Hidràulica i pneumàtica 2016

De Wiki del Nigul
Salta a la navegació Salta a la cerca

Introducció

Circuits hidràulics

Què és un circuit hidràulic

La hidràulica, es una ciència i tècnica a la vegada que s'ocupa de la transmissió i control de forces i moviments per mitjà de fluids.

Els sistemes hidràulics a base d'oli van ser desenvolupats en la dècada dels anys vint i , des d'aquells llunyans temps, han anat perfeccionant i incorporant noves tecnologies de control.Un sistema hidràulic és un mètode d'aplicació de forces a través de la pressió que exerceixen els fluids.

Un circuit hidràulic és un conjunt d'elements pel qual circula un fluid hidràulic(generalment oli) que reuneix les següents condicions:és impulsat per una bomba hidràulica, que recull el fluid d'un dipòsit, i l'impulsa per unes canonades, on es realitza un control, per acabar en uns elements que transformen el cabal hidràulic en moviment, i per mitjà d'altres canonades retorna al dipòsit.

El fluid hidràulic normalment és un oli mineral, ja que és l'únic fluid que pot reunir aquesta serie de requisits.

-Requisits del fluid hidràulic:

  1. Transmetre la pressió.
  2. Lubrificar les parts mòbils dels equips.
  3. Refrigerar, és a dir, derivar la calor generada per la transformació d'energia.
  4. Amortitzar les vibracions causades pels pics de pressió.
  5. Protegir contra la corrosió.
  6. Eliminar partícules abrasives.
  7. En algunes aplicacions, per exemple, la mineria, les màquines que treballen a temperatura elevada o instal·lacions elèctriques, és de difícil inflamació.
  8. Transmetre senyals.

Actualment s'utilitza en molts àmbits: industrials, automobilístics, aeronàutics, etc...

La utilització d'instal·lacions hidràuliques en la construcció de màquines-eina, premses, etc., ha adquirit gran importància ja que permet transmetre potències o executar moviments mitjançant petits elements que es poden pilotar o regular amb facilitat.


L'enginyer grec Ctesíbios d'Alexandria (segle III A.C.) es considera el pare de la pneumàtica, ja que va estudiar el comportament de l'aire i l'aigua a pressió, i va inventar diverses màquines i dispositius, com l'òrgan d'aigua i l'aire comprimit. En els segles XVIII i XIX es van idear diversos sistemes de transport basats en la diferència de pressió entre dos punts d'un fluid. Un dels més singulars va ser el del tren atmosfèric, creat pel britànic John Vallence a mitjan segle XIX, que permetia el desplaçament dels vagons gràcies a la succió d'aire que es produïa d'una estació a altra.

Encara que la idea original correspon a George Medhurst, va ser l'enginyer escocés William Murdoch qui va construir la primera instal·lació de correu pneumàtic, a Londres, el 1853. L'aplicació d'aquest sistema entre empreses i institucions es va generalitzar en algunes ciutats como ara Nova York, París o Londres, on la xarxa pneumàtica de canonades superava els 50 quilòmetres al final del segle XIX.

Elements d'un circuit hidràulic

Bombes hidràuliques

Una bomba hidràulica, és una maquina que impulsa un líquid, aquest líquid pot ser un fluid tot sol o una mescla de fluids. Quan s'incrementa l'energia del fluid, s'augmenta la seva pressió, la seva velocitat o la seva altura, totes elles relacionades segons el principi de Bernoulli.

En general, una bomba s'utilitza per incrementar la pressió d'un líquid afegint energia al sistema hidràulic , per a moure el fluid d'una zona de menor pressió o altitud, a una altra de major pressió o altitud.


Tipus de bombes hidràuliques en principi del funcionament:

  • Bombes de desplaçament positiu o volumètriques:
    • Bombes d'èmbol alternatiu
    • Bombes volumètriques rotatives o rotoestàtiques
  • Bombes rotodinàmiques:
    • Radials o centrífugues: quan el moviment del fluid segueix una trajectòria perpendicular al eix del rodet impulsor.
    • Axials: quan el fluid passa pels canals dels rodets seguint una trajectòria continguda en un cilindre.
    • Diagonals o helicocentrífugues: quan la trajectòria del fluid es realitza en una altra direcció entre les anteriors, és a dir en un conus axial amb l'eix del rodet.


Tipus de bombes hidràuliques segons el tipus d'accionament:

  • Electrobombes
  • Bombes pneumàtiques: Ex.: compressor.
  • Bombes d'accionament hidràulic: Ex.:bomba d'ariet o la sínia.
  • Bombes manuals: Ex.: bomba de balancí.


Tipus de bombes de èmbols:

  • Bomba aspirant: un cilindre que conté un pistó mòbil està connectat amb el subministrament d'aigua mitjançant un tub. Una vàlvula bloqueja l'entrada del tub al cilindre.
  • Bomba impel·lent: un cilindre,un pistó i una canonada que baixa fins al dipòsit d'aigua. Així mateix, té una vàlvula que deixa entrar l'aigua al cilindre, però no tornar.

Elements de control

Els elements de control anomenats també vàlvules,s'encarreguen de controlar la pressió, el cabal o de distribuir l'oli segons la maniobra que ens interessi.

Hi ha tres tipus de vàlvules:

  • Vàlvula reguladora de pressió: Protegeix el circuit de les altres pressions que el poden destruir.
  • Vàlvula reguladora de caudal: Per cuan ens interessi reduir el cabal del circuit.
  • Vàlvula direccional: Si volem que el circuit sigui en una sola direcció de tancament o no retorn, segons ens interessi.

Actuadors

Els elements de maniobra en un circuit hidràulic són aquells que transformen l'energia aportada cap a una d'una energia cinètica .És a dir, converteixen energia en moviment. Dintre dels elements de maniobra tenim principalment dos tipus de mecanismes:

  • Cilindres hidràulics: Un cilindre hidràulic o motor hidràulic lineal són actuadors mecànics que són usats per aplicar una força al llarg d'un recorregut lineal. El cilindre hidràulic consisteix bàsicament en dues peces: un cilindre barril i un pistó o èmbol mòbil connectat a un plançó.
  • Motor Hidràulic:Un motor hidràulic es un actuador mecànic que converteix pressió hidràulica i fluid en un par de torsió i desplaçament angular,es a dir, en una rotació o gir.

Depòsit

Te molta de importància en el circuit, per que a més de contenir el fluid també serveix per:

  • Eliminació de l'aire que es condensa dins del circuit
  • Refrigera el circuit
  • Separa l'aire de l'oli

El deposit ha de tenir una gran resistència i capacitat.

Al tub d'aspiració de la bomba acostuma a haver-hi un filtre per l'eliminació de les partícules produïdes pel desgast.

Hi ha dos tipus de deposit:

  • Presuritzat -Aquest deposit es el que conté el liquid a una pressió determinada per que realitzi el seu funcionament adaquadament.
  • No presuritzat -Aquest deposit es el conté els restes dels fluids que no s'aprofiten per el funcionament.

Usos dels circuits hidràulics

Aquest sistema es fa servir per controlar el flux del fluid (com en una xarxa de canonades de refredament en un sistema termodinàmic) o controlar la pressió del fluid (com en els amplificadors hidràulics).

La teoria de circuits hidràulics funciona millor quan els elements (components passius com ara canonades o línies de transmissió o components actius com a fonts d'alimentació o bombes) són discrets i lineals. El que normalment indica que l'anàlisi de circuits hidràulics funciona millor per a tubs llargs i prims amb bombes separades, tal com es troben en els sistemes de flux de processos químics o dispositius de microescala.


El circuit comprèn dels següents elements :

  • components actius:

Unitats d'alimentació

Línies de Transmissió

mànegues Hidràuliques

  • components passius:

cilindres hidràulics

Fluid hidràulic

El fluid hidràulic, normalment és un oli mineral, ja que és l'únic fluid que pot reunir la sèrie de requisits que es detallen.

  • Transmetre la pressió.
  • Lubrificar les parts mòbils dels equips.
  • Refrigerar, és a dir, derivar la calor generada per la transformació d'energia.
  • Amortitzar les vibracions causades pels pics de pressió.
  • Protegir contra la corrosió.
  • Eliminar partícules abrasives.
  • Transmetre senyals.
  • En algunes aplicacions, per exemple, la mineria, en màquines que treballen a temperatura elevada o instal·lacions elèctriques, per que és de difícil inflamació.

Circuits pneumàtics

Què és un circuit pneumàtic

Un circuit pneumàtic és un conjunt de components conectats que converteixen l' aire en un treball mecànic el qual aplica una força que produeix un moviment. El circuit ha d'incloure un compressor o un tanc alimentat per un compressor. Per produir aquest moviment el circuit a de contenir un compressor, un diposit i canonades. Esta format per:

  1. Un generador d'aire comprimit es el dispositiu que comprimeix l'aire de l'atmosfera fins que arriba a la pressió necessària.
  2. Tuberies per les quals es mou l'aire.
  3. Els actuadors, com els cilindres i els motors, que son els encarregats de convertir els tubs en èmbols i mourer-los per accionar el circuit.
  4. Els elements de control, com les vàlvules distribuïdores. Les vàlvules obren o tanquen el pas de l'aire.
  5. Els perns elèctrics que serveixen per les portes dels mitjans de transports.
  6. Un compresor
  7. Una atmosfera oberta(Per retornar el gas empleat al compressor)

Les següents eines empleen aire comprimit, però normalment no son part de un circuit pneumàtic:

  1. Armes(Pistoles, metralletes...)
  2. Cohet.
  3. Refrigeradors.
  4. Motors de combustió interna.
  5. Bombones d'oxigen.

AVANTATGES No és perillós,per que no emet espurnes.

Cilindre pneumàtic

  1. Es fàcilment disponible.
  2. És un fluid net.
  3. És emmagatzemat amb facilitat.
  4. Es desplaça amb rapidesa.

INCONVENIENTS

  1. Es difícil regular la velocitat.
  2. Transmissió de petites potències.
  3. No es pot controlar la posició.
  4. No es pot invertir el gir o desplaçar instantàniament.
  5. No protegeix el sistema.
  6. No es pot aturar o arrencar en càrrega.
  7. Fa molt soroll.

Elements d'un circuit pneumàtic

Compressors

Un compressor és una màquina que augmenta la pressió d'un fluid mentre que redueix el seu volum.

Hi ha cinc tipus de compresors.

Els Compressors centrífugs fan servir un disc o roda rotativa dins d'una carcasa, de manera que al girar, força el pas de l'aire en direcció radial.

Els compressors de flux axial són compressors rotatius dinàmics que fan servir cascades per comprimir el fluid operant.

Els compressors de caragol fan servir dos caragols helicoïdals rotatius entramats com a compressor de desplaçament positiu, per a forçar el gas a comprimir-se reduint-ne el volum.

Els compressors de paletes consisteixen en un rotor amb un nombre determinat d'àleps muntats als allotjaments radials del rotor. El rotor està muntat excèntricament a una carcassa major que ell, que pot ser circular o més complexa. Quan el rotor gira, les paletes llisquen enfora i endins dels allotjaments, sempre en contacte am la paret de la carcassa gràcies a uns molls als allotjaments del rotor. D'aquesta manera, es va reduint el volum del gas admès a cada cicle gràcies a l'excentricitat de la màquina. Aquestos compressors són, juntament amb els de pistó, els més vells de les tecnologies de compressió.

Un compressor d'espiral fa servir dos àleps amb forma d'espiral interposats per a bombejar o comprimir fluids i gasos.

Elements de control

Actuadors

Dipòsit i Canonades

Dipòsit: Acumula l'aire comprimit que ha produït el compressor, i el refreda. A més inclueix elements per controlar les condicions de l'aire.

Funcions: Contenir el fluid d'un sistema hidraulic, evacuar la calor, sedimentació, separació de l'aire i separació de l'aigua.

Canonades: S'utilitzen per quan la distància del generedor de pressió i la toma es massa gran.

Funcions: Transportar oli hidràulic a llargues distàncies.

Usos dels circuits pneumàtics

Els circuits pneumàtics es solen utilitzen per moure i fer funcionar mecanismes.


  • Camions i Autocars: Utilitzen aire comprimit per els frens.
  • Producció industrial automatitzada: En els processos de fabricació es fan servir circuits pneumàtics i hidràulics per realitzar la transferència i posicionament de peces i productes.
  • Accionaments en robots: Per produir els moviments de les articulacions d'un robot industrial i de les atraccions de fira, s'empren principalment sistemes de pneumàtica.
  • Màquines i eines d'aire comprimit. Eines com el martell pneumàtic, els tornavisos pneumàtics o les màquines para pintar a pistola, són exemples l'ús de la pneumàtica.

Enllaços d'interès

Elements d'un circuit hidràulic

Informació general sobre la pneumàtica

Elements d'un circuit pneumàtic

Informació general sobre tecnologia

Conceptes bàsics

Empreses de pneumàtica e hidràulica

Resums i vídeos explicatius amb conceptes bàsics.

Obtingut de «https://wiki.nigul.coop/index.php?title=Hidràulica_i_pneumàtica_2016&oldid=3337»