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Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos UNIDAD 2: Principios de Hidráulica Lección 1: Principios de Hidráulica

Objetivos: Después de completar esta lección, el estudiante podrá: 1) Explicar por qué se usa un líquido en los sistemas hidráulicos. 2) Definir la Ley de Pascal aplicada a los principios de hidráulica. 3) Describir las características de un flujo de aceite que pasa a través de un orificio. 4) Demostrar y entender los principios de hidráulica básica. 5) Explicar cómo los orificios afectan la presión corriente arriba y corriente abajo en un circuito hidráulico.

Uso de líquidos en los sistemas hidráulicos VENTAJAS: 1) Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene. 2) Los líquidos son prácticamente incompresibles. 3) Los líquidos ejercen igual presión en todas las direcciones. Fig. 2.1.1 Recipientes para líquidos ¿Qué es hidráulica? Desde un punto de vista técnico industrial, se entiende por hidráulica la transmisión y el control de la fuerzas y movimientos mediante líquidos.

Los líquidos toman la forma del recipiente

Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene. Los líquidos también fluyen en cualquier dirección al pasar a través de tuberías y mangueras de cualquier forma y tamaño.

Los líquidos son prácticamente incompresibles Un líquido es prácticamente incompresible. Cuando una sustancia se comprime, ocupa menos espacio.  Un líquido ocupa el mismo espacio o volumen, aun si se aplica presión. El espacio o el volumen ocupado por una sustancia se llama “desplazamiento”.

Un gas puede comprimirse

Cuando un gas se comprime ocupa menos espacio y su desplazamiento es menor. Un líquido se ajusta mejor en un sistema hidráulico, puesto que todo el tiempo ocupa el mismo volumen o tiene el mismo desplazamiento.

Sistema hidráulico en funcionamiento

F Nota: demostrar el calculoley de pascal diapositiva siguiente.

P

Ley de Pascal

Fuerza = Presión x Área Presión = Fuerza ÷ Área Área = Fuerza ÷ Presión Es necesario entender estos tres términos para asimilar los Fundamentos de los sistemas Hidráulicos.

Tabla de equivalencia

Conversiones de Sistema Ingles al Sistema Métrico

Conversiones del Sistema Métrico al Sistema Ingles

Otros factores de Conversión

Ventaja mecánica CALCULAR

Prensa Multiplicador de Fuerza ??

p1  p 2

2-15

COPYRIGHT C (1998) VICKERS, INC.

F1 F2  A1 A2

 A2  F2    * F1  A1 

Prensa Hidráulica

h2=??

volumen1  volumen2 h1 * A1  h2 * A2 2-18

COPYRIGHT C (1998) VICKERS, INC.

h2 

   

h1 A2 A1

   

Demuestre que el trabajo realizado en cada lado de la prensa es el mismo

Multiplicador de Presión

A1

A2

p1

p2

p1 * A1  p2 * A2

 A1   * p1 p2    A2 

Cilindro hidráulico

Áreas de trabajo del cilindro

Caudal

Caudal 

Volumen Tiempo

Ley de Continuidad  m3   litros   pul 2  ;   ; GPM ,  Q  caudal ;   seg   seg   seg 

Q

V t

V  Volumen, m3 , litros ; galones 

V  A s

A  Area, cm 2 , pies 2 , pul 2

s  desplamien to, m, cm,  pul ,  pies 

A s Q t

t  tiempo, seg , min 

Q  Av

 

 





 m   pul   pies  ,  ,  v  velocidad ,   seg seg min     

v

s t

De allí surge la ecuación de continuidad

A1  v1  A2  v2

 



A  Area, cm 2 , pies 2 , pul 2



 m   pul   pies  ,  ,  v  velocidad ,   seg seg min     

 m3   litros   pul 2  ;   ; GPM ,  Q  caudal ;   seg   seg   seg 

Ejercicio F1=100 kg

D vástago=0.25pies D embolo=0.5pies

A1=1400cm2 D2=15pulg

1

3

v=3.56pul/seg S=…..pulg F4=…..N

2

P1=……PSI

P3=…..KPa V3=30litros S= desplazamiento del bloque

EFECTO DEL ORIFICIO Fig. 2.1.7 Sin restricción

La bomba produce flujo. Cuando se restringe el flujo, se produce la presión.

No hay restricción de flujo a través de la tubería; por tanto, la presión es cero en ambos manómetros.

Un orificio restringe el flujo

Fig. 2.1.8 Un orificio restringe el flujo

Bloqueo del flujo de aceite al tanque

Restricción del flujo en un circuito en serie

Restricción de flujo en un circuito en paralelo