1. UD 03. OleohidrulicaIntroducciObjectius DidcticsAbans de comenar...ContingutsOleohidrulica Introducci Comparativa vs Pneumtica. Hidropneumtica Caracterstiques dels lquids hidrulics Principis bsics doleohidrulicaHidrosttica. Principi de Pascal

2. UD 03. OleohidrulicaContinguts (II)Oleohidrulica (II) Hidrodinmica. Cabal i potncia hidrulicaEl circuit oleohidrulic Introducci La unitat oleohidrulicaElements de potncia: bombes Introducci Bombes rotatives dengranatges externs Bombes rotatives de paletes Bombes rotatives de pistons 3. UD 03. OleohidrulicaContinguts (III)Elements de regulaci i control Introducci Vlvules distribudores o direccionalsVlvula unidireccionalVlvula distribudora 2/2Vlvula distribudora 4/2Vlvula distribudora 4/3 Vlvules reguladores de cabalVlvules reguladores de cabal variable Vlvules reguladores de pressiVlvules reguladoresVlvules limitadores de pressi 4. UD 03. OleohidrulicaContinguts (IV)Servovlvules i vlvules proporcionalsElements de treball: cilindres i motors Cilindres Motors hidrulics i oleohidrulicsDisseny de circuits oleohidrulics Introducci Simbologia hidrulica Programari especfic. Simuladors 5. UD 03. OleohidrulicaIntroducciObjectius didctics Entendre la utilitat de la oleohidrulicaComparar-la amb la pneumtica Entendre conceptes bsics aplicats als fluids Entendre i saber explicar cadascun els components dun circuitoleohidrulicConixer i saber com funcionen les diferents bombesConixer i entendre el funcionament dels elements de regulaci icontrolEntendre la utilitat dels cilindres i motors. Adquirir conscincia de la importncia de lautomatitzaci a laindstria 6. UD 03. OleohidrulicaIntroducci (II)Objectius didctics (II) Adquirir coneixements sobre circuits oleohidrulics Conixer la simbologia Conixer un simulador de circuitsAbans de comenar Sabem qu s el cabal? Quines diferncies podem intuir entre oleohidrulica ipneumtica? Recordem les unitats de pressi? 7. UD 03. OleohidrulicaIntroducciRecordem: un fluid pot cedir directament la seva energia Ja sigui cintica o potencial Podem accionar mquines No lhem de transformar (com la qumica o lelctrica)Clssicament: laigua (hidrulica)Posteriorment: laire (pneumtica) No es pot emprar per a esforos elevats (compressible) 8. UD 03. OleohidrulicaIntroducci (II)Oleohidrulica: utilitza oli com a fluid transmissor Neix al s.XX (olis minerals) Millora lubrificaci No provoca oxidaci Disminueixen les fuites En tenim despecials: ininflamables, emulsions... Per: no permeten lemmagatzematge denergia Actualment: es busca biodegradabilitat 9. UD 03. OleohidrulicaComparativa vs Pneumtica. Hidropneumtica Sn les dues tcniques ms emprades.Regulaci fcil de la velocitat Loli s incompressible: podem variar de manera fcil i precisa la velocitat dels actuadors Ho farem: regulant el cabal de subministrament (bomba) o ambvlvules de control de cabalTransmissi de grans potncies Es poden suportat pressions ms altes (superiors a 15 MPa) Recordem: P = F/s 10. UD 03. OleohidrulicaComparativa vs Pneumtica. Hidropneumtica (II)Control de la posici Per la incompressibilitat: podem detenir lactuador en qualsevolposici (precisi) La regulaci del cabal s simple Sistemes pneumtics: no s possible dons laire: comprimibleReversibilitat dels accionaments Inversi de gir o sentit de desplaament: amb bomba o vlvula Pneumtica: pocs elements ho permetenA ms, shan daturar completament abans 11. UD 03. OleohidrulicaComparativa vs Pneumtica. Hidropneumtica (III)Protecci del sistema Sobrecrregues: poden provocar trencamentsVlvules de seguretat (limitadora de P)AmortidorsExemple: en inversi de gir (P) Possibilitat darrencada i aturada en crregaEs permet un bloqueig brusc en qualsevol momentTamb: arrencada posterior en crregaAix: no ho podria fer un motor elctric directament 12. UD 03. OleohidrulicaComparativa vs Pneumtica. Hidropneumtica (IV)Inconvenients dels sistemes oleohidrulics Ms complicats, cars i lents No permeten lacumulaci denergia, noms la transmissiDe vegades fem servir circuits mixts Imaginem que tenim sistema pneumtic, pero es necessita en un punt determinatFora important en secci petitaAturar un mecanisme a la meitat del seu recorregut Emprem convertidors pneumaticohidrulics aire-oli i cilindreoleopneumtics 13. UD 03. OleohidrulicaComparativa vs Pneumtica. Hidropneumtica (V)De vegades fem servir circuits mixts (II) AvantatgesPot resultar econmicament ms viableAmb un nic sistema de control ho governem totSi ja disposem de xarxa pneumtica, no cal complicar-hoCaracterstiques dels lquids hidrulicsTenir un bon rendiment en la transmissi de lenergiaTenir bon comportament amb TTenir poca compressibilitat 14. UD 03. OleohidrulicaCaracterstiques dels lquids hidrulics (II)Ser un bon lubrificant Fricci mnima entre componentsNo ser oxidant Es recomana ndex dacidesa baixSer inalterable amb el temps (no oxidable, per exemple)No ser txic ni inflamable 15. UD 03. OleohidrulicaPrincipis bsics doleohidrulicaHidrosttica. Principi de Pascal Pressi exercida sobre fluid incompressible i en reps: es transmet ntegrament en totes les direccionsp1 = p2 = F1/A1 = F2/A2 F2 = F1 A2/A1Amb una fora petita aconseguim una de ms granGat hidrulic, frens de disc de cotxe... 16. UD 03. OleohidrulicaHidrodinmica. Cabal i potncia hidrulicaCabal: quantitat de fluid que travessa una secci per unitatde temps Es pot expressar en massa (cabal mssic) o volum (volumtric)Kg/s i m3/s (SI). Tamb: L/s, L/min o m3/h Si considerem lquids incompressibles amb flux laminarqv = V/t = A L / t = A v [m3/s]Potncia hidrulica: energia de pressi per unitat de t Per exemple: la subministrada per una bomba P = pV/t = pqv [W] P: potncia [W]. p= Pressi [Pa], V= volum [m3], t= temps [s], qv = cabal volumtric [m3/s] 17. UD 03. OleohidrulicaHidrodinmica. Cabal i potncia hidrulica (II)Potncia hidrulica (II) Potncia daccionament o consumida: depn del rendimentAquest rendiment () t en compte totes les prdues de la bombaPc = Pu / Pc = pqv/ [W]El circuit oleohidrulicConjunt delements que, mitjanant un oli fa un treball oexecuta accions per accionar mquines o mecanismes Essencialment: Central generadora de pressi, conduccions, dispositius de regulaci i control i elements de treball 18. UD 03. OleohidrulicaEl circuit oleohidrulic (II)Entrant una mica en detallElements de potncia Transformen Em en hidrulica: grup o grups motobombaElements de regulaci i control Regulen i controlen parmetres del sistema: P, q, T, sentit...Elements de treball Conjunt dactuadors: cilindres, motors Aprofitem lenergia hidrulica i fan treball (conversi a Em)Condicionadors i accessoris Resta de components: dipsits, filtres, manmetres, pressstats, intercanviadors de calor... 19. UD 03. OleohidrulicaEl circuit oleohidrulic (III)La unitat oleohidrulicaTamb anomenada central o grup oleohidrulicProdueix i controla lenergia oleohidrulica 1: Dipsit 2: Motor daccionament 3: Bomba 4:Conducci sortida 5:Vlvula seguretatRetorn a dipsit 6: Conducci retorn 7 i 8: Filtres 9: Altes (manmetre, T...) 20. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombesIntroducci Converteixen energia mecnica en hidrulica Pressi de treballValor nominal de P mxima contnua de treball a una v determinadaTamb es pot especificar la P mxima puntaSacostuma a calcular per una vida de 10.000 horesSi treballem a P inferior, la vida til sallarga 21. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (II)Introducci (II) Cabal o desplaament geomtric Cabal de sortida teric: cilindrada per nombre de cicles per unitat de temps Desplaament geomtric: lquid bombat en una volta Expressat en cm3min-1 Cabal real s inferior: pel rendiment volumtric de la bomba Rendiment volumtric i rendiment total Relaci entre cabal real i cabal teric Oscilla entre 0,80 i 0,99 Dependr: tipus de bomba, tolerncies, condicions de treball... 22. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (III)Introducci (III) Rendiment volumtric i rendiment total (II) Respon a la frmula: v = qv real / qv teric Rendiment total: producte entre volumtric i mecnic Sol oscillar entre 0,50 i 0,90 Frmula: total = volumtric mecnic Podem distingir dos tipus de bombes Hidrodinmiques (per al transvasament de fluids) Hidrosttiques (per a la transmissi denergia)Segons mtode de funcionament: oscillants i rotatives 23. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (IV)Introducci (IV) Bombes hidrodinmiquesNo emprades en circuits oleohidrulics, noms en els hidrulicsFuncionen per fora centrfuga fluid entra per leix i s expulsat alexterior per element rotatiuSn tipus turbinaPer transvasar lquids amb resistncia a vncer petitaGrans cabals, perSense estanquitat entre entrada i sortida 24. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (V)Introducci (V) Bombes hidrosttiquesSubministren igual quantitat de lquid a cada cicleIndependentment de la pressi del circuitLes ms emprades: bombes rotatives dengranatges externs, bombesrotatives de paletes i bombes rotatives de pistonsBombes rotatives dengranatges externs Transporten el lquid entre dos engranatges acoblatsUn dells s accionat directament per leix de la bomba i fa girar laltre 25. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (VI)Bombes rotatives dengranatges externs (II) El tipus ms emprat en installacions oleohidruliquesEspecialment en installacions mbilsPreu molt redut i poc sensibles a contaminaci del fluidPer: molt sorolloses i de baix rendiment volumtricRendiment mxim: 93%Fins a 300 bar i 7000 min-1 de velocitat com a mximBombes rotatives de paletes Bomba hidrulica hidrosttica De cabal fix o variableEntre 25 i 300 L/min 26. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (VII)Bombes rotatives de paletes (II) Treballen a baixa pressi: De 0 a 140 bar Velocitats: entre 500 i 3000 min-1 Principi de funcionament:rotor amb paletes mbilsGiren dins dun anellCambres de bombeig: entre les paletes, el rotor i les parets de la cambra 27. UD 03. OleohidrulicaElements de potncia: bombes (VIII)Bombes rotatives de pistons Bombes hidrosttiques rotatives Disposen de molts conjunts pist-cilindre Part del mecanisme gira al voltant dun eixDe manera excntricaEst ms a prop o ms lluny de lesttor: els cilindres pugen o baixenSi Baixen: compressi. Si pugen: aspiraci Les tenim de dos tipus: de pistons axials i radialsEn funci de la posici dels pistons vs leix Generen P i rendiment ms elevatsRespecte bombes dengranatges o paletes 28. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i controlVlvules: controlem, distribum i regulem fluid Controlen: P, q i dirigeixen o bloquegen pas del fluidTres tipologies de vlvules Distribudores o direccionals Reguladores de cabal Reguladores de pressiRepresentaci: igual que en pneumtica Cada posici possible s un quadrat Vies: fletxes als quadratsNormalitzat: ISO 1219 i CETOP RP3Circuit de retorn de fluid (necessari) representat per smbol de tanc 29. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (II)Vlvules distribudores o direccionals Obren i tanquen el pas i dirigeixen el fluid cap on convingui Possibiliten el govern dels elements de treball Funcionament semblant a pneumtiquesLes ms habituals: 4 vies i tres posicionsTamb trobem: 4/2 i 2/2 Vlvula unidireccionalNoms permeten el pas del fluid en un sentit nicDe dos tipus: antiretorn i antiretorn pilotadaAntiretornLes ms senzilles. Normalment tancada per con o bola i molla associada En un sentit: ven la molla. En laltre: fluid i molla tanquen el pas 30. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (III)Vlvules distribudores o direccionals (II) Vlvula unidireccional (II)Antiretorn pilotadaAmb pilotatge extern pot permetre la circulaci en sentit contrariEn condicions normals: en un sol sentit Vlvula distribudora 2/2Pot ser NT o NOActua com a simple clau de pasAccionament: mecnic, elctric, i pilotat (oleohidrulic)De vegades: emprades per governar altres vlvules 31. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (IV)Vlvules distribudores o direccionals (III) Vlvula distribudora 4/2Emprada per governar cilindres de doble efectePermet pas del fluid en els dos sentitsVlvula en repsEntrada P connectada a utilitzaci AVia dentrada B connectada amb escapament TAccionem vlvula: PB i AT 32. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (V)Vlvules distribudores o direccionals (IV) Vlvula distribudora 4/3Tamb governen cilindres de doble efecte, per tenen una posiciintermdia per exemple per bloquejar el cilindre a mig recorregutLes ms emprades: inversi axialPer: tamb inversi radial (com la rotativa) 33. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (VI)Vlvules reguladores de cabal Emprades per modificar la velocitat dels elements de treballPermeten variar velocitat dactuadorsPermeten regular el cabal dalimentaciReguladores de cabal fixReguladores de cabal variable Vlvules reguladores de cabal variableVlvula reguladora per caragol o dagullaA mesura que obrim el comandament, incrementem el cabalVlvula no compensada: increment de TCabal: depn de P del circuitIncrement de P: cabal creix, amb prdua de crrega superior 34. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (VII)Vlvules reguladores de cabal (II) Vlvules reguladores de cabal variable (II)Vlvules reguladores de cabal compensadesMantenen cabal independent de la pressi del circuitAsseguren velocitat constant dels actuadorsPot portar sistema antiretorn (la de caragol tamb) 35. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (VIII)Vlvules reguladores de pressi Condicionen la pressi a un valor constant de treball Sn reductores (P > P sistema) Sota aquesta tipologia podem diferenciarVlvules reguladores de pressi (prpiament dites)Vlvules limitadores de pressiVlvules de descrrega... Vlvules reguladores de pressiRedueixen P dentrada fins un valor regulable de sortidaVlvules de dues viesObertes grcies a la fora duna mollaRedueixen P quan P sortida > P regulaci (amb pist o corredora) 36. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (IX)Vlvules reguladores de pressi (II) Vlvules reguladores de pressi (II)Nhi ha de dos tipus: dacci directa i pilotadesPilotades: redum P hidrulicament (equilibrem corredora per P sortida)Permeten regulacions ms ajustadesTenen, per, alguns desavantatgesNecessiten vlvula limitadora de P addicional (per sobrecrregues)Cops dariet dels actuadorsSi no hi ha circulaci des de lactuador, no poden ajustar-se a P inferior Vlvules limitadores de pressiDispositiu de protecci i seguretatAsseguren P mxima de treballTamb anomenades de seguretatEn general desprs de la bomba) 37. UD 03. OleohidrulicaElements de regulaci i control (X)Servovlvules i vlvules proporcionals Tipus especials de vlvules: regulaci amb precisi de P o qServovlvules: direccionals de ms duna via. Regulen cabal en funci desenyal de realimentaci per part de lactuador (transductor)Transductor: controla posici de lactuadorDesplacem la corredora amb motor elctricVlvules proporcionals: regulen q o P proporcionalment al senyal rebutControl: amb solenoide proporcional 38. UD 03. OleohidrulicaElements de treball: cilindres i motorsIntroducci Desenvolupen fora i moviment necessarisDuen a terme el treball al sistema Segons moviment i treballLineals: cilindresRotatius: motors hidrulics i oleohidrulicsCilindres Actuadors que transformen energia hidrulica (o oleohidrulica)en una fora linealTamb distingim els de simple efecte i els de doble efecte 39. UD 03. OleohidrulicaElements de treball: cilindres i motors (II)Cilindres (II)Cilindres de simple efecte El fluid entra i surt per una nica cambra La fora lineal sexerceix en un sentit nic La recuperaci sefectua per molla o forces externes (gravetat...)Cilindres de doble efecte El treball es fa tant en lavan com en el retrocs El fluid entra en la cambra anterior o posterior Tipologies: doble tija, cecs, telescpics... 40. UD 03. OleohidrulicaElements de treball: cilindres i motors (III)Motors hidrulics i oleohidrulics Transformen energia hidrulica en mecnica rotativa Funcionen de manera inversa a les bombesVeure vdeo de bomba de pistonsVeure animaci bomba de pistons Els ms emprats: de pistons, dengranatges i de paletes 41. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulicsImplica clculs, definici dels components en funci de lesnecessitats (P, q...)Necessitem saber quins mecanismes accionarem I les seves caracterstiques: velocitats, forces...Per fer el circuit: determinar elements a collocar iinterconnexi Desprs: dimensionamentFarem servir seqncies de treball, representacionsgrfiques del circuit... 42. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulics (II)Lesquema hidrulic: complet, clar i precs Potser ha de ser interpretar per altres persones Tamb conv adjuntar-hi una memria explicativaDe funcionament, caracterstiques tcniques, posada en marxa...Llistat detallat de components (referncia, descripci...)Bomba: cilindrada, velocitat de funcionament, P de treball...Cilindre: cursa, dimetre interior, dimetre de tija... 43. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulics (III)Exemple 1: Sistema empenyedor de peces Cilindre oleohidrulic de simple efecte com a actuador Vlvula limitadora de P i manmetre per llegir-la Vlvula distribudora 3/2 de comandament (manual)P es comunica amb A (posici b):Avana el cilindreDeixem de prmer: A es comunica amb TRetorn del cilindre 44. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulics (IV)Exemple 2: Plataforma elevadora Comandada per cilindre de doble efecte Semblant al circuit anterior per: retorn del cilindre per injeccidel fluid Si volem nicament dues posicions: vlvula 4/2 45. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulics (V)Exemple 2: Plataforma elevadora (II) Podem demanar que saturi en alguna posici intermdiaVlvula 4/3Posici intermdiaP i T connectats: el lquid subministrat per la bombatorna al dipsit 46. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulics (VI)Exemple 2: Plataforma elevadora (III) Si volem regular la velocitatRegulador de cabalAmb vlvula antiretorn: no actua en sentit contrariNoms volem regular velocitat de pujadaCambra anterior del cilindre: limitador de PEvita batzegades del sistemaAllarga vida de leina 47. UD 03. OleohidrulicaDisseny de circuits oleohidrulics (VII)Simbologia hidrulicaProgramari especfic. Simuladors FluidSIM o Automation Studio tils: aprenentatge, i ajuda a lhora del dissenyCertes limitacions respecte la realitat