SISTEMAS HIDRULICOS

INTRODUCCIN:Los sistemas hidrulicos desempean un papel muy importante en el eficiente funcionamiento de una mquina.Los sistemas hidrulicos actuales cada vez son mas sofisticados que nunca, proporcionando la mxima productividad.

II.-DEFINICIN:

III.-PRINCIPIOS HIDRULICOS-LEY DE PASCAL:El efecto fundamental del sistema hidrulico se basa en la Ley de Pascal.Ley de Pascal: La presin que se ejerce en un liquido recogido en un recipiente, se transmite uniformemente en todas la direcciones.

Consiste en que cualquier punto en un lquido esttico es la misma en cualquier direccin y ejerce una fuerza igual en todas las reas (Fig. 1).

La ley ms elemental de la fsica referida a la hidrulica y neumtica fue descubierta y formulada por Blas Pascal en 1653 y denominada Ley de Pascal, que dice:

"La presin existente en un lquido confinado acta igualmente en todas direcciones, y lo hace formando ngulos rectos con la superficie del recipiente".

En los primeros aos de la Revolucin Industrial, un mecnico de origen britnico llamado Joseph Bramah, utiliz el descubrimiento de Pascal y por ende el llamado Principio de Pascal para fabricar una prensa hidrulica.Bramah pens que si una pequea fuerza, actuaba sobre un rea pequea, sta creara una fuerza proporcionalmente ms grande sobre una superficie mayor, el nico lmite a la fuerza que puede ejercer una mquina, es el rea a la cual se aplica la presin.

Esto se puede apreciar en el siguiente ejemploQu fuerza F1 se requiere para mover una carga K de 10.000 kg?Considerar los datos del dibujo

Como: p = F/AA2 = 10 cm; K = 10.000 kgf p2 = 10.000 kgf/ 10 cm => p2 = 1.000 kgf/cm Como en un circuito cerrado, de acuerdo al principio de Pascal, la presin es igual en todas direcciones normales a las superficies de medicin, se puede decir que la presin aplicada al rea 2 es igual que la aplicada al rea 1p1 = p2 F1 = 1.000 kgf/cm x 5 cm => F1 = 5.000 kgf F = p x ADe esto se concluye que el rea es inversamente proporcional a la presin y directamente proporcional a la fuerza.Para el ejemplo se tiene que el equilibrio se logra aplicando una fuerza menor que el peso ya que el rea es menor que la que soporta el peso.Un claro ejemplo de esto son los gatos hidrulicos.

La prensa hidrulica es una aplicacin de principio de Pascal. Consta de dos mbolos de distintos dimetros, en sendos recipientes, los cuales estn intercomunicados por un tubo.La presin de un lquido se transmite a todos los puntos del mismo y a las paredes del recipiente que los contiene. Las flechas slo indican que la presin es perpendicular a la superficie.Por medio de uno de los mbolos se puede ejercer una presin en el lquido (agua o aceite contenido en el aparato). De acuerdo con el principio de Pascal, de esta presin se transmite al otro mbolo con la misma intensidad, por lo que ste debe subir. Para que los mbolos mantengan la misma posicin, ambos deben ejercer la misma presin sobre el lquido.

Tenemos dos mbolos de seccin circular de radio r1 a la izquierda y de radio r2 a la derecha. Con el puntero del ratn ponemos pesas (pequeos cuadrados de color rojo) de 250 g sobre cada uno de los mbolos. Si ponemos pesas en uno de los mbolos este bajar y subir el otro mbolo.

Se aplica una fuerza F1 a un pequeo mbolo de rea S1. El resultado es una fuerza F2 mucho ms grande en el mbolo de rea S2. Debido a que la presin es la misma a la misma altura por ambos lados, se verifica que

Para mantener a la misma altura los dos mbolos, tenemos que poner un nmero de pesas sobre cada mbolo de modo que se cumpla la relacin dada en el apartado anterior.

Donde n1 y n2 es el nmero de pesas que se ponen en el mbolo izquierdo o derecho respectivamente, r1 y r2 son sus radios respectivos, m es la masa de cada pesa

Factor de Multiplicacin En la figura 1 vemos un mtodo de multiplicar la fuerza en un sistema hidrulico. Una fuerza de 70Kg. es aplicada sobre el pistn A. Mediante el clculo que hemos descrito, se origina una presin disponible de 7 Kg/cm.

Esta presin acta sobre la superficie del pistn B de 20 cm2. produciendo una fuerza de empuje de 140 Kg. Es decir que la fuerza aplicada sobre el pistn A es multiplicada en la misma relacin, que la existente entre las reas de los dos pistones. Este principio, de multiplicacin de fuerza es empleado en el freno de los automviles y en las prensas hidrulicas. Refirindonos nuevamente a la Fig. 1 vemos que la multiplicacin de fuerzas se hace a expensas de sacrificar la carrera del cilindro B. El pistn A se mueve una distancia de 10 cm desplazando 100 cm (10 x l0). Esta cantidad de aceite mueve el pistn B solo 5 cm.. La velocidad de la carrera se ha sacrificado. El pistn B se mueve 5 cm. en el mismo tiempo que el pistn A recorre 10 cm.

En la figura 2 vemos una analoga mecnica al sistema hidrulico descrito. El producto de las fuerzas por las distancias debe ser igual en ambos sistemas de acuerdo a las leyes de la mecnica. En el extremo izquierdo 70 x 0,10 = 0,700 Kgm., en el extremo derecho 140 x 0,5 = 0,700Kgm

COMPONENTES HIDRAULICOSFiltros.Los sistemas hidrulicos se componen bsicamente de:Bombas.Tuberas.Vlvulas.Depsitos.Cilindros o botellasMotores.

Al comunicarse energa mecnica a la bomba, sta comienza a girar y con esto se genera una disminucin de la presin en la entrada de la bomba, como el depsito de aceite se encuentra sometido a presin atmosfrica, se genera entonces una diferencia de presiones lo que provoca la succin y con ello el impulso del aceite hacia la entrada de la bomba.

Al entrar aceite, la bomba lo toma y lo traslada hasta la salida y se asegura por la forma constructiva que el fluido no retroceda. Dado esto, el fluido no encontrar mas alternativa que ingresar al sistema que es donde se encuentra espacio disponible, consiguindose as la descarga.

ASPIRACIONDESCARGABOMBASImpulsa el fluido hidraulico y crea un caudal, transformando laenerga mecnica de una fuente de poder (motor de combustin o elctrico) en energa de fluido.

Bombas de desplazamiento positivo o volumtricasPrincipal clasificacin de las bombas; segn el funcionamiento en que se baseGracias al movimiento cclico constante de su parte mvil, una bomba de desplazamiento positivo es capaz de entregar un caudal constante de lquido y soportar (dentro de sus lmites) cualquier presin que se requiera.En otras palabras, una bomba de desplazamiento positivo genera caudal, pero a alta presin.

se transforma la energa mecnica recibida en energa hidro-cintica imprimiendo a las partculas cambios en la proyeccin de sus trayectorias y en la direccin de sus velocidades. :Bombas de desplazamiento no positivo

Las tuberas de conduccin de los circuitos hidrulicos pueden ser metlicas con tubos rgidos conformados a la medida o bien latiguillos de goma con una o varias capas de alambres de acero trenzado en su interior, dependiendo de la presin para la cual estn diseados.

TUBERIAS

CILINDROS HIDRULICOS

Los Cilindros Hidrulicos se definen en: Cilindros Hidrulicos de Simple Efecto: La barra esta solo en uno de los extremos del pistn, el cual se contrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del cilindro.

Cilindros Hidrulicos de doble Efecto:La carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presin entre los extremos del pistn

VLVULA

Dispositivo mecnico empleado para controlar el flujo de un gas o un lquido, o en el caso de una vlvula de retencin para hacer que el flujo slo se produzca en un sentido.

Vlvula Direccional : Como su nombre lo indica inician, paran y controlan la direccion del fluido en un circuito hiraulicoVlvula de Retencin (Normal, Pilotada o Electro Pilotada): Permite el paso del lquido en una sola direccin, bloqueando la posibilidad de retroceso una vez que el fluido la atraviesa, manteniendo la presin del circuito hidrulico.Vlvula de Control de Presin: Esta vlvula protege al sistema hidraulico contra las sobrecargas.Cuando la carga es superior al taraje de la vlvula, el caudal de la bomba se dirige al deposito limitando el par o la fuerza del cilindroVlvula Reguladora de Caudal: Las vlvulas reguladoras de caudal se utlizan para regular la velociadad de un cilindro hiraulico o de un motor hidraulico.

TANQUES Y DEPSITOS

Cuando el fluido regresa al tanque, una placa deflectora bloquea el fluido de retorno para impedir su llegada directamente a la lnea de succin. As se produce una zona tranquila, la cual permite sedimentarse a las partculas grandes de suciedad, que el aire alcance la superficie del fluido y da oportunidad de que el calor se disipe hacia las paredes del tanque.La desviacin del fluido es un aspecto muy importante en la adecuada operacin del tanque. Por esta razn, todas las lneas que regresan fluido al tanque deben colocarse por debajo del nivel del fluido y en el lado de la placa deflectora opuesto al de la lnea de succin.

contenedor de fluido, un tanque tambin sirve para enfriar el fluido, permitir asentarse a los contaminantes y el escape del aire retenido

MOTORES Motores de engranajes: Son de tamao reducido y pueden girar en los dos sentidos, pero el par es pequeo, son ruidosos, pueden trabajar a altas velocidades pero de forma anloga a los motores de paletas, su rendimiento cae a bajas velocidades. Motores de paletas: Tienen la misma estructura que las bombas de paletas, pero el movimiento radial de las paletas debe ser forzado, mientras que en las bombas se debe a la fuerza centrfuga.

realizan un trabajo mecnico en forma de movimiento giratoria ejerciendo un par en el eje de salida. Su funcionamiento es pues inverso al de las bombas hidrulicas. Se emplean sobre todo porque entregan un par muy grande a velocidades de giro pequeas en comparacin con los motores elctricos.

Motores de pistones: Son los ms empleados de todos ya que se consiguen las mayores potencias trabajando a altas presiones. En funcin de la posicin de los pistones con respecto al eje podemos encontrar:

Motores de pistones axiales: Los pistones van dispuestos en la direccin del eje del motor. El lquido entra por la base del pistn y lo obliga desplazarse hacia fuera. Como la cabeza del pistn tiene forma de rodillo y apoya sobre una superficie inclinada, la fuerza que ejerce sobre ella se descompone segn la direccin normal y segn la direccin tangencial a la superficie. Esta ltima componente la obligar a girar, y con ella solidariamente, el eje sobre la que va montada. Variando la inclinacin de la placa o el basculamiento entre el eje de entrada y salida se puede variar la cilindrada y con ella el par y la potencia. Motor de pistones radiales: Los pistones van dispuestos perpendicularmente al eje del motor. El principio de funcionamiento es anlogo al de los axiales pero aqu el par se consigue debido a la excentricidad, que hace que la componente transversal de la fuerza que el pistn ejerce sobre la carcasa sea distinta en dos posiciones diametralmente opuestas, dando lugar a una resultante no nula que origina el par de giro.

FILTROS

Estos sistemas se emplean para el control de la contaminacin por partculas slidas de origen externo y las generadas internamente por procesos de desgaste o de erosin de las superficies de la maquinaria, permitendo preservar la vida til tanto de los componentes del equipo como del fluido hidrulico. componente principal del sistema de filtracin de una Mquina hidrulica, de lubricacin o de engrase

Filtro de presin: situado en la lnea de alta presin tras el grupo de impulsin o bombeo, permite la proteccin de componentes sensibles como vlvulas o actuadores. Filtro de retorno: en un circuito hidrulico cerrado, se emplaza sobre la conduccin del fluido de retorno al depsito a baja presin o en el caso de filtros semi-sumergidos o sumergidos, en el mismo depsito. Actan de control de las partculas originadas por la friccin de los componentes mviles de la maquinaria. Filtro de recirculacin: situados off-line, normalmente sobre la lnea de refrigeracin que alimenta el intercambiador de calor, permiten retirar los slidos acumulados en el depsito hidrulico. Filtro de succin: llamados tambin strainers, se disponen inmediatamente antes del grupo de impulsin de manera a proteger de la entrada de partculas el cuerpo de las bombas.

En funcin de su situacin, las caractersticas de diseo y la naturaleza de cada filtro puede ser diferente de manera a responder de manera eficiente a su funcin, de manera que se distinguen:

NEUMTICA Y SISTEMAS NEUMTICOS

NEUMTICALa neumtica es la tecnologa que emplea el aire comprimido como modo de transmisin de energa necesaria para mover y hacer funcionar un mecanismo.

El aire es un material elstico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresin y devolver la energa acumulada cuando se le permita expandirse, segn la ley de los gases ideales.

El sistema neumtico suministra aire a alta presin para el aire acondicionado, presurizacin de los depsitos de agua e hidrulicos y arranque de motor.

Para herramientas que se requiere un movimiento rpido y la fuerza no sobrepasa 30 000 N.Fluido: Aire (se puede comprimir)Circuito: Abierto (No hay retorno del aire)Fugas: No son problemticas, el aire se toma del ambiente gratis.Ruido: Los escapes son ruidososCaractersticas

Aplicacin: Cuando se necesite:-Fuerza moderada.-Movimientos poco precisos o constantes. Ejemplos-Herramientas: Martillo neumtico, destornilladores, taladros, remachadoras.-Accionamiento de puertas.-Limpieza y pintura.Caractersticas

El aire esta prcticamente disponible en todas partes.El aire puede ser transportado fcilmente en tuberas, inclusive a grandes distancias.El aire comprimido puede ser almacenado en un depsito y usado cuando se requiere.El aire comprimido es relativamente insensible a las fluctuaciones con la temperatura. El aire comprimido no presenta riesgo de explosin o fuego.

Ventajas

El aire sin lubricante es limpio. Los componentes de operacin son de simple construccin.

El aire comprimido es un medio de trabajo rpido. Esto permite obtener altas velocidades de trabajo.

Las herramientas y componentes neumticos pueden ser sobrecargados hasta el punto de detenimiento.Ventajas

Alcanza fuerzas no mayores a los lmite entre 30 y 40 KN.

No siempre es posible mantener, en el pistn, una velocidad uniforme y constante con el aire comprimido.

La salida de aire (escape) es demasiado ruidosa. Se esta utilizando adsorcin de ruido y silenciadores.

Desventajas

EL SISTEMA NEUMTICO BSICO

EL SISTEMA NEUMTICO BSICO

Los cilindros neumticos, los actuadores de giro y los motores de aire suministran la fuerza y el movimiento a la mayora de los control neumtico para sujetar, mover, formar y procesar el material.Para accionar y controlar estos actuadores, se requieren otros componentes neumticos, por ejemplo unidades de acondicionamiento de aire para preparar el aire comprimido y vlvulas para controlar la presin, el caudal y el sentido del movimiento de los actuadores.

Un sistema neumtico bsico, ilustrado en la figura 2.1 se compone de dos secciones principales:

El sistema de produccin. El sistema de consumo del aire.

EL SISTEMA DE PRODUCCIN DEL AIRE

Compresor Motor elctrico Presostato Vlvula anti-retorno Depsito Manmetro Purga automtica Vlvula de seguridad Secador de aire refrigerado Filtro de lnea

EL SISTEMA DE COSUMO DE AIRE

Purga de aire Purga automtica Unidad de acondicionamiento de aire Vlvula direccional Actuador Controladores de velocidad

SISTEMA DE PRODUCCIN DE AIRELas partes componentes y sus funciones principales son:1.- Compresor El aire tomado a presin atmosfrica se comprime y entrega a presin ms elevada al sistema neumtico. Se transforma as la energa mecnica en energa neumtica.2.- Motor elctrico Suministra la energa mecnica al compresor, transforma la energa elctrica en energa mecnica.3.- Presostato Controla el motor elctrico detectando la presin en el depsito. Se regula a la presin mxima a la que desconecta el motor y a la presin mnima a la que vuelve a arrancar el motor.

4.- Vlvula anti-retorno Deja el aire comprimido del compresor al depsito e impide su retorno cuando el compresor est parado.5.- Depsito Almacena el aire comprimido. Su tamao est definido por la capacidad del compresor. Cuanto ms grande sea su volumen, ms largos son los intervalos entre los funcionamientos del compresor.6.- Manmetro Indica la presin del depsito.7.- Purga automtica Purga toda el agua que se condensa en el depsito sin necesidad de supervisin.

8.- Vlvula de seguridad Expulsa el aire comprimido si la presin en el depsito sube encima de la presin permitida.9.- Secador de aire refrigerado Enfra el aire comprimido hasta pocos grados por encima del punto de congelacin y condensa la mayor parte de la humedad del aire, lo que evita tener agua en el resto del sistema.10.- Filtro de lnea Al encontrarse en la tubera principal, este filtro debe tener una cada de presin mnima y la capacidad de eliminar el aceite lubricante en suspensin, sirve para mantener la lnea libre de polvo, agua y aceite.

SISTEMA DE CONSUMO DE AIRE 1.- Purga del aire Para el consumo, el aire es tomado de la parte superior de la tubera para permitir que la condensacin ocasional permanezca en la tubera principal; cuando alcanza un punto bajo, una salida de agua desde la parte inferior de la tubera ir a una purga automtica eliminando as el condensado.

2.- Purga automtica Cada tubo descendiente debe de tener una purga en su extremo inferior. El mtodo ms eficaz es una purga automtica pie impide que el agua se quede en el tubo en el caso en que se descuide la purga manual.

3.- Unidad de acondicionamiento del aire Acondiciona el aire comprimido para suministrar aire limpio a una presin ptima y ocasionalmente aade lubricante para alargar la duracin de los componentes del sistema neumtico que necesitan lubricacin.

4.- Vlvula direccional Proporciona presin y pone a escape alternativamente las dos conexiones del cilindro para controlar la direccin del movimiento.

5.- Actuador Transforma la energa potencial del aire comprimido en trabajo mecnico. En la figura se ilustra un cilindro lineal. pero puede ser tambin un actuador de giro o una herramienta neumtica, etc.6.- Controladores de velocidad Permiten una regulacin fcil y continua de la velocidad de movimiento del actuador.

APARATOS NEUMTICOS

Vlvula manual:Cierra el paso del fluido.

Filtro:Elimina impurezas.

Manorreductor:Regula la presin.

Engrasador:Engrasa el aire.

Distribuidor:Dirigen y regulan el paso del aire comprimido.

Electrovlvula:Se emplea generalmente para circuitos con fluido lquido.

Antirretorno:Impide la sobrepresin en el circuito por retroceso del fluido.

Silenciador:Silencia la salida del aire.

Regulador de caudal:Regula el paso del fluido

Selector de caudal:Dirige la entrada y salida del aire.

Regulador de caudal en una direccin:El aire pasa libremente a travs del antirretorno.

Temporizador:Segn cierto tiempo abre el paso del aire.

Presostato:Elemento de control de circuitos

Cilindro:Importante en la mayora de los circuitos neumticos.

VLVULAS:

Vlvula inversa:Deja pasar el fluido.

Vlvula directa:No deja pasar el fluido.

Pulsadores elctricos:Elementos elctricos del circuito de maniobra. Se accionan manualmente.

Fines de curso elctricos:Se accionan mecnicamente.

Electroimanes:Elementos elctricos que accionan contactos y aparatos.

CILINDROS NEUMTICOS:Un cilindro neumtico es un mecanismo que transforma la energa acumulada por un fluido a presin, en movimiento y/o fuerza. Es un elemento de vital importancia en una mquina, dispositivo o accionamiento.

Cilindros de efecto simple: Disponen de una nica entrada de aire, que produce el desplazamiento del mbolo en un nico sentido. Cuando cesa la entrada de aire, el mbolo vuelve a su posicin inicial (normalmente, mediante la accin recuperadora de un muelle).

Cilindros de doble efecto:Disponen de dos entradas de aire, lo que permite el desplazamiento del mbolo en dos sentidos (avance y retroceso), al empujar el aire en cada una de las caras del mbolo.

COMPRESORES:Se define como compresor a una mquina que toma el aire en unas determinadas condiciones y lo impulsa a una presin mayor a la de entrada. El compresor para poder realizar este trabajo de compresin debe tomar la energa de un motor elctrico.

COMPRESOR DE MBOLO:Los compresores ms utilizados son los de mbolo, ya que son relativamente baratos y aportan gran flexibilidad de funcionamiento. El funcionamiento de los compresores de mbolo es muy similar al de un motor de combustin interna de un automvil.Un eje sobre el cual se encaja la pieza 1 es el elemento motor que gira transmitiendo el movimiento a la pieza 2 (biela).

Este movimiento de rotacin se transforma en un movimiento alternativo de ascenso y descenso del pistn. Se distinguen dos fases: Aspiracin:Compresin:

ESQUEMAS NEUMTICOS

Cdigo de las vas de una vlvulaISO, International Organization Standarization.CETOP, Comit Europeo de las Transmisiones leo-hidrulicas y Neumticas En neumtica, la ISO 1219 es equivalente a la UNE 101 149-86.UNE, Una Norma Espaola.ISOCETOP

CONDUCTOSNORMA ISONORMA CETOPAlimentacin de presinP1Conductos de trabajoA, B, C, ...2, 4, 6, ...EscapesR, S, T, ...3, 5, 7, ...Conductos de pilotajeZ, Y, X, ...12, 14, 16, ...

Realizacin del esquema

NIVELCOMPONENTEEJEMPLOS6Elementos de trabajoCilindros, motores neumticos5Elementos de regulacin de velocidadReguladores de caudal unidireccional4Elementos de potenciaVlvula distribuidora para el cilindro3Elementos de tratamiento de sealSelectores de funcin O e Y2Elementos de entrada de sealMicrovlvulas acc. manual, final de carrera1Fuente de alimentacin de energaUnidad de mantenimiento

ESQUEMAS TIPICOSEl esquema neumtico mas simple es un cilindro de simple efecto accionado por una vlvula de 3 vas dos posiciones. Otro ejemplo es el cilindro de doble efecto, accionado por una vlvula de 5 orificios y dos posiciones.Elementos de un circuito neumtico :Los circuitos neumticos utilizan aire sometido a presin como medio para transmitir fuerza. Este aire comprimido se obtiene directamente de la atmsfera y se prepara para poder ser utilizado en los circuitos.

Esquemas simples: cilindro de simple efecto y de doble efecto

Mando de un cilindro de simple efecto Ejercicio:

El vstago de un cilindro de simple efecto debe salir al accionar un pulsador y regresar inmediatamente al soltarlo.

solucin:

Para realizar este mando se precisa una vlvula distribuidora 3/2 cerrada en posicin de reposo. Al accionar dicha vlvula, el aire comprimido pasa de P hacia A; el conducto R est cerrado. Por el efecto del muelle de reposicin de la vlvula, el cilindro es pone en escapo de A hacia R; el empalme de alimentacin P se cierra.

Mando de un cilindro de doble efecto

Ejercicio:El vstago de un cilindro de doble efecto debe salir o entrar segn se accione una vlvula.

Solucin:

Este mando de cilindro puede realizarse tanto con una vlvula distribuidora 4/2 como con una 5/2. La unin de los conductos de P hacia B y de A hacia R en la 4/2 mantiene el vstago entrado en la posicin final de carrera. Al accionar el botn de la vlvula es establece la unin de P hacia A y de B hacia R. El vstago del cilindro seis hasta la posicin final de carrera. Al soltar el botn, el muelle recuperador de la vlvula hace regresar sta a la posicin Inicial. El vstago del cilindro vuelve a entrar hasta la posicin final de carrera.

Si se emplea una vlvula distribuidora 5/2, el escapo se realiza por R S. Para regular la velocidad, basta incorporar vlvulas de estrangulacin.

ESQUEMA DE UN COMPRESOR DE AIRE

Grupo compresor de aire formado por:1 Filtro del aire aspirado2 Grupo motocompresor3 Refrigerador4 Vlvula antirretorno5 Acumulador de aire, recipiente6 Vlvula de seguridad. Limitador de presin7 Purgador manual8 Presostato. Cuando el deposito alcanza la presin mxima, manda una seal de paro al motor.9 Conjunto de: filtro indicador de presin -- engrasador

APLICACIONES A LOS SISTEMAS HIDRAULICOS Y NEUMATICOS

Aplicaciones mvilesEl empleo de energa proporcionada por el aire y aceite a presin, pede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehculos mviles como:TractoresGras RetroexcavadorasCargadores frontalesFrenos y suspensiones de camionesVehculos para la construccin y mantenimiento de carreteras

Aplicaciones industrialesEn la industria es de primera importancia contar con maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar y mecanizar elementos o materiales propios de la lnea de produccin, para estos efectos utiliza con regularidad energa proporcionada por fluidos comprimidos. Se obtienen entre otros:

Maquinarias para la industria plsticaMaquinas herramientasMaquinaria para la elaboracin de alimentosEquipamiento para la robtica y manipulacin automatizadaEquipo para montaje industrialMaquinaria para la mineraMaquinaria para la industria siderrgica

Otras aplicaciones se pueden dar en sistemas propios de vehculos de motores, como automviles, aplicaciones aeroespaciales y aplicaciones navales, por otro lado se pueden tener aplicaciones en el campo de la medicina y en general todas aquellas reas en que se requiere de movimientos muy controlados y de alta presin, as se tiene:

Aplicaciones automotrices: suspensiones, frenos, direcciones, refrigeracin, etc.Aplicacin aeronutica: timones, alerones, trenes de aterrizaje, frenos, simuladores, equipos de mantenimiento aeronutico, etc.Aplicacin naval: timn mecanismos de transmisin, sistemas de mandos, sistemas especializados de embarcaciones o buques militares.Medicina: instrumental quirrgico, mesas de operaciones, camas de hospital, sillas e instrumental odontolgico, etc.

SISTEMA DE FRENOSSu principal funcin es disminuir o anular progresivamente la velocidad del vehculo, o mantenerlo inmovilizado cuando est detenido.El sistema de freno principal, o freno de servicio, permite controlar el movimiento del vehculo, llegando a detenerlo si fuera preciso de una forma segura, rpida y eficaz, en cualquier condicin de velocidad y carga en las que rueda. Para inmovilizar el vehculo, se utiliza el freno de estacionamiento, que puede ser utilizado tambin como freno de emergencia en caso de fallo del sistema principal. Debe cumplir los requisitos de inmovilizar al vehculo en pendiente, incluso en ausencia del conductor.

SISTEMA BASICO DE FRENOSCuando el pedal del freno es accionado, la presin del pedal de freno mueve el pistn dentro del cilindro maestro, forzando el fluido del freno desde el cilindro maestro por medio del tubo y la manguera flexible del cilindro de las llantas. El cilindro de las llantas contiene dos pistones colocados de forma opuesta y desconectados, cada uno de ellos sostiene la zapata de frenado ajustada dentro del tambor. Cada uno de los pistones presiona la zapata contra la pared del tambor provocando el frenado de la rotacin de la llanta. Cuando la presin en el pedal es liberada, el resorte en la zapata de frenado regresa los pistones en los cilindros de las llantas a su posicin liberada. Esta accin fuerza el desplazamiento del lquido de frenos de vuelta por medio de la manguera al cilindro maestro.

SISTEMA BASICO DE FRENOS

FRENOS HIDRAULICOSEl sistema de frenos Hidrulicos consta de dos tipos de sistemas: Sistema Hidrulico y Materiales de Friccin.En el sistema hidrulico cuando presionas el freno de tu vehculo un cilindro conocido como cilindro maestro, que va colocado en el motor, se encarga de impulsar hidrulicamente el liquido de frenos por toda la tubera, hasta llegar a los frenos colocados en las llantas y lograr frenar el vehculo.

Los materiales de friccin que se utilizan son conocidos como balatas y suelen ser piezas metlicas, semi-metlicas o de cermica que soportan muy altas temperaturas y son los que crean la friccin contra una superficie fija; que pueden ser o tambores o discos; y as logran el frenado de el vehculo, las balatas son piezas que sufren de desgaste y se tienen que revisar y cambiar en forma peridica.

El sistema de frenos hidrulicos usado en el automvil es un sistema de mltiple sesin de pistones. Ya que este sistema permite que se transmitan fuerzas hacia dos o mas pistones en la manera indicada en la figura.

El sistema de frenado hidrulico desde el cilindro maestro hasta los cilindros de las llantas en la mayora de los automviles opera de manera similar al sistema ilustrado en la figura.La fuerza aplicada en el pedal de frenado produce una fuerza proporcional en cada uno de los pistones de salida los cuales aplican la fuerza sobre las zapatas friccionantes contra el giro de la llanta retardando la rotacin.

FRENO NEUMATICOSu funcionamiento se basa en que el esfuerzo de frenado aplicado por las zapatas o discos proviene indirectamente del hecho de mover el pistn de un cilindro. Su esquema es el siguiente:

El sistema neumtico se instala en vehculos pesados, a partir de seis toneladas, y la transmisin del esfuerzo del conductor hasta las ruedas se hace al liberar aire comprimido

componentes bsicos del sistema neumtico Compresor: Es el encargado de tomar aire de la atmsfera y almacenarlo en los tanques instalados para tal fin.

Gobernador:

Cuando se llega a la presin mxima establecida (generalmente 120 PSI) el gobernador suspende el paso de aire hacia el tanque impidiendo as una sobrepresin. Cuando la presin disminuye entre 10 y 15 PSI del nivel mximo, permite nuevamente el flujo de aire hacia el tanque.

Tanque o deposito de reserva:

Mantienen una presin mxima de 120 PSI, el tamao y cantidad vara de acuerdo a la longitud, nmero de lneas y tamao de las cmaras. Un depsito normalmente tiene en su parte inferior un grifo o vlvula para drenar el agua y el lubricante acumulado.Tambin podemos encontrar una vlvula de seguridad, la cual permite la salida de aire cuando se sobrepasa la mxima presin establecida por falla del gobernador (150 PSI). Vlvula reguladora de pedal: Es la compuerta del aire comprimido.Cuando el conductor acciona el pedal abre el paso de aire comprimido hacia las cmaras en cada rueda. Al mantener una fuerza constante sobre el pedal se cierra el paso de aire controlando de esta forma la frenada a voluntad, ya que al ejercer una mayor fuerza se abre nuevamente la vlvula. Al liberar el pedal se cierra nuevamente el paso de aire hacia las cmaras y conectan las lneas de conduccin con la atmsfera a travs de la vlvula reguladora permitiendo la descompresin de la tubera.

Vlvula de descompresin rpida:

Se instala en las lneas de mayor longitud (ejes traseros) equidistante a las ruedas del eje para permitir una desactivacin rpida de los frenos al liberar de presin ms retirada del pedal.

Cmara de aire: Convierte la energa del aire comprimido en energa mecnica transmitindola a la leva de ajuste (candado) la cual aplicar las bandas contra la campana para detener su movimiento. En ciertos vehculos el aire liberado por la vlvula del pedal no es suficiente para actuar los frenos traseros. En este caso es necesario acondicionar una lnea adicional desde el tanque hasta una vlvula cercana a las ruedas traseras que entre a colaborar con la lnea principal en el suministro de aire a las cmaras traseras, esta vlvula es conocida como relevadora o relay.

El funcionamiento de los frenos neumticos se basa en que el esfuerzo de frenado aplicado por las zapatas o discos proviene indirectamente del hecho de mover el pistn de un cilindro. Su esquema es el siguiente:

Figuras aclarativa de cmo funciona el Frenado de aire comprimido

GRACIAS

********