistema no necesita aire, las tiendas tanque receptor el aire comprimido, y la presión en las subidas de tanques. Por razones de seguridad, la presión en el tanque no se puede permitir que continúe aumentando. Un interruptor de presión se utiliza para desactivar el compresor cuando el rango ha alcanzado una presión preestablecida. Cuando el sistema empieza a funcionar, el aire comprimido fluye fuera del depósito receptor y la presión en el tanque cae. Cuando la presión es lo suficientemente baja, el interruptor de presión se vuelve el interruptor del compresor arranca el compresor de nuevo para volver a llenar el tanque.

La figura 1.10 muestra un interruptor de presión. Se monta normalmente en el tanque de receptor. Como la presión en los tanques se eleva, el pistón es empujado hacia arriba. Cuando la presión es lo suficientemente alta el pistón supera la tensión del resorte y se vuelve apagar la presión, reduciendo así la potencia al compresor. Como el comprimido en el tanque se utiliza por el sistema, la presión en el tanque comienza a caer. Después de la presión en el tanque cae lo suficiente para que el muelle empuja el pistón hacia abajo, el interruptor del compresor se enciende. El resorte se puede ajustar con un perno. A medida que el perno se gira el muelle se comprime aún más, y la presión en el tanque debe ser superior antes de que pueda superar la tensión del muelle y girar el compresor.

Figura 1.10 Interruptor de presión.

1.9 Explique por qué una válvula de alivio de seguridad está incluido en un sistema de

El interruptor de presión se debe mantener el sistema neumático que operan dentro de los límites de seguridad, sin embargo, si el interruptor de presión de fallar y no encender el compresor, la presión en el depósito seguirá aumentando. Si la presión debe aumentar demasiado el tanque receptor u otro componente en el sistema podrían explotar. Por esta razón una válvula de alivio de seguridad siempre se incluye en el sistema. La figura 1.11 muestra una válvula de seguridad junto con su símbolo esquemático. A medida que la presión en el sistema se eleva, la válvula de vástago es empujada hacia arriba. Si la válvula de vástago es empujado hacia arriba lo suficientemente lejos, el orificio de escape se abre y la presión en el tanque se ventila a la atmósfera.

Figura 1.11 Válvula de seguridad.

1.10 Describa el propósito y tipos de Secadores

No todos los sistemas requieren un refrigerador posterior para enfriar el aire y la eliminación de la humedad. A menudo, el secador de adsorción simple le dará los resultados deseados. Incluso los sistemas que utilizan un refrigerador posterior pueden incluir un secador desecante como un intento final para atrapar toda la humedad en el sistema. El filtro contiene una sustancia química que convierte el vapor de agua en el agua. Tres tipos de secadores de adsorción se utilizan en la industria.


En este tipo de secador (Figura 1.12), vapor de agua en el aire comprimido pasa a través de una sustancia química llamada un agente de secado delicuescente. Como el vapor de agua pasa a través de la sustancia química que se absorbe. Estos productos químicos incluyen cloruro de litio y cloruro de calcio.

Hay algunos problemas con este tipo de secador. Los agentes delicuescentes son corrosivos. Como se hace pasar el aire comprimido a través de la sustancia corrosiva recoge parte del producto químico y la lleva todo el sistema. A la larga esto puede causar problemas de mantenimiento; Sin embargo, este tipo de secadora tiene el costo costo y del funcionamiento inicial más bajo y es una opción popular en la industria.

Figura 1.12 secador delicuescente.


En un secador regenerativo químicamente, se usan dos secadores de adsorción. Como uno de los secadores se satura, el aire entrante se entrega al otro recipiente mientras que el primer bote se va renovando. Para revisar el desecante en el recipiente saturado, una pequeña porción del aire de secado que sale del segundo recipiente se desvía hacia el recipiente saturado (Figura 1.13). El aire seco procedente del segundo recipiente se seca rápidamente el desecante en el recipiente saturado, que luego puede ser utilizado de nuevo. La conmutación de un secador para el otro es controlado por un temporizador y puede ocurrir varias veces cada minuto.

Figura 1.13 secador Químicamente regenerativa.


T

él calor de la secadora regenerativa es similar a la secadora químicamente regenerativo. Hay dos botes como en la secadora químicamente regenerativo. Cuando uno de los botes se satura, el sistema cambia automáticamente al otro bote. La diferencia entre los dos sistemas es que en el calor de la secadora regenerativa el desecante se seca haciendo pasar aire caliente a través de él (Figura 1.14), en lugar de simplemente desviando se secó al aire desde el otro recipiente como en la secadora químicamente regenerativo.

Figura 1.14 calor de la secadora regenerativa.

1.11 Explique los tipos de actuadores neumáticos

Los actuadores que producen el trabajo en sistemas neumáticos son similares a los utilizados en los sistemas hidráulicos.

Aunque los actuadores aspecto similar desde el exterior, no son idénticos. Normalmente, no se pueden intercambiar. Se diferencian en los tipos de sellos y las glándulas utilizadas.


Los actuadores lineales (cilindros) también están disponibles para los sistemas neumáticos. Estos cilindros son el cilindro de simple efecto, el cilindro de doble efecto y doble efecto, cilindro de doble vástago. Otro tipo de cilindro que se utiliza a menudo en los sistemas neumáticos, pero rara vez se encuentra en los sistemas hidráulicos es la actuación del cilindro de retorno de resorte único (Figura 1.15).

Figura 1.15 Cilindro de simple efecto retorno por muelle.

El monocilíndrico retorno por muelle que actúa tiene una sola entrada así como lo hacen otros cilindros de simple efecto. Cuando el aire se bombea en el extremo ciego del cilindro hasta que la presión supera la tensión del resorte, la varilla se extiende. Mientras la presión detrás del pistón es mayor que la tensión del resorte, la varilla permanece extendida. Cuando se reduce la presión detrás del pistón, el pistón y la varilla de retracción. El símbolo esquemático para un cilindro de simple efecto de retorno por resorte se muestra en la Figura 1.16. Cilindros neumáticos amortiguados también están disponibles. Ellos funcionan de la misma como los cilindros hidráulicos acolchadas.

Figura 1.16 símbolo esquemático para un cilindro de retorno de resorte de acción simple.


Actuadores rotativos neumáticos son muy similares a los actuadores rotativos hidráulicos. Uno de los primeros actuadores rotativos neumáticos fue el motor de pistón. Es de un diseño radial (Figura 1.17). Este tipo de motor es un motor de baja velocidad. Su velocidad normal de funcionamiento está por debajo de 1000 rpm. Es casi relativamente caro. Por estas razones, no es una elección muy popular.

Figura 1.17 motor de pistón.

La opción más común es el motor de aletas. El diseño del motor de paleta neumático es similar al diseño del motor hidráulico. La mayoría de los motores de paletas son bidireccionales. Esto significa que los motores de paletas se pueden ejecutar en cualquier dirección. Si el aire se bombea en el puerto de la izquierda, el motor girará en sentido horario (Figura 1.18). Si se bombea aire en el puerto de la derecha, el motor girará en sentido horario (Figura 1.19). La velocidad a la que gira un motor de aletas está controlada por el volumen de aire bombeado al motor. El par desarrollado por un motor de paletas se determina por la presión y el área de las paletas. El motor de aletas es la más popular de los actuadores rotativos debido a su costo relativamente bajo, su poder, su velocidad variable, y su seguridad.

Figura 1.18 Vane motor (giro a la derecha). Figura 1.19 Vane motor (giro antihorario).

Otro tipo de actuador de giro es el motor de la turbina. El aire a alta presión se dirige a través de una boquilla. A medida que el aire sale de la boquilla se expande rápidamente. Este aire expandido se dirige a través de una turbina (ventilador). La turbina gira a una velocidad muy alta. Debido a la alta velocidad y la dificultad de orientar hacia abajo a una velocidad utilizable, motores de turbina se limitan a aplicaciones especiales, tales como las amoladoras de alta velocidad.

1.12 Describa Controles de flujo neumático

Los sistemas neumáticos requieren algunos medios de regulación de la velocidad de flujo a los componentes de su velocidad. Controles de flujo neumático son similares a los controles de flujo que se encuentran en los sistemas hidráulicos. El control de flujo puede ser tan simple como una válvula de aguja o tan complejo como un compensador de flujo de presión.

1.13 Explique el uso de reguladores de presión

Diferentes actuadores en un sistema requieren diferentes presiones. Los reguladores de presión se utilizan en todo el sistema para regular la presión suministrada a los diversos actuadores.

Figura 1.20 muestra una vista en corte de un regulador de presión. Un resorte que empuja contra un diafragma empuja un cono (carrete) hacia abajo. El aire que entra el regulador pasa a través del orificio creado por el cono abierto. Como la presión de nuevo comienza a acumularse debido a la carga en el actuador, el diafragma es empujado hacia arriba, cerrando parcialmente la válvula de vástago y reducir el flujo de aire al actuador. Como presión de retorno se basa, la válvula de vástago se empuja más cerrada. Finalmente, cuando la presión de nuevo se vuelve lo suficientemente alta, la válvula de vástago está completamente cerrada y no más de aire fluye hacia el actuador. Presión en el actuador está en un máximo (Figura 1.21).

Figura 1.20 Regulador de presión (con válvula de retención abierta). Figura 1.21 Regulador de presión (con válvula de retención cerrada).

Si el actuador debe mover la carga, el volumen en los aumentos de actuador y el caídas de presión (Figura 1.20). Como gotas de la presión, el resorte empuja el diafragma y la válvula de vástago hacia abajo, abriendo un pasaje para el aire. La presión de nuevo comienza a acumularse en el actuador y el ciclo se repite. La presión de suministro a ser el actuador está controlado por el ajuste de la primavera. Como el tornillo de la parte superior del regulador se gira en, la tensión en los aumentos de primavera. Cuanto mayor es la tensión en el resorte, mayor es la presión de retorno debe ser para el diafragma para superar la tensión del muelle y cerrar la válvula (Figura 1.21).

Figura 1.21 Presión de retorno en un regulador de presión.


El regulador operado piloto se compone de dos reguladores separados. Uno de ellos se llama el regulador esclavo y el otro se llama el regulador piloto (Figura 1.22). El regulador esclavo funciona igual que el regulador estándar. La única diferencia es la ausencia del resorte principal. El aire se dirige a la parte superior del pistón o el diafragma de una línea piloto. Todavía hay un pequeño manantial que se abre el obturador. Presión de pilotaje de otro regulador se dirige a la parte superior del diafragma, y la presión hacia atrás desde el actuador empuja hacia arriba para cerrar la válvula. El equilibrio entre la presión piloto y la presión hacia atrás controla la presión final. El regulador piloto es idéntico al regulador que se ha descrito anteriormente.

F

igura 1.22 pilotada regulador.

La ventaja del regulador de operación piloto es que el regulador esclavo puede estar situado donde se necesite, incluso si es en una ubicación inconveniente para el ajuste. El regulador piloto puede ser colocado en una ubicación en donde puede ser convenientemente ajustada. Ajuste del regulador piloto ajusta el regulador esclavo.

1.13.2 La LRF

O

ften un regulador se combina con otros elementos y se instala como un paquete. El paquete consta de un filtro, un regulador y un lubricador (FLR) (Figura 1.23). El filtro elimina el óxido, la suciedad, la escala, y el agua que aún permanecen en el sistema. El regulador controla la presión de funcionamiento del accionador. El regulador controla la presión de funcionamiento del accionador. El lubricador introduce una niebla de aceite en el aire para lubricar las válvulas y actuadores aguas abajo. El FLR también incluye un medidor de presión para mostrar la presión regulada. El sistema esquemático para un FRL se muestra en la Figura 1.24.

Figura 1.23 FRL. Figura 1.24 símbolo esquemático para un FRL.

1.14 Describir el funcionamiento de las válvulas de control direccional

Las válvulas de control direccionales utilizadas en los sistemas neumáticos son similares a los utilizados en los sistemas hidráulicos. La principal diferencia en su diseño es el uso de juntas tóricas. Los símbolos esquemáticos para válvulas distribuidoras se muestran en la Figura 1.25. Vamos a analizar el funcionamiento de la válvula de control direccional de centro bloqueado mostrada en la Figura 1.25. Todas las válvulas de control direccional se pueden analizar de la misma manera.

El bloque central muestra la entrada y los puertos de escape en un lado y las conexiones con el actuador en el otro lado. El puerto central en el lado de entrada está conectada a la presión del sistema (Figura 1.26). Los otros dos son para conexiones de escape. En un sistema neumático, el fluido no tiene que ser devuelto al tanque como lo hace en un sistema hidráulico. El aire se agota simplemente a la atmósfera. En esta válvula todos los puertos están bloqueados en punto muerto. Cuando el carrete se desplaza a la derecha, el aire se dirige al extremo ciego del cilindro y el aire en el extremo del vástago del cilindro se ha agotado a la atmósfera (Figura 1.27). Figura 1.25 Símbolos esquemáticos

para válvulas de control direccional.

Figura 1.26 Centro de bloque de símbolo para una válvula de control direccional de centro bloqueado, mostrando los puertos y la conexión a actuador de admisión y escape.

Figura 1.27 Bloqueado centro de la válvula de control direccional con carrete desplaza a la derecha.

Válvulas de control direccionales neumáticas pueden ser operadas por palancas, pedales, o solenoides, o pueden ser pilotada.

1.15 Explique Ventajas y desventajas de los sistemas neumáticos

El sistema para el bombeo de aire en un cilindro neumático es mucho más simple que el sistema de bombeo hidráulico. Esto es principalmente porque no hay ningún punto en la recirculación de aire utilizado. Aire expulsado desde el cilindro se libera a la atmósfera a través de una válvula. Los cambios repentinos en la presión se impide por tener un receptor de aire, que es un tanque presurizado conectado al lado de alta presión de la bomba. La bomba entonces sólo tiene que ser lo suficientemente potente como para asegurar que se mantiene la presión en el receptor. Un interruptor sensible a la presión se asegura de que la bomba sólo funciona cuando la presión en el receptor cae por debajo de un valor predeterminado. Los sistemas neumáticos ofrecen un número de ventajas sobre los sistemas hidráulicos como sigue:

(i) Un sistema neumático es generalmente menos caro que un sistema hidráulico equivalente. Muchas fábricas han aire comprimido disponible y una bomba del compresor grande puede servir a varios robots.

(ii) Considerando que una fuga en un sistema hidráulico requiere atención inmediata para evitar la pérdida de líquido y la introducción de aire en el cilindro, una pequeña cantidad de fugas de aire de un sistema neumático por lo general puede ser tolerada.

(iii) La compresibilidad del aire también puede ser una ventaja en algunas aplicaciones. Piense en las puertas automáticas de los autobuses y trenes que funcionan neumáticamente. Si tienes la mala suerte de ser atrapado en las puertas no será aplastado. Además, una válvula de alivio de presión puede ser incorporado para liberar la presión cuando se excede una cierta fuerza. Este principio se puede utilizar en el dispositivo de agarre de un robot para proteger el robot de dañar tanto a sí mismo y de dañar el equipo con el que se está trabajando.

(iv) Finalmente, el hecho de que el aire es la luz significa que una masa de aire puede acelerarse rápidamente. Por lo tanto los actuadores neumáticos son más rápidos para responder que sus contrapartes hidráulicas.

La principal desventaja del sistema neumático es que no pueden producir las fuerzas enormes características de los sistemas hidráulicos. Una segunda desventaja se refiere a la colocación exacta del pistón. Puesto que el aire es compresible, cargas pesadas en el brazo del robot puede hacer que el pistón se mueva, incluso cuando todas las válvulas en el cilindro están cerradas. Por esta razón, los actuadores neumáticos son por lo general sólo es adecuado para coger y colocar robots.

1.16 Describa la diferencia entre los sistemas hidráulicos y neumáticos

La diferencia entre un sistema hidráulico y un sistema neumático es el líquido que se utiliza para transmitir energía. Un sistema hidráulico utiliza aceite u otro líquido para transmitir fuerza, mientras que un sistema neumático utiliza un gas. Un gas es también un fluido. Se van de una zona de alta presión a una zona de baja presión. Debido a la similitud entre los sistemas hidráulicos y sistemas neumáticos, muchos de los componentes en un sistema neumático son similares a los encontrados en un sistema hidráulico. Consideremos, por ejemplo, una válvula de control

direccional hidráulica y una válvula de control direccional neumático. Ellos son casi idénticos. La única diferencia es la adición de juntas de goma alrededor de la bobina de la válvula neumática para evitar que fugas. Los sellos no son necesarias en la válvula hidráulica porque las moléculas que componen el aceite son demasiado grandes para fugas entre el carrete y el cuerpo de la válvula. Las moléculas de gas mucho más pequeñas en un sistema neumático se escapará entre el carrete y el cuerpo de la válvula si juntas tóricas no están incluidos en el diseño.

Otra diferencia entre los sistemas hidráulicos y neumáticos es la mayor compresibilidad del aire en un sistema neumático. El fluido hidráulico comprime muy poco. La capacidad de compresión de gas puede ser a la vez una ventaja y desventaja. La ventaja de la compresibilidad del gas es que actúa como un amortiguador natural. Si la carga debería aumentar de repente, el aire en el sistema se comprime como un muelle, absorbiendo la carga. Una desventaja es que el aire puede comprimir cuando no es deseable. El brazo de un robot neumático se hundirá a medida que aumenta la carga. La flacidez del brazo perjudica la repetibilidad del robot.

Otra diferencia entre los sistemas hidráulicos y neumáticos es la manera en la que el fluido de retorno se maneja. En un sistema hidráulico de retorno del fluido (aceite) se dirige de vuelta al depósito, mientras que en un sistema neumático el fluido de retorno (aire) es simplemente agotado a la atmósfera.

LECCIÓN 2

PROPÓSITO Y TIPOS DE VÁLVULAS


Válvulas de iniciar, detener y controlar la dirección del flujo de fluido. Si la bomba de desplazamiento positivo es girado por un motor eléctrico, el fluido se bombea y el cilindro se moverá. Después de que el pistón en el cilindro se ha movido a través de su carrera total y el acumulador se ha llenado, el fluido hidráulico seguirá siendo bombeado. La presión en el sistema se elevará rápidamente, y si el motor de accionamiento eléctrico no se apaga la presión hará que algo en el sistema de explotar. Si se añade una válvula para el sistema para permitir que el fluido se devuelve al depósito cuando la presión del sistema haya alcanzado un máximo, el sistema estará protegido.


Hay tres factores que afectan el flujo de fluido hidráulico. Ellos son el tamaño del restrictor, el diferencial de presión a través del restrictor, y la temperatura del fluido. En nuestra discusión de las válvulas de control de flujo vamos a ignorar la temperatura como factor, sin embargo, debe ser consciente de que más fluido pasará a través de un limitador cuando el líquido está caliente que cuando está frío.


La válvula de aguja se muestra en la figura 2.1, junto con su símbolo esquemático. Para ajustar el flujo a través del restrictor, el mando se puede girar en una dirección para reducir el tamaño del orificio y en la otra dirección para aumentar el tamaño del orificio.

Figura 2.1 Válvula de aguja.


La válvula de alivio accionada por piloto, que se muestra en la figura 2.2, junto con su símbolo esquemático, es similar a la válvula de alivio estándar, pero tiene varias piezas adicionales. Cuenta con un pistón principal. Hay un pequeño agujero taladrado a través del centro del carrete. Esto forma un orificio.There is also a smaller spool called a pilot spool.There is a spring that holds the main spool closed.The spring tension on this spool cannot be adjusted.There is also a spring that holds the pilot closed.The tension on this spring can be adjusted by a screw in the top of the valve.

Figure 2.2 Pilot operated relief valve with pilot closed (normal pressure).

When the pump is turned on, fluid begins to flow in the system and the load causes pressure to rise in the system. Fluid also passes through the hole bored in the main spool. This small opening forms an orifice. The pressure that is created in the chamber between the main spool and the pilot

spool forces the main spool to seat. The main spool spring also helps to keep the main spool seated. System pressure continues to rise, and the pressure in the chamber also rises. Finally, the pressure in the chamber becomes so high, that the pilot opens. When the pilot opens, fluid flows through a small passage to the tank. The pressure in the chamber goes down. The system pressure pushing on the bottom of the main spool is higher than the pressure in the chamber, and the main spool opens. A large passage is opened to the tank to relieve the system pressure. The main spool will move only enough to balance the chamber pressure and system pressure.

2.4 Pressure Compensated Flow Control Valves

Pressure differential affects flow. If the load on a system is increases, the pressure differential decreases and the load moves more slowly. This problem can be overcome by using a pressure compensated flow control valve (figure 2.3).

Figure 2.3 Pressure compensated flow control valve.

The valve is made up of a valve body, a spool, a spring, and a needle valve. The spring pushes the spool to the left. This opens a passage for fluid through the valve body to the needle valve and finally to the load.

As pressure increases in front of the needle valve, pressure in the pilot line increases. This increases the pressure on the spool end. If this pressure becomes huge enough, the spool will slide to the right, compressing the spring and partially closing off the main passage to the needle valve. This reduces the flow of liquid to the needle valve, and the pressure drops. The spool modulates (slides back and forth), keeping the pressure in front of the needle valve constant.

In order to control the pressure differential across the needle valve, it is necessary to add one more pilot passage (Figure 2.4). If the load increases, the pressure caused by the increased load puts a higher pressure on the right side of the spool, through the new pilot passage, pushing the spool to the left. This opens the passage from the pump to the needle valve, allowing more flow and increasing the pressure on the front side of the needle valve. The pressure increase on the

front side of the needle valve is exactly the same as the pressure increase on the output of the needle valve caused by the increased load, and the pressure differential is maintained. Maintaining the pressure differential maintains the flow rate.

The schematic symbol for a pressure compensated flow control valve is also shown in Figure 2.4.

Figure 2.4 Pressure compensated flow control valve with

additional pilot passage and schematic symbol.

2.5 Check Valves

Another very common valve in hydraulic systems is the check valve. The check valve allows fluid to flow in only one direction (Figure 2.5). Fluid coming in from the left side exerts pressure against the spool. When the pressure becomes high enough, the spool compresses the spring that is holding it closed and fluid flows through the opening. If fluid attempts to flow in the reverse direction (from right to left), the fluid exerts pressure on the spool, forcing the spool tighter into the seat, and no fluid can flow. The schematic symbol for a check valve is also shown in the figure 2.5.

Figure 2.5 Check valve with schematic symbol.

2.5.1 Pilot Operated Check Valves

The pilot operated check valve is similar to a normal check valve. The only difference is a pilot line and pilot piston (Figure 2.6). When fluids attempts to flow from left to right it is blocked by the check valve. If pressure is applied to the pilot passage, the main spool is forced open and fluid can flow back through the valve.

Figure 2.6 Pilot operated check valve.

2.5.2 Counterbalance Valve

The counterbalance valve is a special form of the pilot operated check valve. It can be placed anywhere in the system but normally is mounted directly on an actuator.

Figure 2.7 shows a counterbalance valve mounted on the base of a cylinder. When fluid is pumped through line A, the pressure in the line opens the check valve and fluid flows into the blind end of the cylinder. When the pump is turned off, the fluid is blocked from flowing out of the cylinder by the check valve. Even if the cylinder is supporting a 1000-lb load and line A breaks, the load will not fall because the check valve blocks flow from the blind end of the cylinder.

Figure 2.7 Counterbalance valve mounted on a cylinder.

To get the cylinder to move downward, fluid is pumped into line B. Notice that there is a pilot line connecting line B to a spool in the counterbalance valve. When fluid is pumped into line B, pressure builds at the rod end of the cylinder and in the pilot line. The pressure in the pilot line forces the spool downward. This opens a passage for fluid to flow from the blind end of the cylinder through line A to the tank. The schematic symbol for a counterbalance valve is also shown in Figure 2.7.

2.6 Directional Control Valves

In the discussion of counterbalance valves, we said that fluid was pumped into line A and returned to the tank through line B. We also showed what happens what happens when fluid is pumped into line B and returns to the tank through line A. The switching of fluid flow is done with a directional control valve.

A directional control valve has two major parts: the valve body and the spool. Many directional control valves have two inlets and two outlets (Figure 2.8). The inlets to a directional control are called the center. The outlets of a directional control valve are called the ports. If the fluid is blocked by the spool, the valve is said to have a closed center. If the fluid can enter the valve and return to the tank, the valve is said to have an open center (Figure2.9).

Figure 2.8 Directional control valve with two inlets and two outlets. (pump input is labeled P, tank inlet T, and valve outlets are labeled A and B).

When the valve is in neutral, fluid may be blocked at the port or it may be able to flow through the valve and back out the other port line. If fluid is blocked by the port, the valve is called a closed port valve. If fluid is allowed to pass through the valve it is said to be an open port valve. Combining either an open center or a closed center with an open port or a closed port yields the various types of valves that are available. There are four possible combinations.

(a) Closed center valve. (b) Open center valve.

Figure 2.9 Open and closed center valves.

2.6.1 Open Center Closed Port Valve

The first type of directional control valve is the open center, closed port valve (Figure2.10). When this valve is in neutral, fluid from the pump can pass through the valve and back to the tank. Also, fluid in the cylinder cannot move from either the rod end or the blind end of the center. A partial symbol for an open center, closed port valve is also shown when the valve is not in the neutral position. The fluid from the pump can pass through the valve and return to the tank. This is shown as a connection from line P to line T in the block. The fluid is blocked at the port. Lines A and B are not connected together.

Figure 2.10 Open center, closed port directional control valve with schematic symbol.

2.6.2 Closed Center Closed Port Valve

The second type of valve is the closed center, closed port valve (Figure 2.11). When this valve is neutral, fluid coming from the pump is blocked at the valve (it cannot enter the valve). The fluid in the cylinder cannot move between the rod and blind ends.

Figure 2.11 Closed center, closed port directional control valve with schematic symbol.

2.6.3 Open Center Open Port Valve

The third type of valve is the open center, open port valve (Figure 2.12). When this valve is neutral, fluid from the pump can move through the valve and back to the tank. Also, fluid can move between the rod and blind ends of the cylinder through the valve.

Figure 2.12 Open center, open port directional control valve with schematic symbol.

2.6.4 Closed Center Open Port Valve

The fourth type of valve is the closed center, open port valve (Figure 2.13). When this type of valve is neutral, fluid from the pump is blocked by the valve. Fluid can flow between the rod and blind ends of the cylinder through the valve. When the valve is not in neutral position, the fluid from the pump is blocked at the valve (P and T are blocked). Fluid in the cylinder can flow between the blind end and the rod end.

Figure 2.13 Closed center, open port directional control valve with schematic symbol.

2.7 Servo Control Valves

A servo control valve is an electrically controlled valve. The servo valve can be opened a small amount by applying a small voltage. As the voltage is increased the valve opens farther. This differs from a solenoid valve in that a solenoid valve either fully open or fully closed.

A simple servo valve is shown in Figure 2.14. When voltage is applied to the torque motor, it moves the spool, opening a passage through which fluid can flow from the pump to the cylinder. If the voltage is reversed, the spool moves in the other direction. The direction in which the spool moves is a function of the direction in which the voltage is applied to the motor, and the amount the spool moves is a function of the amount of voltage that is applied to the motor. The size of simple servo valves is limited by the amount of torque that can be developed by a torque motor. As the size of the valve is increased to allow for greater flow, more power is needed to move the spool. A solution to this problem is the two stage servo valve. Four types of two-stage valves are in common usage: the spool, single flapper, double flapper, and jet pipe valves.

Figure 2.14 Single –stage spool type servo valve.

2.7.1 Spool-Type Servo Valve

A two-stage spool-type servo valve is shown in Figure 2.15. The valve has a main spool and a pilot spool. The small pilot spool is moved by a torque motor. By moving the small pilot spool, fluid is directed to the main spool. When the pilot spool is moved to the right, fluid is directed to the right side of the main spool while fluid on the left side of the spool is allowed to drain to the tank. The increased pressure on the right side of the main spool shifts it to the left. Fluid from the pump is directed to port A.

Figure 2.15 Two stage spool-type servo valve.

If the voltage applied to the torque motor is reversed, the pilot spool is pushed to the left by the motor. Fluid is directed to the leftside of the main spool, and the main spool shifts to the right. Fluid from the pump is directed to port B. In addition to the pilot spool and the main spool, the valve also contains a feedback linkage. The feedback linkage prevents the main spool from shifting too far. The feedback linkage senses the excessive movement of the main spool and shifts the pilot spool to equalize the pressures on the main spool, thereby stopping the movement of the main spool.

2.7.2 Single Flapper Servo valve

The single flapper servo valve is similar to the spool-type servo valve. The difference lies in the first stage (pilot stage). A single flapper has one fixed orifice (Figure 2.16). When the flapper is away from the port there is a large pressure drop and no pilot pressure is directed to the main spool. As the flapper moves closer to the port, pressure is directed to the main spool, and the spool shifts.

Figure 2.16 Single flapper servo valve.

2.7.3 Double Flapper Servo valve

The double flapper servo valve has two fixed orifices (Figure 2.17). The flapper is centered between the ports. When the flapper is pushed toward the port on the right side, pressure on the right side of the main spool increases and pressure on the left side of the main spool is reduced. The spool shifts to the left. When the flapper is moved to the left, pressure on the left side of the main spool increases and pressure on the right side of the spool drops. The main spool shifts to the right.

Figure 2.17 Double flapper servo valve.

2.7.4 Jet Pipe valve

The jet pipe servo valve is shown in Figure 2.18. Pilot fluid is fed through a nozzle. When the nozzle is pulled to the left by a torque motor, pilot fluid pressure is directed to the left side of the main spool. When the nozzle is pushed to the right, fluid is directed to the right side of the main spool.

Figure 2.18 Jet pipe servo valve.

LECCIÓN 3

INTRODUCCIÓN AL SISTEMA HIDRÁULICO

The word hydraulic is derived from the Greek word for water. Therefore, the study of hydraulics can be considered to be the study of water flow. However, the hydraulic systems in robotic manipulator drives do not use water, rather, they use oil. The oil is placed under pressure so that the energy from the oil is transferred to the movement of the manipulator.

Oil is the second-most plentiful liquid on Earth, surpassed only by water. water is denser and cheaper, while oil is a superior lubricant. Water promotes oxidation of metal surfaces. Water retards fire, while oil promotes it when exposed to flame or high temperature. The oil used in modern hydraulic circuitry is referred to as hydraulic fluid.

3.1 Differentiate between categories of Hydraulics:

3.1.1 Hydrostatics

Hydrostatics is based on the principle that a contained fluid, under pressure, transmits pressure equally in all directions. If a pressure is applied to the water in the container by placing a piston in the top and placing a weight on top of the piston, the pressure in the container will be equal throughout. There will be the same pressure pushing against the sides, bottom and top. This is known as Pascal's Law.

It is important to remember that fluids are not compressible. The volume of water in the container does not change as the pressure in the system is increased. The principle of pressure being equally distributed in a container is used in automobile jacks, industrial cranes, industrial robots, and many of the machine tools that are common in the industry.

3.1.2 Hydrodynamics

Hydrodynamic systems use the principle that fluid in motion transmits force. Hydroelectric power plants use this principle to generate the power to turn the electric generators. The water falling over a dam turns the water wheel. The water wheel is connected to the generator with a shaft, and the generator is turned.

Although hydrodynamic systems can be used to produce usable energy they are not common in industry. One application that has become commonplace is the torque converter.

3.2 Explain the following terms used in Hydraulics:

3.2.1 Flow

The pressure developed in the robotic hydraulic system transforms the hydraulic energy into movement of the manipulator. This movement is caused by the flow of fluid through the various pipes in the hydraulic system. Velocity of fluid is the average speed at which the fluid's particles pass a given point, or the average distance the particles travel per unit of time. The measurement of velocity is either in feet per minute (fpm), in feet per second (fps), or in inches per second (ips)

Flow rate of a fluid is a measure of the volume of a fluid passing a point in a given time. Large volumes are measured in gallons per minute (gpm). small volumes are measured in cubic inches per minute

Flow in hydraulic system is measured in two ways: as velocity of the fluid and as flow rate of the fluid. Velocity of a fluid is the average speed at which the fluid's particles pass a given point, or the average distance the particles travel per unit of time. The measurement of velocity is either in feet per minute (fpm), in feet per second (fps), or inches per second (ips). Flow rate of a fluid is a measure of the volume of a fluid passing a point in a given time. Large volumes are measured in gallons per minute (gpm). Small volumes are measured in cubic inches per minute.

3.2.2 Pressure

Pressure is developed in a system when the fluid used encounters some type of opposition. The pressure can be developed in two ways: through the use of a pump and through the use of a weight placed on the fluid. Pressure is the amount of push that is applied on a given area. It is expressed as a force on a unit area of the surface acted upon, and is usually measured in pounds per square inch, abbreviated as psi. Knowing the pressure and the area on which it is being exerted, one can readily determine the total force as equal to pressure multiplied by the area.

Whenever a fluid is flowing, there is a condition of unbalance to cause the motion. Therefore, when fluid is flowing through a pipe, the pressure is always greatest at the point closest to the input of the fluid. As the distance from the input increases, the pressure decreases. As the fluid flows through the pipe, the friction in the pipe causes the pressure to decrease. The differences in pressure along the pipe are called pressure drops.

3.2.3 Ideal/Laminar Flow

Ideally, when the particles of a fluid move through a pipe, they will move in a straight, parallel flow paths. This condition is called laminar flow and occurs at low velocity in straight piping. With laminar flow, friction is minimized.

3.2.4 Turbulent/Nonlaminar Flow

Turbulence is the condition where the particles do not move smoothly parallel to the flow direction. Turbulent flow is caused by abrupt changes in direction or cross section, or by too high velocity. The result is greatly increased friction, which generates heat, increases operating pressure and wastes power.

3.2.5 Non-Ideal Flow

3.2.6 Corona Effect

This is when the fluid when passing through a chamfered surface, sticks to that surface, causing restriction to flow. See above figure under Non-ideal Flow.

3.2.7 Vena Contacta

This is when the fluid when flowing through an abrupt change in pipe diameter, will flow backwards. See above figure under Non-ideal Flow.

3.2.8 Unbalanced System

3.2.9 Balanced System

3.2.10 Mechanical Advantage

The principle of Mechanical Advantage can be seen from the previous discussion on Balanced and Un-balanced systems. If there is significant difference in the piston areas, a small force acting on a small piston can move a large force coupled to a large piston. Therefore a small force can move a large force, hence mechanical advantage.

3.2.11 Friction

Friction is the result of fluid flowing through a pipe and the hydraulic fluid interacting with the walls of the pipe. This friction is a source of heat. As seen previously, if the volume is a constant, and heat is introduced to the system, the system pressure will increase. The use coolers to maintain system temperature is recommended.

3.2.12 Pressure Differential

When ever there is a pressure differential, fluid will flow from the volume of High Pressure to the volume of Low Pressure.

3.3 Calculate the followings:

3.3.1 Pressure

Pressure equals the force of the load divided by the piston area. We can express this relationship by the general formula: P = F / A

In this relationship:

P is pressure in psi (pounds per square inch)

F is the force in pounds

A is the area in square inches

From this it can be seen that an increase or decrease in the load will result in a like increase or decrease in the operating pressure. In other words, pressure is proportional to the load, and a pressure gauge reading indicates the work load (in psi) at any given moment. Pressure gauge readings normally ignore atmospheric pressure. That is, a standard gauge reads zero at atmospheric pressure. An absolute gauge reads 14.7 psi sea level atmospheric pressure. Absolute pressure is usually designated psia.

3.3.2 Force

When a hydraulic cylinder is used to clamp or press, its output force can be computed as follows:

F = P x A

donde

P is pressure in psi

F is the force in pounds


As an example, suppose that a hydraulic press has its pressure regulated at 2000 psi and this pressure is applied to a ram area of 20 sq. in. The output force will then be 40,000 lb.

3.3.3 Area

The area of a piston or ram can be computed by the formula:

A = 0.7854 x d2

donde


d is the diameter of the piston in inches

LECCIÓN 4

ELEMENTOS DEL SISTEMA HIDRÁULICO

4.1 Describir los tipos de tanques hidráulicos y explicar Filtros y deflectores


Tanques hidráulicos pueden ser bien ventilados o presurizadas. Un tanque de ventilación permite que el aire de la atmósfera para entrar y salir del tanque. A medida que el aceite hidráulico en el depósito se calienta se expande. El aire en el tanque también se expande y contrae. El aceite caliente calienta el aire y se expande el aire (Figura 4.1). A medida que el aceite y el aire se expanden, el aire es forzado a salir del tanque a través de la ventilación del tanque. Cuando el aceite se enfría, el aire y el aceite tanto contrato, y el aire es aspirado de nuevo en el tanque a través de la rejilla de ventilación. Para evitar que la suciedad entre en el tanque a través de la rejilla de ventilación, el respiradero normalmente tiene material de filtro en la tapa. La tubería de llenado para el tanque también tiene un filtro para mantener la suciedad entren en el depósito mientras está siendo rellenado con aceite.

Figura 4.1 Vista seccional de un tanque con ventilación.

2. tanques presurizados

Un tanque a presión no tiene un orificio de ventilación, sino que tiene una tapa parecida a la tapa en un radiador de automóvil. Como el calor de fluido hidráulico durante el funcionamiento, no se permite que la presión de aire en el tanque para escapar a la atmósfera. Esto aumenta la presión en el tanque unas pocas libras. El aceite añadido fuerzas de presión fuera del tanque a la bomba hidráulica, asegurándose de que siempre hay un suministro adecuado de aceite en la bomba.

La tapa de presión de un tanque hidráulico a presión se muestra en la Figura 4.2. La tapa contiene un resorte. En caso de que la presión en el tanque de aumento por encima de un nivel seguro, el resorte se comprime, la apertura de un orificio de ventilación que permite que parte de la presión para escapar a la atmósfera. También hay otra válvula en la tapa de presión. Se llama una válvula de atmósfera. Cuando el aceite en el sistema hidráulico se enfría, se contrae, causando un vacío en el tanque. La válvula de atmósfera se abre y permite que el aire fluya de nuevo hacia el tanque.

Figura 4.2 vistas en corte de una tapa del tanque presurizado.


Los sistemas hidráulicos no pueden tolerar la suciedad. La suciedad provoca que las partes-tipo de las bombas hidráulicas, motores y válvulas para desgastan rápidamente. Para evitar daños debido a la suciedad, los sistemas hidráulicos tienen filtros. El filtro puede estar montado dentro o fuera del tanque. El filtro no sólo filtra la suciedad que pueda haber entrado en el sistema a través de la atmósfera, pero también filtra las partículas de acero o de latón que se desgastan las bombas, motores y válvulas.

Los filtros se relacionan de acuerdo con la cantidad de presión que pueden manejar y el tamaño de la partícula más pequeña que atrapan. Al reemplazar un filtro, asegúrese de reemplazar el filtro viejo con la recomendada por el fabricante. La mayoría de los fabricantes de robots recomiendan que el filtro se sustituye de forma rutinaria después de un número determinado de horas de

funcionamiento. Los filtros son importantes y no deben ser ignorados, y los sistemas electrónicos no deben considerarse, por indicación de falla del filtro.


El tanque hidráulico contiene deflectores. Los deflectores realizan dos funciones. En primer lugar, los deflectores evitar que el aceite que entra en el tanque de ir directamente a la salida del tanque. El aceite caliente entrante se mezcla con el enfriador de aceite en el tanque, lo que garantiza que el aceite no se sobrecaliente. En segundo lugar, los deflectores reducen la turbulencia en el tanque. Si no hay deflectores, el aceite entrante causaría olas en el tanque. Este batido sería mezclar el aire en el aceite. Si el aire se mezcla con el aceite hidráulico el sistema se vuelve esponjoso. Si el aire debe ser mezclado con el aceite hidráulico de un robot, el manipulador se hundirá cuando se está recogiendo una carga pesada y se sacudirá cuando se mueve la carga.

4.2 Explicar los distintos tipos de bombas hidráulicas de uso común

En un sistema hidráulico, la bomba convierte la energía mecánica en energía hidráulica empujando el fluido en el sistema. Todas las bombas funcionan en el mismo principio, la generación de un volumen cada vez mayor en el lado de admisión y un volumen de la disminución en el lado de descarga .; pero los diferentes tipos de bombas varían en gran medida en los métodos y sofisticación.


T

su diseño de la bomba se utiliza principalmente para la transferencia de fluidos en sistemas en donde se crea la única resistencia por el peso del propio fluido y fricción. La mayoría de las bombas de desplazamiento no positivos (figura 4.3) operan por la fuerza centrífuga. Fluidos que entran en el centro de la carcasa de la bomba se lanzan hacia el exterior por medio de un impulsor accionado rápidamente. No hay sello positivo entre los puertos de entrada y salida, y las capacidades de presión son una función de la velocidad de la unidad. Aunque proporciona un flujo suave y continuo, la salida de este tipo de bomba se reduce a medida que aumenta la resistencia. De hecho, es posible bloquear completamente fuera de la salida, mientras que la bomba está funcionando. Por esta y otras razones, estas bombas se utilizan raramente en los sistemas hidráulicos de hoy.

Figura 4.3 bombas de desplazamiento no positivo.


El desplazamiento positivo es más comúnmente utilizado en sistemas hidráulicos industriales. Proporciona al sistema, una cantidad específica de líquido por carrera, revolución, o ciclo. El principio de bombas de desplazamiento positivo se demuestra en la figura 4.4. Este tipo de bomba se clasifica como de desplazamiento fijo o variable.

F

igura 4-4 Demostrar el principio de la bomba de desplazamiento positivo.


Bombas de desplazamiento fijos tienen un displacenebt que no se puede cambiar sin tener que reemplazar ciertos componentes. Con algunos, sin embargo, es posible variar el tamaño de la cámara de bombeo (y el desplazamiento) mediante el uso de controles externos. Estas bombas son conocidas como bombas de caudal variable.

Volumen 4.2.4 Bomba

Theoratically, una bomba suministra una cantidad de fluido igual a su desplazamiento durante cada ciclo o revolución. En realidad, la salida real se reduce debido a leaksge interna o deslizamiento. A medida que aumenta la presión, la fuga de la toma de vuelta a la entrada (o al drenaje) también aumenta, provocando una disminución en la eficiencia volumétrica. La eficiencia volumétrica es igual a la salida real dividida por la salida theoratical. Se expresa como un porcentaje.

Como ejemplo, si un punp presumiblemente entrega 10 gpm pero realmente ofrece 9 gpm a 1000 psi, la Effeciency volumétrica de que la bomba en el que la velocidad y la presión es:

Eficiencia = 9/10 = 0,9 o 90 por ciento


La capacidad de flujo de una bomba se puede expresar como el desplazamiento por revolución o salida en gpm. El desplazamiento es el volumen del líquido transferido en una revolución. Es igual al volumen de una cámara de bombeo multiplicado por el número de cámaras de taht pasan a la salida por revolución. El desplazamiento se expresa en pulgadas cúbicas por revolución.


Una bomba de engranajes se desarrolla mediante la realización de flujo de fluido entre los dientes de dos engranajes engranados. Desarrollado por el eje de accionamiento, el engranaje de accionamiento gira el segundo engranaje, que se llama el engranaje accionado o rueda loca. La cámara de bombeo formado entre los dientes del engranaje están encerrados por el cuerpo de la bomba, o de la sección central, y las placas laterales (a menudo llamadas placas de desgaste o presión).

Las bombas de engranajes se conocen como desequilibrada debido a alta presión a la salida de la bomba impone una carga desequilibrada en los engranajes y los cojinetes. Rodamientos grandes incorporados en los diseños contrarrestar estas cargas. Los engranajes pueden manejar una presión hidráulica de hasta 3600 psi. Las bombas de engranajes son de dos tipos, las bombas de engranajes externos e internos.

Como se muestra en la figura 4.5, en las bombas de engranajes externos, los engranajes se colocan al lado del otro. Un vacío parcial se crea en la entrada como la desengranan dientes de los engranajes, dibujo de fluido en las cámaras formadas entre los dientes. Las cámaras llevan el líquido alrededor de la parte exterior de los cursos, en los que se fuerza hacia afuera como los dientes de malla de nuevo a la salida. Bombas de engranajes externos están disponibles como sencillos, retorcidos, o por medio de versiones de tracción como se muestra en la figura 4.6.

F

igura 4.5 funcionamiento de la bomba de engranajes externa.

Figura 4.6 Las distintas versiones de la bomba de engranajes externos.

Figura 4.7 ilustra una bomba de engranajes internos típico. Este diseño de la bomba se compone de un engranaje externo que engrana con los dientes que se encuentran en el interior de un engranaje más grande. Las cámaras de bombeo se forman entre los dientes de los engranajes. Al igual que el tipo externo, engranajes internos son fijos desplazamiento y están disponibles en configuraciones simples y múltiples.

Figura 4.7 funcionamiento de la bomba de engranajes internos.


El principio de funcionamiento de una bomba de paletas se ilustra en la Figura 4.8. Un rotor ranurado está enchavetado al eje de accionamiento y gira dentro de un anillo de leva. Las paletas se montan en las ranuras del rotor y siguen la superficie interna del anillo como el rotor gira. Generalmente, una velocidad mínima de arranque de 600 rpm lanza las paletas contra el anillo, donde son retenidos por la fuerza centrífuga y la presión de salida de la bomba. Cámaras de bombeo se forman entre las paletas y están rodeados por las placas de rotor, de anillo, y dos laterales.

Figura 4.8 funcionamiento de la bomba de paletas (desequilibrada).

Debido a que el anillo está desplazado (excéntrico) desde la línea central del rotor, las cámaras aumentan de tamaño, creando un vacío parcial que se acumula fluido que entra en el puerto de entrada. Como se cruzan sobre el centro, las cámaras se vuelven progresivamente más pequeño, frente al fluido para ser expulsado en la salida de la bomba. El desplazamiento de la bomba depende de las anchuras del anillo y del rotor y de la distancia se deja que la paleta para extenderse desde la superficie del rotor a la superficie del anillo.

Vane Bombas cubrir la baja de volumen medio-alto con rangos de presión de trabajo hasta 3000 psi. Son fiable, eficiente, y fácil de mantener. Junto con esta alta eficiencia, bombas de paletas tienen un nivel de ruido bajo y una larga vida.


Todas las bombas de pistón operan sobre el principio de que un movimiento alternativo del pistón en un taladro será extraer fluido en, ya que se retrae y expulsarlo a medida que avanza. Los diseños básicos son radiales y axiales, tanto disponible como fijo o de caudal variable modelos.

Las bombas de pistón son unidades altamente eficientes, disponibles en una amplia gama de capacidades. Ellos son capaces de operar en el medio y rango de alta presión (1500 - 3000 psi), con un poco de ir mucho más alto. A causa de sus partes estrechamente armarios y superficies de mecanizado fino, limpieza y fluidos de buena calidad son vitales para una larga vida útil.

(i) Radial Bombas de pistón.

Una bomba radial tiene los pistones dispuestos radialmente en un bloque de cilindros (figura 4.9). El bloque de cilindro gira sobre un eje estacionario dentro de un anillo circular o reacción rotor. Cuando gira el bloque, la fuerza centrífuga, presión de carga, en forma de domo pr de acción mecánica hace que los pistones a seguir la superficie interior del anillo, que está desplazada de la línea central del bloque de cilindros.

Desplazamiento de la bomba se determina por el tamaño y número de pistones, y la longitud de su recorrido. En algunos modelos, el desplazamiento se puede variar moviendo el aro de reacción para aumentar o disminuir el recorrido del pistón.

Figura 4.9 Operación de la bomba de pistón radial.

(ii) Bombas de pistones axiales.

En las bombas de pistón axial, el pistón se mueve alternativamente en paralelo al eje de rotación del bloque de cilindros. El tipo más simple de la bomba de pistones axiales es el plato oscilante de diseño en línea (figura 4.10). El bloque de cilindros en esta bomba es girada por el eje de accionamiento. Pistones montados en taladros en el bloque de cilindros están conectados a través de los zapatos de pistón y una placa de la zapata, de modo que los zapatos se apoyan contra una placa oscilante de ángulo.

F

igura 4.10 bomba de pistón de diseño en línea.

Como los giros de bloque, los zapatos de pistón siguen el plato oscilante, haciendo que los pistones de corresponder. Los puertos están dispuestas en la placa de válvula de modo que los pistones pasan a la entrada, ya que son sacados y pasan a la salida, ya que se ven forzados hacia adentro.

Como bombas de pistones radiales, el desplazamiento de las bombas de pistones axiales se determina por el tamaño y número de pistones, así como la longitud de carrera. Longitud de carrera está determinada por el ángulo de la placa motriz.


Un trabajo a realizar

Todo el diseño de circuitos debe comenzar con el trabajo a realizar. Hay un peso a elevar, una cabeza de herramienta para girar, o una pieza de trabajo que debe ser sujetado.

T

él trabajo determina el tipo de actuador que se utilizará.

Tal vez el primer paso debe ser la selección de un actuador.

Si el requerimiento fuera simplemente para levantar una carga, un cilindro hidráulico colocado bajo ella haría el trabajo. La longitud de carrera del cilindro sería al menos igual a la distancia de la carga se debe mover. Su área estaría determinada por la fuerza necesaria para elevar la carga y la presión de funcionamiento deseada. Supongamos un peso 8,000 libras se va a elevar una distancia de 30 pulg. Y la presión máxima debe estar limitada a 1000 psi. El cilindro seleccionado tendría que tener una longitud de carrera de al menos 30. Y con un 8 sq. En. Área de pistón que proporcionaría una fuerza máxima de £ 8.000 Esto, sin embargo, no proporcionaría ningún margen para el error. Una mejor selección sería un 10 sq. En. Cilindro permitiendo que la carga se eleve a 800 psi y proporcionando la capacidad de levantar hasta £ 10.000

T

él hacia arriba y desplazamiento hacia abajo del vástago de pistón sería controlado por una válvula direccional. Si la carga es que ser detenido en puntos intermedios en su recorrido, la válvula direccional debe tener una posición neutral en la que el flujo de aceite desde la parte inferior del pistón está bloqueado para soportar el peso sobre el cilindro. La velocidad a la cual la carga debe viajar determinará el tamaño de la bomba. Los 10 sq. En. Pistón desplazarán 10 cu. en. por cada pulgada que se levante. La extensión de la varilla del pistón 30 en. Requerirá 300 cu. en. de fluido. Si se trata de moverse a una velocidad de 10 pulg. Por segundo, requerirá 100 cu. en. de líquido por segundo o 6.000 pies cúbicos. en. por minuto. Dado que las bombas son generalmente clasificados en galones por minuto, será necesario dividir por 6000 (231 pulgadas cúbicas por galón) para convertir los requisitos en galones por minuto.

6000 231 = 26gpm.

El CV necesario para accionar la bomba es una función de su entrega y la presión máxima a la que va a operar. La siguiente fórmula determinará el tamaño del motor eléctrico requerido:

Hp = gpm x psi x 0.0007

Hp = 26 x 1000 x 0,0007 = 18,2

Para evitar una sobrecarga del motor eléctrico y para proteger la bomba y otros componentes de la presión excesiva debido a sobrecargas o estancamiento, una válvula de alivio configurar para limitar la presión máxima del sistema debe ser instalado en la línea entre la salida de la bomba y el puerto de entrada a la válvula direccional.

Un depósito dimensionado para contener aproximadamente dos a tres veces la capacidad de la bomba en galones por minuto, filtros y tuberías de interconexión adecuada completaría el sistema.

4.3 Describir el propósito y tipos de acumuladores:


Altos volúmenes de líquido a veces se requieren en los sistemas hidráulicos. Si este requisito repentina de fluido es más que la bomba puede suministrar, se puede hacer sobre una base temporal si el sistema incluye un acumulador. Un acumulador puede ser pensado como un pequeño tanque presurizado. La figura 4.11 muestra un acumulador sondeado a una bomba. La salida de la bomba también se sondea a un cilindro. A medida que la bomba bombea el fluido, parte del fluido se dirige al cilindro mientras que el exceso de salida de la bomba llena el acumulador. Si hay una necesidad repentina de más fluido para mover la carga más rápido, y el volumen de la bomba no es lo suficientemente alto para satisfacer la demanda, el acumulador se hace cargo para la bomba y suministra la cantidad requerida de líquido.

Figura 4.11 Sistema hidráulico con acumulador.

Un acumulador también puede ser utilizado como un amortiguador. Si no debe haber un aumento repentino de la carga, el exceso de fluido fluirá de nuevo en el acumulador (Figura 4.12).

Figura 4.12 Ilustración de cómo un acumulador puede actuar como un amortiguador.


Hay tres tipos de acumuladores: resorte, ponderados y los acumuladores de gas a presión (Figura 4.13). Todos estos realizan la misma función. La única diferencia entre los tres tipos de acumuladores es el método de suministro de presión. Los símbolos esquemáticos para estos acumuladores se muestran en la Figura 4.14.

Figura 4.13 Cutaway ve diferentes acumuladores.

Figura 4.14 símbolos esquemáticos para acumuladores.

i) Spring Loaded

El acumulador de resorte se puede montar en cualquier dirección. Funciona como bien boca abajo como lo hace cuando está montado en posición vertical. La desventaja del resorte acumulador es su presión desigual. Cuando el fluido se bombea primero en el acumulador, el resorte se comprime fácilmente. Como se bombea más fluido en el acumulador, el resorte ejerce más y más presión. Cuando el acumulador está suministrando fluido al sistema, la presión varía. Al principio, los suministros acumulador de fluido a alta presión, entonces, como el resorte se extiende, la presión de salida del acumulador de gotas.

ii) Ponderada

El acumulador ponderada proporciona una presión uniforme a lo largo de toda su carrera. La presión requerida para llenar el acumulador es el mismo cuando se comienza a llenar y sigue siendo la misma a medida que continúa para llenar. Cuando el acumulador ponderada es la entrega de fluido al sistema, su presión de fluido es siempre la misma. El acumulador ponderada tiene dos desventajas principales. En primer lugar, si es necesario disponer de un acumulador que

puede ofrecer una alta presión, el peso debe ser muy grande. La segunda desventaja es el requisito que siempre debe montarse en posición vertical ya que el peso es el suministro de la presión.


El tercer tipo de acumulador es el acumulador de gas a presión. Es el tipo más popular. Dado que el gas se utiliza para ejercer la presión, la presión de salida será casi incluso a lo largo de toda la carrera. Se puede montar en cualquier dirección. A veces es necesario reemplazar la carga de gas en un acumulador de gas a presión. Nunca cargue el acumulador de presión de gas con cualquier gas excepto nitrógeno seco. Si se utiliza acetileno, oxígeno o cualquier otro gas que no está atento, puede ser la creación de una bomba. Un acumulador cargado con acetileno u oxígeno puede explotar con una fuerza tremenda.

4.4 Explicar el propósito y varios tipos de actuadores:


Dispositivos de salida de potencia en el sistema hidráulico se conocen colectivamente como actuadores. Actuadores hidráulicos se clasifican como lineal, rotativo y combinación. Muchas de las características únicas de potencia hidráulica que resultan en ventajas sobre otros dispositivos de transmisión de energía son el resultado de su diseño único, el funcionamiento y la aplicación de los actuadores hidráulicos.


Accionamiento lineal en la hidráulica es producida por dispositivos conocidos comúnmente como cilindros. Cilindros producen movimiento en circuito hidráulico similar al movimiento lineal de solenoides en los circuitos eléctricos o vigas en dispositivos mecánicos. El diseño del cilindro varía según el tamaño, las características y los fabricantes; Sin embargo la mayoría de los cilindros contienen una manga, tapas en ambos extremos del manguito, un pistón montado en el interior del manguito, una varilla o varillas que se conectan al pistón y se extiende a través de la tapa de extremo o tapas, un puerto o puertos para permitir la entrada o la expulsión de fluido , y los sellos y superficies de apoyo diferentes. (Figuras 4.15)

Figura 4.15 Construcción típica del cilindro hidráulico.



Cilindros de simple efecto, o carneros, suelen actuar bajo presión sólo durante la extensión. Las fuerzas gravitatorias que actúan sobre la carga u otras fuerzas externas pueden ser utilizadas para causar la retracción. Dado que la energía hidráulica no es necesario durante la retracción, varillas en el cilindro de tipo RAM son generalmente grandes en tamaño en relación con diámetro interior del manguito, en comparación con otros diseños de cilindros. Esto permite la utilización de carneros en los circuitos donde las cargas pesadas requieren soporte mecánico del vástago del cilindro (figura 4.16).

F

igura 4.16 cilindros de simple efecto o carneros.

La salida de la fuerza en el cilindro de pistón durante la extensión es una función del área del pistón y la presión del sistema, mientras que la velocidad de accionamiento puede ser determinada por área del pistón y la entrega del sistema.


A

cilindro que tiene la capacidad de permitir que la presión hidráulica para actuar sobre ambos lados del pistón del cilindro se conoce como un cilindro de doble efecto. En el cilindro de una sola varilla de doble efecto, el área efectiva para la transmisión de potencia se reduce durante la retracción por la reducción del área del pistón debido a la varilla está conectado. El área anular, como se conoce, puede determinarse restando el área de sección transversal de la varilla de la zona del pistón. El efecto neto es que bajo una carga especificada y en una entrega constante, este cilindro requerirá más presión para operar en la retracción de extensión. Sin embargo, el aumento de la velocidad es evidente en la retracción en comparación con la extensión debido a la reducida área efectiva (Figura 4.17).

Figura 4.17 varilla final individual, cilindro de doble efecto.


T

él cilindro de doble efecto doble varilla tiene varillas que se extienden a través de las dos tapas unidas a ambas caras del pistón del cilindro. Los diseños estándar llaman para ambos vástagos de los cilindros sean del mismo diámetro (Figura 4.18). Por lo tanto, bajo una carga específica y la entrega constante, este cilindro funcionará con la misma velocidad y presión tanto sobre la extensión y retracción. Este tipo de cilindro puede ser utilizado para mover y posicionar una mesa de alimentación para una operación de mecanizado. En esta aplicación, las barras extremas no sólo sirven para transmitir energía sino también para activar otros controles que cambian automáticamente la dirección al final de la carrera. En otra aplicación, las barras de terminales pueden ser utilizados como un mecanismo de detección en combinación con otros hidráulico, neumático, o dispositivos electrónicos para localizar y posicionar una mesa de alimentación con precisión.

Figura 4.18 varilla final doble, cilindro de doble efecto.


Cojines cilindro (figura 4.19) se instalan a menudo en uno o ambos extremos de un cilindro para ralentizar el movimiento del pistón cerca del final de su carrera para evitar el pistón de martilleo contra la tapa de extremo. La figura muestra los elementos básicos: émbolo, en el orificio amortiguador ajustable y una válvula de retención. Esta configuración de cojín se utiliza cuando el cilindro está retrayendo.

Figura 4.19 cojines Cilindro, retráctil varilla.

Figura 4.20 muestra la construcción cuando la varilla está extendiendo. En esta situación, si el tornillo de ajuste se cierra, es posible generar una presión mayor que el ajuste de alivio del sistema.

Figura 4.20 cojines Cilindro, varilla que se extiende.


El cilindro telescópico es un carnero de diseño especial que permite un recorrido máximo de extensión de una manga en escorzo. Está construido de una serie de mangas de tipo varilla se instalen en la camisa de cilindro. En funcionamiento, el manguito de varilla que tiene el área de sección transversal más grande efectiva se extenderá primero bajo presión. La presión intentará elevarse dentro del circuito de carga lineal para superar encontró. A medida que aumenta la presión, se alcanzará un valor necesario para superar las cargas utilizando un área más grande antes de que un área más pequeña. después de esta manga de varilla se haya extendido completamente, los otros manguitos de varilla se extenderán en orden descendente de área de sección transversal. El efecto neto será una carrera total casi igual en longitud a la longitud de las camisas de cilindro multiplicado por el número de manguitos de varilla.

Bajo una carga dada, el cilindro telescópico requerirá incrementalmente creciente presión para causar el desplazamiento resultante de la reducción en el área eficaz de cada manga varilla. Además, cuando se suministra con una entrega constante, el cilindro telescópico se extenderá con el aumento de la velocidad, ya que cada manguito de varilla disminuye en capacidad volumétrica. Como la velocidad se puede expresar como velocidad de suministro dividida por el área, la velocidad aumentará a medida que el área disminuye. (Figura 4.21).

F

igura 4.21 cilindro telescópico.


El segundo tipo de actuador hidráulico es el motor hidráulico, que se da su nombre debido a que es un accionador hidráulico de rotación. El motor hidráulico se asemeja a la bomba hidráulica. La principal diferencia es que una bomba se aplica presión al fluido hidráulico, mientras que un motor recibe la presión del fluido. Esta presión provoca la rotación del motor. El motor girando a continuación se desarrolla un par motor, proporcionando un movimiento de rotación continua. Los tipos comunes de motores son el motor del engranaje, el motor de aletas, y el motor de pistón.


El motor de engranaje es similar a la bomba de engranajes. Cuando el fluido se bombea en la entrada del motor de engranaje, los engranajes están activadas por el flujo del fluido hidráulico. El fluido se lleva alrededor del exterior de la caja, fluye hacia fuera del puerto exterior, y devuelve al tanque (Figura 4.22). La identidad de los puertos de entrada y salida de la mayoría de los motores de engranajes es arbitraria. Si el fluido se bombea en el puerto de salida, el motor girará en la dirección opuesta.

Uno de los engranajes en el motor de engranajes está conectado a un eje, y el eje acciona la carga. El símbolo esquemático para un motor de engranajes también se muestra en la figura. Este símbolo es el mismo que el de una bomba de engranajes a excepción de la punta de flecha (los puntos de la punta de flecha hacia fuera para que la bomba y hacia el interior para un motor).

Figura 4.22 motor del engranaje.

ii) Vane Motor

Otro motor hidráulico común es el motor de aletas. El motor de paleta es muy similar a la bomba de paletas. El fluido se bombea en el motor. El área expuesta de las paletas es mayor en la parte superior del motor. Puesto que el área expuesta al flujo de fluido es mayor cerca de la parte superior de la bomba, la fuerza es también mayor. La fuerza contra las paletas acciona el motor. El rotor está conectado a un eje, y el eje está conectado a la carga (Figura 4.23 Robert). El símbolo esquemático para un motor de paleta es la misma que para un motor de engranajes.

Figura 4.23 Vista seccional de un motor de aletas con pasajes de presión.


Otro tipo común de motor hidráulico es el motor de pistón. Es similar a la bomba de pistones de caudal variable (Figura 4.24). Algunos motores de pistón tienen la capacidad de ser invertida sin invertir la entrada y la salida. Para invertir la dirección de un motor de pistón, la placa oscilante se puede inclinar centro pasado. Cuando la placa oscilante se inclina en una dirección el motor gira en una dirección, y cuando se inclina en la otra dirección se invierte la dirección del eje. El símbolo esquemático para un motor de pistón también se muestra en la Figura 4.24.

Figura 4.24 motor de pistones axiales en línea.


A

tro tipo muy común de actuador de giro es el actuador de cremallera y piñón (Figura 4.25). El actuador de cremallera y -pinion da par uniforme en ambas direcciones. También tiene la ventaja de ofrecer un alto par. Puede ser operado a una velocidad baja y sin la necesidad de engranaje de reducción adicional. Estas ventajas hacen que sea una excelente opción para la alimentación de la rotación de la base de un robot.

Figura 4.25 rack y piñón de accionamiento.

LECCIÓN 5.

INTRODUCCIÓN A electroneumático / ELECTRO-HIDRÁULICO INTERFAZ



Consulte AT 225, microprocesador TLR






5.2.1 Transistores

Consulte El.T 214 TLR o cualquier libro de texto Electrónica

5.2.2 FETS


5.2.3 UJT


5.2.4 BJT


5.2.5 SCR


5.2.6 TRIACS




5.2.8 MOV






Puesta a tierra aislada es una técnica utilizada cuando los motivos de diferentes los componets eléctricos no están conectados en un punto. Este método de puesta a tierra permite la formación de bucles de tierra.


En el punto común de conexión a tierra, todos los conductores de tierra se terminan en un punto común, por lo tanto, no hay bucles de tierra pueden ocurrir entre diferentes dispositivos elctrical.


5.4.1 relés Reed

Consulte EN 132 y EN 232 TLRs


Consulte EN 132 y EN 232 TLRs


Consulte EN 132 y EN 232 TLRs.


5.5.1 galvánico

Separación galvánica utiliza relés para aislar el controlador del proceso. La salida del controlador está conectado a la bobina del relé y los dispositivos de campo de proceso (solinoids) están conectados a los contactos de los relés. Si se produce un cortocircuito o un pico de voltaje en el dispositivo de campo al controlador no se ve afectada.

5.5.2 óptico

Aislamiento óptico utiliza Opto-acopladores en lugar de relés para el aislamiento del controlador del proceso.

5.5.3 Opto22

Opto22 aislamiento es una forma de aislamiento óptico, pero los dispositivos Opto22 estándar se utilizan en la interfaz.

ACCC / Semiótica Consultoría

12 1999

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