El circuito neumático

y oleohidráulico16Unidad

1

16.4. Circuitos oleohidráulicos

Elementos de un circuito hidráulico.

2

A Fuerza hidráulica

Principio de Pascal.

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B Caudal

Determinación del caudal en función

de la sección y la velocidad.

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C Potencia hidráulica

D Resistencia hidráulica

5

E Caída de presión

F Acoplamiento de elementos hidráulicos

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16.5. Elementos de un circuito

hidráulico

Elementos de un circuito hidráulico.

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16.6. Circuitos oleohidráulicos

básicosA Circuitos hidráulicos puros

8

B Circuitos hidráulicos híbridos

PROBLEMAS Y EJERCICIOS

1.- Completa la siguiente tabla de equivalencias entre las diferentes unidades de presión:

2.- ¿Cuál es la velocidad media en una tubería de 10 cm de diámetro, si el caudal de agua transportado es

de 3.000 m3/día? Sol: 4,423 m/s

3.- ¿Qué diámetro debe tener una tubería para transportar 4 m3/seg a una velocidad media de 6 m/s?

Sol: 0,92 m

4.- Convierte 5,4 bar a:

a) kp/cm2 b) PSI c) mm Hg d) Pa e) Atm

5.- Dibuja una válvula 5/2 con mando por rodillo y retorno por muelle.

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6.- En un cilindro de doble efecto, cuyos diámetros de émbolo y vástago son 150 mm y 80 mm,

respectivamente, actúa un caudal de 50 l/min, tanto en el avance como en el retroceso. Se pide:

a) Calcular la velocidad de avance. Sol: 0,047 m/s

b) Calcular la velocidad de retorno. Sol: 0,0659 m/s

7.- Implementa un circuito mediante una válvula 3/2 NC accionada por pulsador que tiene que mandar un

cilindro de simple efecto de forma que al accionar el pulsador, el cilindro salga y al dejar de presionarlo, el

cilindro vuelva a la posición inicial.

8.- Explica el funcionamiento del siguiente circuito. Diseña otro circuito que realice la misma función pero con

una válvula de simultaneidad.

9.- Se quiere diseñar un cilindro de simple efecto cuyo consumo de aire sea de 600 cm3, cuya presión de

trabajo sea de 10 kp/cm2 y cuya carrera sea de 20 cm.

a) Halla el diámetro de este cilindro. Sol: 6,18 cm

b) Calcula las fuerzas que ejerce. Sol: 300 kp

10.- Conecta una válvula 3/2 vías servopilotada, paso abierto en reposo, con un cilindro de simple efecto, de

manera que cuando se accione efectúe su entrada el vástago.

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11.- Un cilindro de doble efecto con un diámetro de émbolo y de vástago de 80 mm y 25 mm,

respectivamente, tiene una carrera de 500 mm. Si se conecta a una red de 5 bares y efectúa 10 ciclos por

minuto, se pide:

a) Calcular las fuerzas que ejerce el vástago en la carrera de avance y en la de retroceso.

Sol: Fa = 251,325 kp; Fr = 226,78 kp

b) Calcular el volumen de aire, en condiciones normales, que consume el cilindro.

Sol: 47,81 l/min

c) Representa con símbolos normalizados el esquema de un circuito neumático para el mando de un

cilindro de simple efecto, mediante una válvula 3/2 manual, NC y con retorno por muelle.

12.- Halla la fuerza en el avance de un cilindro de simple efecto si su diámetro es de 4 cm y la presión de

trabajo es de 5 bar. Sol: 62,832 kp

13.- Explica el funcionamiento del siguiente circuito:

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14.- Disponemos de un cilindro de doble efecto y de una válvula 5/2 doblemente pilotada por presión. Si los

pilotajes son realizados mediante válvulas 3/2 de pulsador con retorno por muelle, diseña el circuito para el

avance y retroceso del vástago.

15.- En la instalación neumática representada en el esquema:

a) Define los componentes de la misma.

b) Explica el funcionamiento de la instalación.

c) ¿Qué ocurre si se pulsa 1.2 y sin soltarlo se pulsa 1.4?

d) ¿Qué pasa si a 1.02 llegan presiones distintas?

16.- Si sobre uno de los dos cilindros de una prensa hidráulica, de sección 5 cm2, se efectúa una fuerza de

1.000 N, ¿cuál será la fuerza resultante en el otro cilindro si su sección es de 500 cm2? Sol: 100.000 N

17.- ¿Qué fuerza es ejercida sobre el émbolo mayor de una prensa hidráulica cuya sección es de 400 cm2 si

el émbolo menor de 20 cm2 de sección es impulsado con una fuerza de 40 kp? Sol: 800 kp

18.- El diámetro del émbolo mayor de un elevador hidráulico es de 50 cm. Si soporta un camión cuyo peso

es de 10.000 kg, ¿qué presión tendrá que ejercer? Sol: 5,09 kp/cm2

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19.- Los diámetros de los cuerpos de bomba de una prensa hidráulica son de 5 y 52 cm, respectivamente.

Mediante una palanca, una persona impulsa el émbolo pequeño con una fuerza de 25 N. Calcula:

a) La fuerza que recibe el émbolo grande. Sol: 2.704 N

b) La altura a la que sube este pistón si el pequeño ha descendido 12 cm. Sol: 0,11 cm

20.- ¿Qué caudal, en l/s, atraviesa una tubería de 4 cm de radio interior si la velocidad del fluido que la

atraviesa es de 5 m/s? Sol: 25 l/s

21.- Calcula la potencia hidráulica y el caudal si por una tubería de 10 mm de diámetro circula aceite a una

velocidad de 20 m/min y a una presión de 3 bar. Sol: 7,85 W; 0,026 l/s

22.- ¿Qué resistencia ofrecerá una tubería de 12 mm de diámetro interior y 10 m de longitud si se emplea un

aceite de viscosidad 0,33 stokes? Sol: 0,098 St · m / cm4

23.- Explica en función de qué dos parámetros se clasifican las válvulas distribuidoras. Dibuja el símbolo de:

Una válvula 2/2 (mando manual y retorno por muelle).

Una válvula 3/2 (mando por pulsador y retorno por muelle).

Una válvula 5/2 (mando neumático y retorno neumático).

24.- En una prensa hidráulica, la sección transversal de su émbolo grande es de 250 cm2 y la del pequeño

de 100 cm2. Se pide:

La fuerza que se debe hacer sobre el émbolo pequeño para elevar una carga de 10.000 N. Sol: 4.000 N

Si se desea elevar la carga 1 m, calcular el desplazamiento del pistón pequeño. Sol: 2,5 m

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25.- Un cilindro neumático de doble efecto tiene un émbolo de 40 mm de diámetro, con un vástago de 20

mm de diámetro, una carrera de 200 mm y realiza 100 ciclos/hora. Sabiendo que la presión manométrica de

la máquina es de 6 daN/cm2 y que se desprecian los rozamientos, calcular:

Esfuerzo máximo que se puede vencer con el cilindro en la carrera de avance, expresando el

resultado en daN. Sol: 75,36 daN

Esfuerzo máximo que se pueden vencer con el cilindro en la carrera de retroceso, expresando el

resultado en daN. Sol: 56,52 daN

Consumo de aire en m3/hora, referidos a las condiciones normales. Sol: 0,04396 m3/h

26.- Diseñar un circuito neumático para abrir/cerrar una puerta de un garaje con un único cilindro y desde

dos puntos diferentes.

27.- Explica el funcionamiento del siguiente circuito:

28.- Expresar en Pascales:

a) 0,540 atm

b) 250 PSI

c) 467 mm Hg

d) 15 bar

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29.- Di con qué tipo de válvula corresponde cada uno de los siguientes símbolos y explica brevemente su

funcionamiento.

30.- ¿Qué diámetro deberá tener un cilindro hidráulico para vencer una fuerza de 1.100 kg, si la presión del

circuito es de 70 kg/cm2 y teniendo en cuanta que habrá que incrementar un 15 % la sección debido a

pérdidas por rozamiento. Sol: 4,8 cm

31.- Considera un cilindro de doble efecto de 60 mm de diámetro y cuyo vástago tiene 20 mm de diámetro.

Calcula la fuerza que ejerce cuando la presión de trabajo es 9 kp/cm2. Sol: 480,654 kp

Si la carrera es 500 mm y efectúa 7 ciclos por minuto, ¿cuál es su consumo de aire? Sol: 18,69 l/min

32.- Diseñar un circuito que cumpla las siguientes especificaciones:

Un cilindro de doble efecto saldrá cuando se aprieten simultáneamente (al mismo tiempo) dos pulsadores

P1 y P2. Al dejar de apretarlos el cilindro volverá a la posición inicial.

Si sólo se aprieta un pulsador, el cilindro no saldrá.

El cilindro se moverá por el efecto de una válvula 5/2 monoestable.

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33.- Dos cilindros neumáticos iguales de simple efecto, de 5 cm de diámetro y una carrera de 12 cm, realizan

los siguientes ciclos de trabajo:

El cilindro A, una embolada cada 2 segundos.

El cilindro B, dos emboladas cada 2 segundos.

Se pide:

Calcular el caudal de aire en litros/minuto, en condiciones normales, para los dos cilindros.

Sol: 21,15 l/min

Calcular la potencia desarrollada en cada accionamiento por cada cilindro, si la presión de trabajo es

de 5 bares. Sol: PA = 58,75 W; PB = 117,5 W

34.- Indica a qué tipo de válvula corresponde cada uno de los siguientes símbolos:

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