INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD GUZMAN

INGENIERÍA MECÁNICA

AUTOMATIZACIÓN

Profesor: ING. JULIO CESAR DÍAZ RUÍZ

PRÁCTICA 1.- RECONOCIMIENTO DE EQUIPO HIDRAULICO DE Y

NEUMATICO DEL LABORATOTIO DE ING MECÁNICA.

Alumnos:

AGUAYO MEJIA ARMANDO DE JESUS

BEDOY RUVALCABA MIGUEL ANGEL

FLORES JACOBO JOSE ENRIQUE

RIOS ARAUJO BRENDA TERESITA

José Yovani Magaña Delgado

RIVERA ARIAS JUAN MANUEL

CONTRERAS LAUREANO MANUEL ANTONIO

PRACTICA 1: RECONOCIMIENTO DEL EQUIPO HIDRAULICO Y NEUMATICO DE

LABORATORIO E INVENTARIO.

OBJETIVO: conocer los materiales hidráulicos y neumáticos con los que cuenta el

laboratorio, levantar un inventario y saber con qué material se cuenta esto para realizar

prácticas posteriores.

INTRODUCCION:

El conocimiento de los sistemas hidráulicos y neumáticos resulta esencial para su estudio

y aplicación, saber cuáles son aquellos con los que se cuenta en el laboratorio permitirá

una mejor identificación de ellos en las prácticas posteriores, además de permitir la

familiarización con los símbolos utilizados ya que deberán ser investigados.

METODOLOGIA.

Se procede a extraer los diversos elementos que lo integran, realizando la inspección,

reconocimiento y anotación pertinente.

ACTUADORES

Un actuador es un elemento que permite convertir la energía hidráulica del fluido

en energía mecánica. La cantidad de energía depende del caudal, de la presión de trabajo

y del rendimiento del actuador. Hay tres tipos básicos de actuadores:

- Lineal: cilindros.

- Rotativo (limitado): cilindro rotativo, motor oscilante.

- Rotativo (continuo): motor.

CILINDROS.

CILINDROS.

Simple efecto Doble efecto

A. Cilindro buzo sin retorno por muelle.

B. Cilindro buzo con retorno por muelle.

C. Cilindro para compresión con/sin retorno por muelle.

D. Cilindro par tracción con/sin retorno por muelle.

E. Cilindro telescópico.

F. Cilindro de doble efecto con vástago simple.

G. Cilindros de doble efecto con vástago pasante.

H. Cilindros de doble efecto con vástago doble.

I. Cilindro rotativo oscilante de tipo pistón.

J. Cilindro rotativo oscilante de tipo paleta.

Cilindros de simple efecto.

En este tipo de cilindros, el aceite entra por un lado del émbolo, por lo que solo

puede transmitir esfuerzo en una dirección. El retroceso puede conseguirse por el peso

propio del cilindro, por la acción de un muelle o por una fuerza exterior.

Cilindro buzo.

En este tipo de cilindros, el volumen de aceite que entra en el cilindro coincide con

el volumen del vástago. Necesitan guiado en la zona de salida del vástago del cilindro.

A B C D E F G H I J

Cilindro de simple efecto para compresión (o para tracción).

Necesitan un buen mecanizado de la superficie interior del cilindro y un buen

sellado de la zona de contacto entre el vástago y el cilindro. Las fugas de aceite deben ser

recogidas con una línea de drenaje.

Cilindro telescópico.

Cuando el cilindro avanza, se mueven todas las secciones hasta que la exterior se

extiende completamente; a continuación avanzan el resto de secciones hasta la última

que es la interior. Si el caudal es constante, la velocidad de avance aumenta cada vez que

se bloquea una sección. Si la presión de suministro es constante, la fuerza que puede

ejercer el cilindro disminuye cada vez que se bloquea una sección. También existen

cilindros telescópicos de doble efecto.

Cilindros de doble efecto.

En este tipo de cilindros, el aceite puede entrar por los dos lados del émbolo, pero

debido a la presencia del vástago, las superficies de contacto entre embolo y fluido

pueden ser distintas. Si las superficies son distintas, pueden transmitir esfuerzo en las dos

direcciones.

Cilindro rotativo oscilante de tipo pistón.

Se pueden utilizar dos cilindros, uno para el avance y otro para el retroceso. Aunque son

posibles varias revoluciones completas, el rango habitual es del orden de una vuelta. Se

suelen utilizar amortiguadores ("cushion") y topes ("stroke adjuster") para limitar el

movimiento. Hay que drenar el aceite que se fuga entre el émbolo y el cilindro.

Cilindro rotativo oscilante de tipo paleta.

Consiste en una o dos paletas conectadas a un eje de salida que gira cuando se aplica

aceite a presión sobre una de las caras de las paletas. Un cilindro de una paleta está

limitado a un ángulo de rotación de 320º y un cilindro de dos paletas está limitado a 150º.

BOMBAS.

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía

(generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía del fluido

incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de

líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al

incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas

ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para

incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover

el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

Tipos de bombas

Bombas de desplazamiento positivo o volumétrico, en las que el principio de

funcionamiento está basado en la hidrostática, de modo que el aumento de presión se

realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen. En este tipo de

bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o

cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétricas. En caso de poder

variar el volumen máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese

volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez

este tipo de bombas pueden subdividirse en

Bombas de émbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos

fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas

máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se

realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo

de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba

pistones de accionamiento axial.

Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas, en las que una masa fluida es

confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de

baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de

este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de

engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica.

Bombas rotodinámicas, en las que el principio de funcionamiento está basado en el

intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando la

hidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con álabes que giran

generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido

es continuo. Estas turbomáquinas hidráulicas generadoras pueden subdividirse en:

Radiales o centrífugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria

perpendicular al eje del rodete impulsor.

Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una

trayectoria contenida en un cilindro.

Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección

entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete.

Bomba aspirante

En una "bomba aspirante", un cilindro que contiene un pistón móvil está conectado con el

suministro de agua mediante un tubo. Una válvula bloquea la entrada del tubo al cilindro.

La válvula es como una puerta con goznes, que solo se abre hacia arriba, dejando subir,

pero no bajar, el agua. Dentro del pistón, hay una segunda válvula que funciona en la

misma forma. Cuando se acciona la manivela, el pistón sube. Esto aumenta el volumen

existente debajo del pistón, y, por lo tanto, la presión disminuye.

Cebado de bombas rotodonamicas.

Para el correcto funcionamiento de las bombas rotodinámicas se necesita que

estén llenas de fluido incompresible, es decir, de líquido, pues en el caso estar llenas de

fluido compresible (cualquier gas como el aire) no funcionarían correctamente.

El cebado de la bomba consiste en llenar de líquido la tubería de aspiración succión

y la carcasa de la bomba, para facilitar la succión de líquido, evitando que queden bolsas

de aire en el interior. Al ser necesaria esta operación en las bombas rotodinámicas, se dice

que no tienen capacidad autocebante. Sin embargo, las bombas de desplazamiento

positivo son autocebantes, es decir, aunque estén llenas de aire son capaces de llenar de

fluido el circuito de aspiración.

Sellado de bombas.

Las bombas precisan de sellos hidráulicos para impedir que los fluidos que están siendo

impulsados salgan al exterior de la máquina a través de la vía de transmisión de

movimiento desde el motor a los internos móviles de la bomba.

En el campo del refino de petróleo y de la petroquímica existen sellos mecánicos de

bombas estandarizados por API (American Petroleum Institute) que, aunque se trata de

una asociación estadounidense, son de aplicación en todo el mundo. Cada tipo de sello

recibe el nombre de PLAN API. Estos sellos pueden ser simples o dobles y, además,

pueden disponer o no de un sistema de refrigeración.

También existe una clasificación de sellos de bombas según ANSI.

COMPRESOR.

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la

presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como gases y los

vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido

en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él

convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética

impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a

diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya

que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y,

generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores,

los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o

temperatura de manera considerable.

Utilización:

Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la

ingeniería y hacen posible nuestro modo de vida por razones como:

Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración y se encuentran en cada

refrigerador casero.

Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo es el Ciclo

Brayton.

Se encuentran en el interior de muchos motores de avión, como lo son los

turborreactores, y hacen posible su funcionamiento.

Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, los

cuales mueven fábricas completas

Tipos de compresores:

Clasificación según el método de intercambio de energía:

Hay diferentes tipos de compresores atmosféricos, pero todos realizan el mismo

trabajo: toman oxígeno de la atmósfera, lo comprimen para realizar un trabajo y lo

regresan para ser reutilizado.

El compresor de desplazamiento positivo. Las dimensiones son fijas. Por cada movimiento

del eje de un extremo al otro tenemos la misma reducción en volumen y el

correspondiente aumento de presión (y temperatura). Normalmente son utilizados para

altas presiones o poco volumen. Por ejemplo el inflador de la bicicleta. También existen

compresores dinámicos.

El compresor de émbolo: es un compresor atmosférico simple. Un vástago impulsado por

un motor (eléctrico, diésel, neumático, etc.) es impulsado para levantar y bajar el émbolo

dentro de una cámara. En cada movimiento hacia abajo del émbolo, el oxígeno es

introducido a la cámara mediante una válvula. En cada movimiento hacia arriba del

émbolo, se comprime el oxígeno y otra válvula es abierta para evacuar dichas moléculas

de oxígeno comprimidas; durante este movimiento la primera válvula mencionada se

cierra. El oxígeno comprimido es guiado a un tanque de reserva. Este tanque permite el

transporte del oxígeno mediante distintas mangueras.

Alternativos o reciprocantes: utilizan pistones (sistema bloque-cilindro-émbolo como los

motores de combustión interna). Abren y cierran válvulas que con el movimiento del

pistón aspira/comprime el gas. Es el compresor más utilizado en potencias pequeñas.

Pueden ser del tipo herméticos, semiherméticos o abiertos. Los de uso doméstico son

herméticos, y no pueden ser intervenidos para repararlos. Los de mayor capacidad son

semiherméticos o abiertos, que se pueden desarmar y reparar.

Rotativo de paleta: en los compresores de paletas la compresión se produce por la

disminución del volumen resultante entre la carcasa y el elemento rotativo cuyo eje no

coincide con el eje de la carcasa (ambos ejes son excéntricos). En estos compresores, el

rotor es un cilindro hueco con estrías radiales en las que las palas (1 o varias) comprimen y

ajustan sus extremos libres interior del cuerpo del compresor, comprimiendo así el

volumen atrapado y aumentando la presión total.

Rotativo-helicoidal (tornillo, screw): la compresión del gas se hace de manera continua,

haciéndolo pasar a través de dos tornillos giratorios. Son de mayor rendimiento y con una

regulación de potencia sencilla, pero su mayor complejidad mecánica y costo hace que se

emplee principalmente en elevadas potencias, solamente.

Rotodinámicos o turbomáquinas: utilizan un rodete con palas o álabes para impulsar y

comprimir al fluido de trabajo. A su vez éstos se clasifican en axiales

VÁLVULAS PARA NEUMÁTICA

A las válvulas se les denomina como los elementos de señalización y mando

modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo.

Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la

dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o

almacenada en un depósito (norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del

CETOP).

Las válvulas neumáticas tienen una gran importancia dentro del mundo de la

neumática. Por este hecho, se ha diseñado una sección solamente para tratar de ellas.

Lubricación de equipo específico.

Los compresores reciprocantes requieren lubricación de las paredes de los

cilindros, empaques y cojinetes. Las temperaturas en las paredes de los cilindros son

badtante elevadas, por lo que debe suministrarse una viscosidad suficiente y se prefieren

aceites de ISO VG de alrededor de 68 a 320.

Como puede encontrarse condensación de agua, está indicado el inhibidor de

herrumbre junto con el de oxidación. El problema principal en la operación, en relación

con el lubricante es la producción de depósitos carbonosos en las válvulas y en la tubería.

Esto puede interferir seriamente con la operación de las válvulas y puede dar lugar a

incendios y explosiones desastrosos. Es esencial elegir un aceite con una tendencia

mínima a formar estos depósitos.

Las partes críticas que deben lubricarse en los sistemas hidráulicos incluyen

bombas, motores y válvulas. Si se hacen funcionar con la carga nominal, ciertas bombas y

ciertos motores son muy sensibles a la calidad lubricante del fluido hidráulico. Si el fluido

no es el adecuado en este sentido, se presenta un desgaste prematuro, lo que conduce a

un funcionamiento errático del sistema hidráulico.

Para uso en interiores, es mejor seleccionar aceites hidráulicos con fórmula

especial y contra el desgaste. Éstos contienen inhibidores de la herrumbre y la oxidación y

también aditivos contra el desgaste, y proporcionan un buen rendimiento global dentro

de los límites ISO VG 32 a 68.

En lenguaje internacional, el término "válvula" o "distribuidor" es el término

general de todos los tipos tales como válvulas de corredera, de bola, de

asiento, grifos, etc. n Según su función se subdividen:

Válvulas de vías o distribuidoras

Válvulas de caudal

Válvulas de bloqueo

Válvulas de cierre

Válvulas de presión.

1-Como su propio nombre lo indica son ls encargadas de distribuir el aire comprimido en

los diferente actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros

2-Aquí nos encontramos con las válvulas que regulan el caudal, y las válvulas que regulan

la presión.

3-Son válvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan

ciertas condiciones en el circuito.

4-Permiten el flujo del aire pase a traves de esta en una sola dirección, su combinación

con elementos de estrangulación o varias entradas permiten flexibilidad en el momento

del diseño de un circuito.

5-Estas válvulas influyen principalmente sobre la presión, o están acondicionadas al valor

que tome la presión. Presiones altas: grandes caídas de presión y desgaste componentes.

Presiones pequeñas, rendimiento malo

Se distinguen:

Válvulas de regulación de presión

Válvulas de limitación de presión

Válvulas de secuencia

ACEITES LUBRICANTES

La tribología puede definirse como la ciencia y la tecnología de las superficies

interactuantes que se encuentran en movimiento relativo, incluyendo los fenómenos de

fricción, desgaste y lubricación. La lubricación se refiere a la modificación de las

características relativas a la fricción, y a la reducción del daño y el desgaste en la superficie

de los sólidos, al moverse uno en relación con el otro. Cualquier cosa que se introduzca

entre dos superficies de ese tipo para realizar lo antes mencionado se llama lubricante.

Aunque las sustancias de uso más frecuente como lubricantes han sido aceites o

grasas, pueden ser adecuados muchos otros materiales de naturaleza muy diferente. Los

sólidos y los fluidos (aire u otros gases y también líquidos) se emplean como lubricantes. El

lubricante desempeña, con frecuencia funciones múltiples: puede ser un medio de

transferencia de calor, protector contra la herrumbre y la corrosión, sellador o para

arrastrar los contaminantes.

Los lubricantes se fabrican a fin de que tengan ciertas características específicas,

que se pueden definir en términos de propiedades físicas o químicas, o por su

comportamiento.

Lubricantes líquidos. Aunque hay muchos líquidos, incluso el agua, que se pueden

usar como lubricantes, los de uso más frecuente son los que se basan en fracciones de

petróleo refinado o en fluidos sintéticos. Los lubricantes líquidos de petróleo son los de

uso más extenso, debido a su adaptabilidad general a la mayoría de los equipos existentes

o por su disponibilidad a un costo moderado, o por ambas cosas.

Los tipos principales de petróleo crudo son: parafínico y nafteínico, términos que

se refieren a la estructura molecular de los componentes preponderantes. Se suele

preferir como lubricantes a los petróleos parafínicos, aun cuando los nafteínicos

conservan un lugar importante en ciertas aplicaciones.

La International Standards Organization ha publicado un sistema para designar los

grados de viscosidad de los aceites industriales y la ASTM lo ha aceptado. Como se

establece en la ASTM D2422, cada grado es específica por ISO VG, seguido por un número

que es la viscosidad cinemática nominal, en cSt, a 40°C, en incrementos del 50% poco más

o menos.

Lubricantes sólidos.

Es una película delgada constituida por un sólido o una combinación de sólidos

introducida entre dos superficies en rozamiento con el fin de modificar la fricción y el

desgaste. El funcionamiento de mecanismos sometidos a temperaturas, presiones y

ambientes severos, en los cuales los fluidos orgánicos no son adecuados, ha promovido el

perfeccionamiento de lubricantes sólidos.

Aceites animales, vegetales y de pescado.

Los aceites grasos se obtienen a partir de la extracción de los aceites de muchas

fuentes vegetales (semilla de algodón, palmeras, semilla de ricino, etc.,) o bien de la grasa

de animales domésticos (manteca, sebo) y también el pescado. Estos aceites grasos tienen

composiciones y propiedades físicas diferentes que dependen de su fuente, pero su

característica común se basa en su estructura química glicérida, en oposición a la

estructura de hidrocarburos común a los aceites del petróleo.

Grasas. Las grasas lubricantes se forman al dispersar un agente espesador en un

lubricante líquido. Pueden utilizarse ingredientes adicionales con el fin de lograr

propiedades especiales. Los jabones son los espesadores más comunes. Y también se

emplean jabones complejos, pigmentos, arcillas modificadas, productos químicos (como la

poliurea) y polímeros, solos o en combinación.

SIMBOLOGIA.

NORMAS BAJO LAS CUALES LOS SIBOLOS HAN SIDO NORMALIZADOS:

LA NORMA ISO 1219-2 PARA NEUMATICA Y LA 1219-1 PARA HIDRAULICA.

INVENTARIO.

EL NUCLEO DE HIDRAULICA

Orificios 6

Canales 1

Válvulas de retención y cierre 21

Válvulas de 45 grados (de cierre rápidos) 10

Bombas centrifugas 3

Turbina pelton y francis 1

Manómetros

MODULOS EDIBON.

Válvulas de 45 grados (cierre rápido) 19

Válvulas de retención de obturador ascendente 1

Mangueras de alta presión 2

CICLO RANQUINE.

Regulador de gas 1

Manómetro 1

Válvulas de admisión 1

Generador 1

Medidor de nivel 1

ENTRENADOR HIDRAULICO

BANCOS DE PRUEVAS A LUBRICANTES.

Bombas centrifugas 2

Válvulas de 45 grados (cierre rápido) 6

Válvulas de retención de obturador ascendente 1

Válvulas de retención y cierre 1

Tanque de 60 litros de aceite 1

Manguearas para altas presiones 2

MODULO DE LEYVA

Cilindro con resorte de retorno (pistón neumático) 1

Des humificador del aire 1

Manómetros 1

SUICHES DE BOTONES DE PRESIÓN.

Rele de retardo 1

Swiches accionados por presión 1

ELECTRO-HIDRAULICA BASICA

Switch de límite 1

Conexiones de uniones hidráulicas 1

Medidor de nivel de aceite 1

Válvula ajustable piloto presurisable 1

Salidas de presión 1

Válvulas de control direccional de solenoide 3/2 1

Válvulas de control direccional solenoide-solenoide de ¾ 1

Mangueras de alta presión 1

MODULO DE HIDRAULICA BASICA.

Cilindro de doble acción 1

Restrictor de válvula 1

Válvula restructura de un sentido 1

Cilindro de doble acción diferencial 1

TSI (technical sistem inc)

Múltiple de tres bocas 1

Múltiple de cuatro bocas

1

Válvula checadora 2

Válvula de control de flojo

1

Acumulador

1

Válvula direccional de control de tres posiciones, centro cerrado 1

Válvula de control de flujo con compensación para presión con retención incorporada 1

Válvula de control de flujo sin compensación para presión con retención incorporada 1

Medidor de flujo 1

Válvula reductora de presión 1

Válvula de secuencia 1

Válvula direccional de cuatro vías, dos posiciones manejadas por piloto 1

Válvulas hidráulicas de un solenoide 1

Válvulas hidráulicas de dos solenoides 1

Válvulas neumáticas de dos solenoides 1

Suiche de límite accionado por rollete 1

Cilindro con resorte de retorno 1

Cilindro de doble acción 1

Válvula de alivio manejada por un piloto 1

COMPRESORES RECIPROCANTES DE SIMPLE AXIÓN.

Compresores 3

CADA UNO CUENTA CON

Un filtro

Un presostáto

Un motor eléctrico

Una purga

Un tanque o depósito