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Contenido del material pedagógicoFUNDAMENTOS DE HIDRÁULICAEjercicio 5-4 Efectos de la temperatura sobreel funcionamiento del sistemaLos efectos de los cambios de temperatura sobre lacaída de presión y la razón de flujo del circuito.Apéndices ABCDXGráfica de utilización del equipoCuidado del Sistema didáctico en hidráulicaFactores de conversiónSímbolos gráficos de neumática e hidráulica

Contenido del material pedagógicoCONTROL ELÉCTRICO DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOSUnidad 1 Introducción al control eléctrico de los sistemas hidráulicosUna introducción a los sistemas hidráulicos controlados eléctricamente.Descripción de la función de cada parte de un circuito de controleléctrico.Ej. 1-1 Familiarización con el equipoIdentificación de los componentes utilizados para el controleléctrico del Equipo Didáctico en Hidráulica de Lab-Volt.Clasificar estos componentes como elemento de entrada,elemento controlador, o mecanismo actuador.Unidad 2 Principios de control eléctricoConceptos básicos de la electricidad. Cómo leer, dibujar, y conectardiagramas en escalera simples.Ej. 2-1 Electricidad básicaMedición del voltaje, resistencia, y corriente en un circuito decontrol eléctrico. Conexión y operación de un circuito de controleléctrico. Reglas de seguridad a seguir cuando utiliza el EquipoDidáctico en Hidráulica de Lab-Volt.Ej. 2-2 Diagramas en escaleraDefinición de un diagrama en escalera. Descripción de cómoopera un diagrama en escalera y cómo se relaciona con elequipo hidráulico. Reglas para dibujar diagramas en escalera.Conexión y operación de diagramas en escalera básicosutilizando la lógica en serie (Y), paralela (O), y relés de control.Ej. 2-3 Sistema hidráulico básico controlado eléctricamenteDescripción y operación de un interruptor magnético deproximidad. Conexión y operación de un sistema de reciprocidadde un ciclo. Utilización de un contacto de relé de retención paramantener la corriente a una válvula direccional solenoidedespués de que el botón pulsador de INICIO es liberado.Unidad 3 Sistemas funcionalesConexión y operación de los sistemas hidráulicos controladoseléctricamente.XI

Contenido del material pedagógicoCONTROL ELÉCTRICO DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOSEj. 3-1 Secuencia hidráulica de los cilindrosDescripción y operación de una válvula de secuencia. Conexióny operación de un sistema de abrazadera y de trabajosecuenciado por una válvula de secuencia. Descripción yoperación de un interruptor de fin de carrera mecánico.Ej. 3-2 Secuencia eléctrica de los cilindrosDescripción y operación de un presostato hidráulico. Conexióny operación de un sistema de abrazadera y de trabajocontrolado por medios eléctricos.Ej. 3-3 Regulación de velocidad y frenado de los motoreshidráulicosDescripción y operación de una válvula de control de flujocompensada. Conexión y operación de un sistema de regulaciónde velocidad que utiliza una válvula de control de flujocompensada para mantener una velocidad constante del motorconforme la posición del sistema cambia. Conexión y operaciónde un sistema de frenaje de motor que utiliza una válvulasecuencial para disminuir la velocidad de un motor antes dedetenerlo.Ej. 3-4 Reciprocidad continua con período de detenciónDescripción y operación de un relé temporizado. Conexión yoperación de un sistema de reciprocidad continua que utiliza unrelé temporizado para mantener (detener) un cilindro en unaposición predeterminada por un período de tiempo.Unidad 4 Aplicaciones industrialesConexión, diseño, y operación de los sistemas hidráulicos controladoseléctricamente.Ej. 4-1 Sistema de taladradoDescripción y operación de un interruptor fotoeléctrico. Lospasos que conforman un proceso de taladrado industrial.Conexión y operación de un sistema hidráulico controladoeléctricamente simulando la operación de una máquina detaladrado industrial.Ej. 4-2 Circuitos de seguridadEl propósito y uso de los circuitos de seguridad en los sistemashidráulicos controlados eléctricamente. Circuitos de seguridadde dos manos. Conexión y operación de un circuito de seguridadde dos manos y un circuito de seguridad de dos manos sinsujeción.XII

Contenido del material pedagógicoCONTROL ELÉCTRICO DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOSEj. 4-3 Conteo de ciclos del actuadorDescripción y operación de un relé temporizado. Extensión yretracción de un cilindro un número definido de veces utilizandoun contador eléctrico. Medición de la velocidad de rotación de unmotor hidráulico utilizando un contador eléctrico.Ej. 4-4 Sistemas de presiones múltiplesUtilización de una válvula direccional accionada por solenoidecomo una válvula selectora de presión para elegir entre dos omás presiones de operación. Diseño de un sistema de nivel detres presiones simulando un sistema de desplazamiento de dosvelocidades.Ej. 4-5 Sistemas de desplazamiento de dos velocidadesExtensión de un cilindro en dos diferentes velocidades endiferentes partes de su carrera. Diseño de un sistema de dosvelocidades simulando un sistema de desplazamiento de dosvelocidades.Unidad 5 Detección y reparación de fallasTécnicas básicas utilizadas en la detección y reparación de fallas en lossistemas hidráulicos controlados eléctricamente.Ej. 5-1 Detección y reparación de fallas en los circuitos de controleléctricoDescripción de los métodos del voltímetro y del óhmetro en ladetección y reparación de fallas en un circuito de controleléctrico. Ubicación de fallas insertadas por el instructor en lasección eléctrica de un sistema de taladrado hidráulicocontrolado eléctricamente.Ej. 5-2 Detección y reparación de fallas en los sistemas hidráulicoscontrolados eléctricamenteAprender un método eficiente de detección y reparación defallas para detectar fallas en un sistema hidráulico controladoeléctricamente. Detección de las fallas insertadas por elinstructor en las secciones hidráulicas y eléctricas de un sistemade abrazadera y de pulverizado controlado eléctricamente.XIII

Contenido del material pedagógicoCONTROL ELÉCTRICO DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOSApéndices ABCDXIVGráfica de utilización del equipoCuidado del equipo didáctico en hidráulicaFactores de conversiónSímbolos gráficos de hidráulica y neumática

Contenido del material pedagógicoAPLICIONES DE HYDRÁULICA – PLCEjercicio 1Repaso del autómata programableRevisión de las instrucciones tipo relé del PLC. Introducción yevaluación de un programa que utiliza instrucciones tipo relé paracontrolar la activación y desactivación de dos luces indicadoras.Ejercicio 2Instrucciones del temporizadorRevisión de las instrucciones del temporizador del PLC.Introducción y evaluación de un programa que utiliza instruccionesde temporizador activado para activar tres luces indicadoras en unorden programado y por un período de tiempo definido.Ejercicio 3Instrucciones del contadorRevisión de las instrucciones del contador del PLC. Introducción yevaluación de un programa que utiliza dos contadores en cascadapara activar una luz indicadora después de que otra luz indicadorase ha activado un número definido de veces.Ejercicio 4Instrucciones de comparación y de cierreRevisión de las instrucciones de comparación y de cierre del PLC.Introducción y evaluación de un programa que utiliza instruccionesde comparación y de cierre controladas por contador para activaruna luz indicadora después de que otra luz indicadora hadestellado un número de veces definido.Ejercicio 5Control temporizado de los actuadores hidráulicosConexión y operación de un sistema hidráulico controlado por PLCque alterna continuamente un cilindro y detiene en dos posicionespredeterminadas por un período de tiempoEjercicio 6Conteo de ciclos de un actuador hidráulicoConexión y operación de un sistema hidráulico controlado por PLCque hace girar a un motor 1000 vueltas y después alterna uncilindro 10 veces.Ejercicio 7Control de seguridad de los actuadores hidráulicosConexión y operación de un sistema hidráulico controlado por PLCque utiliza un botón pulsador de PARO/REINICIO, un presostato,y una luz indicadora de alarma para proporcionar el control deseguridad de un cilindro de presión.XV

Contenido del material pedagógicoAPLICIONES DE HYDRÁULICA – PLCEjercicio 8Sistema de abrazadera y de trabajo controlado por PLCConexión y operación de un sistema de abrazadera y de trabajotipo industrial. Monitorear la presión aplicada detrás del pistón delcilindro abrazadera para asegurar que la pieza de trabajopermanezca firmemente sujetada mientras es trabajada.Ejercicio 9Detección y reparación de fallasDetección de fallas insertadas por el instructor en las seccionesidráulica y de control del PLC del sistema de abrazadera y derabajo estudiado en el Ejercicio 8.Ejercicio 10Diseño de una punzonadora controlada por PLCDiseño de una punzonadora controlada por PLC que punzonaorificios en placas de metal.Ejercicio 11Diseño de un sistema transportador controlado por PLCDiseño de un sistema transportador controlado por PLC que hacecircular las piezas manufacturadas y las carga en una máquina deempaque.Ejercicio 12Diseño de una máquina de fundición controlada por PLCDiseño de una máquina de fundición controlada por PLC usadapara producir rotores jaula de ardillaApéndices ABCDEXVIGráfica de utilización del equipoProcedimientos de detección y reparación de fallasFactores de conversiónSímbolos gráficos de hidráulica y neumáticaFormatos de direccionamiento de diferentes PLC

Muestra extraída delmanual del estudianteFundamentos de hidráulica

Ejercicio2-1Limitación de presiónOBJETIVO DEL EJERCICIO& Presentar la operación de una válvula de alivio.& Establecer la trayectoria del flujo de aceite en un circuito, utilizando una válvulade alivio.& Conectar y operar un circuito, utilizando una válvula de alivio.DISCUSIÓNLimitación de presiónLa presión es la cantidad de fuerza ejercida contra una superficie determinada. Elflujo es el movimiento de un fluído, ocasionado por una diferencia de presión entredos puntos. Los fluídos siempre circulan de un punto de presión más alto a un puntode presión más bajo. La planta de agua de la ciudad, por ejemplo, ejerce unapresión mayor que la presión atmosférica en nuestros depósitos de agua. Comoresultado, cuando abrimos una llave de agua, el agua sale.Cuando dos trayectorias de flujo paralelas están disponibles, el fluído siempreseguirá la trayectoria con menor resistencia. Un ejemplo de esto en nuestra vidadiaria sería una manguera de jardín que se divide en dos secciones como semuestra en la Figura 2-2. Una sección está bloqueada mientras la otra secciónpermite al agua moverse libremente en ella. Toda el agua fluirá a través de lasección que no se encuentra bloqueada, ya que ofrece menor resistencia que lasección obstruída. La presión de entrada aumentará solamente lo suficiente paraque el agua fluya a través de la sección que no se encuentra obstruída. La presiónen la sección obstruída no irá más allá del nivel requerido para lograr que el aguafluya en la sección que no se encuentra bloqueada. Los manómetros en laFigura 2-2, por lo tanto, indicarán presiones bajas iguales.3

Limitación de presiónFigura 2-2. Trayectoria de flujo libre.Ahora, ¿qué sucede si nosotros presionamos la sección que no está obstruída detal forma que el agua sea retenida pero no completamente, como se muestra en laFigura 2-3? Toda el agua fluirá a través de la sección presionada, ya que estátodavía menos restringida que la sección bloqueada. La presión de entradaalcanzará el nivel necesario para fluir a través de la trayectoria obstruída. La presiónen la sección bloqueada no irá más allá de las necesidades de la secciónpresionada. Los manómetros en la Figura 2-3, por lo tanto, indicarán presiones altasiguales.Figura 2-3. Trayectoria de flujo restringida.Así, nosotros observamos que la presión en la sección restringida nunca puede sermayor que la presión en la sección que no está obstruída. De hecho, estaspresiones siempre serán iguales. Si la sección restringida fuera completamentecerrada, reteniendo el agua en vez de solamente restringirla, la presión en ambassecciones sería igual a la máxima presión disponible en la entrada.4

Limitación de presiónEn un circuito hidráulico, el flujo es producido por la acción de una bomba, la cualconstantemente descarga el aceite en cierta razón de flujo. La presión no es creadapor la bomba en sí, sino por la resistencia del flujo de aceite. Cuando el aceite fluyesin resistencia a través de un circuito hidráulico, la presión en este circuito esteóricamente de cero. En cambio, cuando el flujo es frenado, la presión del circuitoaumenta a la cantidad necesaria para seguir la trayectoria más fácilmente.Válvula de alivioLa Figura 2-4 muestra un circuito hidráulico que consta de dos trayectorias paralelasde flujo. El aceite de la bomba puede pasar a través de una válvula de alivio o através de un circuito hidráulico que consta de una válvula direccional accionada porpalanca y un cilindro.Figura 2-4. Flujo de aceite a través del circuito.La válvula de alivio puede ser comparada con el ejemplo de la mano en la mangueraanteriormente descrito. Limita la presión máxima en el sistema, proporcionando unatrayectoria de flujo alterno hacia el depósito, de manera que el aceite fluya hacia elcircuito que está bloqueado, como cuando la válvula direccional está en la posicióncentral de bloqueo o como cuando el cilindro está completamente extendido oretraído.La válvula de alivio está conectada entre la línea de presión de la bomba y eldepósito. Está normalmente en la posición de no paso. Está ajustada para abrir auna presión ligeramente más alta que la requerida por el circuito y desvía el aceitebombeado al depósito, cuando esta presión es alcanzada.En la Figura 2-4, por ejemplo, todo el aceite de la bomba fluye a través del circuito,ya que el cilindro no está completamente extendido, debido a que el circuitoproporciona una trayectoria más accesible que la válvula de alivio. Mientras el5

Limitación de presióncilindro permanezca extendido, la presión alcanza sólo la cantidad necesaria parapresionar el aceite en el lado vástago del cilindro en el depósito (700 kPa ó 100 psi).Una vez que el cilindro esté completamente extendido, el circuito del cilindrocomienza a bloquearse y el aceite bombeado ya no puede fluir a través de él. Lapresión del sistema asciende a 3450 kPa (500 psi), después la válvula de alivio abrey el aceite es descargado nuevamente al depósito con la presión de la válvula dealivio ajustada a 3450 kPa (500 psi), como se muestra en la Figura 2-5. En adelante,no habrá flujo en todas las partes del circuito, pero la presión es igual a lo largo delmismo. La presión del circuito, por lo tanto, no puede ir más allá de los ajustes depresión de la válvula de alivio.Figura 2-5. Flujo de aceite a través de la válvula de alivio.Válvulas de alivio del sistema didáctico en hidráulicaSu sistema didáctico en hidráulica contiene dos válvulas de alivio. Una de estasválvulas llamada válvula de alivio principal, está localizada dentro de la fuente dealimentación hidráulica. La otra válvula, llamada válvula de alivio secundaria, esproporcionada con su juego de componentes de hidráulica. Las dos válvulas sonidénticas. Sin embargo, sólo operará la válvula secundaria. La válvula principal tieneun ajuste de fábrica de mucho mayor presión que la válvula secundaria. Es utilizadacomo un dispositivo de seguridad adicional para respaldar la válvula secundaria. Nodebe ser reajustada o alterada.La Figura 2-6 ilustra la válvula de alivio suministrada con su juego de componentesde hidráulica. Esta válvula es de tipo operada por piloto. El cuerpo de la válvulatiene tres partes: un orificio de presión (P), el cual debe ser conectado a la línea depresión de la bomba, un orificio tanque (T), el cual debe ser conectado al depósitoy un orificio de ventilación (V) el cual es utilizado para controlar la válvula desde unpunto remoto por una válvula externa. El uso del orificio de ventilación será discutidocon detalle en el Ejercicio 4-4. Cuando no utilice este orificio debe ser desconectado.6

Limitación de presiónFigura 2-6. Válvula de alivio operada por piloto.Percibiendo la presión aguas arriba en el orificio P de la válvula, un carrete internocontrola el flujo del aceite a través de la válvula, actuando en un resorte grande. Elnivel de presión donde el carrete está ampliamente abierto y el aceite bombeadopasa a través de la válvula, es llamado presión de descarga o presión dedesahogo.La presión de descarga puede ser ajustada, utilizando la perilla de ajuste en elcuerpo de la válvula. Girando la perilla en el sentido de las manecillas del relojaumenta la compresión del resorte pequeño, localizado arriba del carrete de la7

Limitación de presiónválvula, el cual aumenta la presión de descarga y permite que más altas presionesse generen en el circuito. Note que la perilla primero debe ser estirada antes de quepueda ser girada. Cuando la perilla es liberada, el resorte presiona la perilla paraadaptarse a una ranura fija. Esto previene las vibraciones y golpes al cambiar losajustes.La presión en la cual la válvula de alivio comienza a abrir es llamada presión deapertura. Esta presión está por debajo de la presión de descarga de la válvula. Enla presión de apertura, la válvula abre solamente lo necesario para permitir que lasprimeras pocas gotas fluyan. La presión de transferencia es la diferencia depresión entre la presión de apertura y la presión de descarga.Antes de encender la fuente de alimentación hidráulica, la válvula siempre debeestar completamente abierta (ajuste la perilla girándola completamente en elsentido contrario al de las manecillas del reloj) para permitir que la bomba comiencecon la carga más ligera y para prevenir que los componentes del sistema esténsujetos a oleadas de presión. Una vez que la fuente de alimentación hidráulica estáfuncionando, la válvula de alivio puede ser cerrada gradualmente hasta que lapresión deseada sea alcanzada.MATERIAL DE REFERENCIAPara información detallada de las válvulas de alivio operadas por piloto, consulte elcapítulo titulado Pilot Operated Pressure Control Valve en el manual IndustrialHydraulic Technology de Parker-Hannifin.Resumen del procedimientoEn la primera parte del ejercicio, medirá la presión de apertura de la válvula de alivioproporcionada con su equipo de componentes de hidráulica. Ajustará la presión dedescarga de la válvula, modificando la compresión de su resorte.En la segunda parte del ejercicio, experimentará el efecto de la limitación de presiónen un circuito de hidráulica básico.EQUIPO REQUERIDOConsulte el cuadro de utilización de equipo, en el Apéndice A de este

de los cambios de temperatura en las características de operación de un sistema hidráulico. Ejercicio 5-1 Bombas hidráulicas Operación básica de una bomba hidráulica. Utilización de las especificaciones del fabricante para probar una bomba. Los efectos de la temperatura del aceite en la razón de flujo y la eficiencia volumétrica.