Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Obsérvese el pilotaje externo
Obsérvese el pilotaje externo
Obsérvese el pilotaje externo
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Válvula reguladora de caudal de 2 vías
preconectada
Compensador de presión
Fc0
Distribuidor selector de velocidad del
cilindro
Cilindro Fc1
Distribuidor selector de puesta a Presión
Presostato
Detector de carga
Distribuidor de mando del cilindro.
Bomba de paletas de caudal variable
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Para facilitar los cálculos en la aplicación didáctica que estamos planteando diremos que: QBMAX.= 60 l/mS0= 100 cm2 ; S1= 50 cm2
De igual forma, para simplificar, consideraremos:P tramo de tubería (60 l/m)= 1 barComponentes NG 10P con 15 l/m = 0,4 barP con 30 l/m = 0,6 barP con 60 l/m = 1 barP con 120 l/m = 4,5 barLos rendimientos mecánicos del cilindro principalRm salida rápida = 0,85Rm salida normal = 0,85Rm entrando = 0,85La carga que se desea arrastrar es absolutamente variable de mínima carga de 20000 N., a máxima de aproximadamente 100000 N.La velocidad regulada que se desea en este caso: 0,05 m/s
Bomba de paletas de caudal variable
Válvula reguladora de caudal de 2 vías
preconectada
Compensador de presión
Fc0
Distribuidor selector de velocidad del
cilindro
Cilindro Fc1
Distribuidor selector de puesta a Presión
Presostato
Detector de carga
Distribuidor de mando del cilindro.
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Al poner en marcha la bomba, se activa el compensador de presión a mínima presión centrando la carcasa de las paletas y dejando el caudal de la bomba a lo justo y necesario para tal activación.
Puesta en Marcha del Conjunto Impulsor Motor-BombaFc0 Fc1
Y3
Y2
Y1
Compensador de presión activado
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Disponemos de una bomba de caudal variable de paletas que, en el reposo del cilindro, da el caudal junto para mantener activado el compensador de presión a una mínima presión. Así como de 3 distribuidores, uno para el mando del cilindro, otro como selector de velocidad rápida o lenta regulada, y otro para poner a presión el sistema cuando se inicie el trabajo.Se dispone también de un Presostato cuya finalidad principal es detectar la carga y hacer entrar el distribuidor selector de velocidad. Al hacerlo, a través del pilotaje externo, se adecuará la presión a la que se active el compensador de la bomba para que la presión previa a la reductora del regulador de caudal PT, siempre sea la misma, haciendo variar la presión manométrica PM según varíe la carga. Si bien esta presión está limitada por la válvula de máxima tarada, como veremos más tarde, a 145 bar, mientras que la PT la tararemos a 25 bar.Se da la orden de salida rápida del vástago al accionar el pulsador de marcha y estar FC0 y no estar FC1
Puesta en Marcha del Conjunto Impulsor Motor-BombaFc1
Distribuidor de mando del cilindro.
Bomba de paletas de caudal variable
Válvula reguladora de caudal de 2 vías
preconectada
Compensador de presión activado
Cilindro
Distribuidor selector de puesta a Presión
Presostato
Detector de carga
Distribuidor selector de velocidad del
cilindro
Y1
Y3
Y2
Fc0
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Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Se Da la Orden de Salida de Vástago – Excitación de Y3 e Y2
Se excitan entonces las bobinas Y3 e Y2Como consecuencia se activa el taraje de la presión del compensador PVS= 150 bar. y , puesto que la presión es más baja, este se desactiva. Mientras la válvula PT permanece completamente cerrada al tener su pilotaje a tanque. De esa forma la bomba comienza a impulsar todo su caudal al sistema, lo que hará que comience a salir el cilindro con la salida rápida propia del sistema regenerativo.
Y3=1
QB
El compensador de presión deja de estar activo al establecerse un nuevo taraje de la
presión
Fc0 Fc1
Y2=1
Y1
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Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)El Cilindro Sale con Velocidad Rápida en la Aproximación
El cilindro comienza a salir con una velocidad rápida al ser un circuito regenerativo. Además, al ser el cilindro de =2, su velocidad será el doble de la normal si no fuera circuito regenerativo.
Q1=60
m/s. 0,2600120
S6Q2v
Q2Q2
Q2
QQQ
QQQQQ
2SS
0
BSR
B0
000B
B0
B10
1
0
Q0=120
QB=60
Vsr=0,2
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Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
Al no haber carga la presión es debida a las perdidas de carga y a las fuerzas de rozamiento de las juntas.Analicemos las perdidas de carga con Q1 = 60Q0=120 y QB=60 l/m
bar. 02Pbar. 023PP ; bar. 23 P
2P,5113P P
bar. 2P 5,8P ; bar. 5,8
2PP
P P
bar. 5,825,42PPPbar. 3111PPP
TOTAL
1M1
1M1
1M
1M
10
0MM
M11
Las fuerzas de rozamiento de las juntas, en este movimiento regenerativo sin carga, pueden estimarse en: 2200 N. Por lo que:
bar. 24 24,4024,4PPP
bar. 4,4S10
2200P
TOTALFRJM
VFRJ
Vsr=0,2
PM=24
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Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
PT=25
Al topar con la Carga la presión sube y se excita el presostato PS1 que excita la bobina Y1.Como consecuencia el caudal Q1 se direcciona hacia el regulador de caudal que pretende establecer una velocidad en el cilindro de 0,05 m/s. Es decir: l/m. 150,05506vS6 QQ REG.1REG.1
Como el circuito regenerativo se ha deshecho y el sistema admite solo 30 l/m de los 60 l/m que es capaz de suministrar la bomba. El compensador de presión se activa a la Presión PM que haga mantener la presión de PT=25 bar. a la entrada de la válvula reguladora de caudal, para ajustar el caudal variable de la bomba QVB: l/m. 30 152Q QQ 1VB0
Q1=15
Y3=1
Q0=30
QB=30
Vr=0,05
Y2=1
Y1=1
PVS
Hemos ajustado la presión a la entrada del regulador en 25 bar.
bar. 251312PPPP
T
RIT
PS1
PM=24
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Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
PS1=30
Se cumplirá la ecuación de esfuerzos del cilindro:
bar. 381,385,06,05,0 5,36P
bar. 5,36135,232126
85,00101020000P
M
0
Puesto que hemos ajustado la presión a la entrada del regulador en 30 bar.
bar. 26 9,2525,04,025,01312PPPPP
1
1RI1
Tendríamos entonces:
0
11
M0
10 ; 11
M
100
SSP
RS10LPSP10
RLSP10
Por lo que perfectamente podría ser:
bar. 30Ps1
Y1 =1
Y4=1
Q1=15
QB=30
Vr=0,05Si consideramos que la carga es la mínima de 20000 N.:
PT=25 PVS
PM=38
P1=26
P0=36,5
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
Se cumplirá la ecuación de esfuerzos del cilindro:
bar. 1322.1325,06,05,0 6,130P
bar. 6,130136,1172126
85,001010100000P
M
0
Y como hemos ajustado la presión a la entrada del regulador en 30 bar.
bar. 26 9,2525,04,025,01312PPPPP
1
1RI1
Tendríamos entonces:
0
11
M0
10 ; 11
M
100
SSP
RS10LPSP10
RLSP10
Por lo que perfectamente podría ser:
bar. 145PVS
Y1 =1
Y4=1
Q1=15
QB=30
Vr=0,05Si por el contrario la carga que arrastra el cilindro es la máxima de 100000 N.:
PT=25 PVS=145
PS1=30
PM=132
P1=26
P0=130,6
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Finalizando la Velocidad Lenta – Estando Y1, Y2 e Y3
El hecho de ir cambiando el taraje del compensador de presión según la carga manteniendo P1 constante a través del taraje de la válvula PT, nos permite no tener muchas perdidas de potencia y, en contra de lo que suele ocurrir con las variaciones de la carga en las regulaciones de caudal de tipo de salida para la salida del vástago, en nuestro caso la presión P1 permanece constante.Y1 =1
Y4=1
Q1=15
QB=30
Vr=0,05
PT=25 PVS=145
PS1=50
bar. 26 9,2525,04,025,01312PPPPP
1
1RI1
PM=132
P1=26
P0=130,6
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Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:
1
0
V0
UTBV10
UTBVV
UTBV0
REG1RVUTBV0
PSPMNE
UTBV0E
REG1PS
RVPM
RVN
PRm1
S10LP
600QP
Rm1
1000S6
QL
600QP
600QP
Rm1
1000vL
600QP
WWWW
600QPW
600QPW
)1Rm1(
1000vLW
1000vL W
WN
WPMWPS
WE WN
WE WPS
WPM WN=POTENCIA DE NECESIDADES
WPM=POTENCIA PERDIDA MECÁNICAMENTE
WPM=POTENCIA PERDIDA CON EL CAUDAL DE SALIDA
WPM=DE ENTRADA
P0
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Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:
53,09,1
1WWR
Kw 9,1600
3038W
Kw 11000
05,000002W
bar. 3838,11,636,5PPP
36,5135,232
260,85
100110
20000P
PRm1
S10LP
UTB
NUT
UTB
N
00N.) M(20000
N.) 0(20000
1
0
V0
WN
WPMWPS
WE WN
WE WPS
WPM
CARGA = 20000 N.
P0=36,5
PM=38
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:
76,06,6
5WWR
Kw 6,6600
30132W
Kw 51000
05,0000001W
bar. 321,13211,6,5301PPP
5,130136,1172
260,85
100110
100000P
PRm1
S10LP
UTB
NUT
UTB
N
00N.) M(100000
N.) 0(100000
1
0
V0
WN
WPMWPS
WE WN
WE WPS
WPM
CARGA = 100000 N.
P0=130,5
PM=132
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Entrada del Cilindro – Excitación de Y5
Al llegar sobre el final de carrera FC1 y no estando FC0 se excita la bobina Y4 desexcitándose todas las demás.El caudal de la bomba va a la cámara anular y el de la cámara llena se dirige a tanque.Q1=60Q0=120
QB=60
l/m 1202,01006vS6Q
m/s. 0,230060
50660
S6Qv
E00
1
BE
VE=0,2
Y4=1
Y1 =0
Con el pilotaje a tanque la válvula
PT está totalmente
cerrada
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Entrada del Cilindro
Al bajar la presión por ir sin carga el compensador de presión no se activa.Analizando las perdidas de carga:
VE=0,2
bar. 203173 PP bar. 178,52PP
bar. 5,825,42PPPbar. 3111PPP
1TOTAL
01
M00
1M1
Las fuerzas de rozamiento de las juntas, en estas condiciones del movimiento de entrada sin carga, pueden estimarse en: 3200 N. Por lo que:
bar. 5,8Pbar. 233 26P
bar. 26P
0
1
M
Lo que nos da unas presiones de:
bar. 26 26,4026,4PPP
bar. 4,6S10
3200P
TOTALFRJM
1FRJ
PM=26
P1=23
P0=8,5
Y4=1
Con el pilotaje a tanque la válvula
PT está totalmente
cerrada
Y1
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Fin de la Entrada del CilindroFc0
Y4=0
Al llegar sobre el final de carrera FC0 se desexcita Y4 e Y2
Y2=0
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Reposo e Inicio a la Espera de Nueva Carga
Todo ha vuelto a la posición de inicio y vuelve a activarse el compensador a la mínima presión de su control para poner el caudal de la mínimo necesario para el centrando de la carcasa de paletas:
El compensador de presión está accionado al alcanzar la presión mínima de descarga
y activación
Bomba de paletas de
caudal variable
Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]
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