{"id":30904,"date":"2024-10-08T09:04:57","date_gmt":"2024-10-08T09:04:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.harsle.com\/?p=30904"},"modified":"2024-12-23T05:56:07","modified_gmt":"2024-12-23T05:56:07","slug":"bending-machine-hydraulic-system","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.harsle.com\/es\/bending-machine-hydraulic-system\/","title":{"rendered":"Dise\u00f1o innovador de sistema hidr\u00e1ulico para m\u00e1quina dobladora"},"content":{"rendered":"

En mi trabajo con m\u00e1quinas dobladoras<\/a>He llegado a apreciar el intrincado dise\u00f1o del sistema hidr\u00e1ulico que las impulsa. Este sistema es vital para lograr curvas precisas y garantizar el funcionamiento fluido de la m\u00e1quina bajo cargas variables. Al comprender los aspectos de dise\u00f1o del sistema hidr\u00e1ulico de la m\u00e1quina dobladora, puedo optimizar el rendimiento y solucionar problemas con mayor eficacia. En este art\u00edculo, explorar\u00e9 los componentes clave y las consideraciones de dise\u00f1o de los sistemas hidr\u00e1ulicos en m\u00e1quinas dobladoras<\/a>, compartiendo conocimientos que pueden mejorar tanto la eficiencia como la confiabilidad en los procesos de fabricaci\u00f3n de metales.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

El m\u00e1quina dobladora<\/a> Pertenece a un tipo de maquinaria de forja. Desempe\u00f1a un papel importante en la industria de procesamiento de metales. Sus aplicaciones se extienden a la industria ligera, la aviaci\u00f3n, el transporte mar\u00edtimo, la metalurgia, la instrumentaci\u00f3n, los electrodom\u00e9sticos, los productos de acero inoxidable, la construcci\u00f3n de estructuras de acero y las industrias de decoraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

El sistema hidr\u00e1ulico utiliza una bomba de pist\u00f3n con compensaci\u00f3n de presi\u00f3n para suministrar aceite, controlar el retorno de aceite y optimizar el uso de energ\u00eda. El cilindro hidr\u00e1ulico vertical utiliza mecanismos de equilibrio y bloqueo, lo que garantiza un funcionamiento seguro y fiable. Al mismo tiempo, los cilindros hidr\u00e1ulicos, como componentes, poseen una gran fuerza de sujeci\u00f3n y de corte. Al cortar el material de la placa, el sistema ofrece un buen rendimiento.<\/p>\n\n\n\n

El dise\u00f1o del sistema hidr\u00e1ulico, el sistema de corte de chapa met\u00e1lica y el sistema de estaciones de bombeo hidr\u00e1ulico incluye el dise\u00f1o del circuito y la estructura de la estaci\u00f3n de bombeo, la disposici\u00f3n y algunos componentes no est\u00e1ndar. Durante el proceso de dise\u00f1o, se logra una estructura compacta, una disposici\u00f3n racional y una fabricaci\u00f3n sencilla.<\/p>\n\n\n\n

Descripci\u00f3n general del sistema hidr\u00e1ulico<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Cualquier medio (l\u00edquido o gas) que fluya de forma natural o que pueda forzarse a fluir podr\u00eda utilizarse para transmitir energ\u00eda en un sistema de fluidos. El primer fluido utilizado fue el agua, de ah\u00ed el nombre de hidr\u00e1ulica aplicado a los sistemas que utilizan l\u00edquidos. En la terminolog\u00eda moderna, la hidr\u00e1ulica implica un circuito que utiliza aceite mineral. La Figura 1-1 muestra una unidad de potencia b\u00e1sica para un sistema hidr\u00e1ulico.<\/p>\n\n\n\n

(Cabe destacar que el agua est\u00e1 resurgiendo con fuerza a finales de los 90; y algunos sistemas de fluidos actuales incluso funcionan con agua de mar). El otro fluido com\u00fan en los circuitos de fluidos es el aire comprimido. Como se indica en la Figura 1-2, el aire atmosf\u00e9rico, comprimido de 7 a 10 veces, est\u00e1 f\u00e1cilmente disponible y fluye f\u00e1cilmente por tuber\u00edas, tubos o mangueras para transmitir energ\u00eda y realizar trabajo. Se podr\u00edan utilizar otros gases, como el nitr\u00f3geno o el arg\u00f3n, pero su producci\u00f3n y procesamiento son costosos.<\/p>\n\n\n\n

La industria en general comprende la energ\u00eda menos. En la mayor\u00eda de las plantas, hay pocas personas con responsabilidad directa en el dise\u00f1o o mantenimiento de circuitos de energ\u00eda fluida. A menudo, los mec\u00e1nicos generales mantienen circuitos de energ\u00eda fluida que fueron dise\u00f1ados originalmente por un vendedor de un distribuidor de energ\u00eda fluida. En la mayor\u00eda de las instalaciones, la responsabilidad de los sistemas de energ\u00eda fluida forma parte de la descripci\u00f3n del trabajo de los ingenieros mec\u00e1nicos. El problema radica en que los ingenieros mec\u00e1nicos suelen recibir poca o ninguna capacitaci\u00f3n en energ\u00eda fluida en la universidad, por lo que no est\u00e1n capacitados para llevar a cabo esta tarea. Con una formaci\u00f3n limitada en energ\u00eda fluida y m\u00e1s que suficiente trabajo, el ingeniero a menudo depende de la experiencia de un distribuidor de energ\u00eda fluida. <\/p>\n\n\n\n

Para obtener un pedido, el vendedor del distribuidor dise\u00f1a con gusto el circuito y suele ayudar en la instalaci\u00f3n y la puesta en marcha. Este sistema funciona razonablemente bien, pero a medida que avanzan otras tecnolog\u00edas, se reduce la potencia hidr\u00e1ulica en muchas funciones de la m\u00e1quina. Siempre se tiende a utilizar el equipo que mejor entienden los participantes.<\/p>\n\n\n\n

Los cilindros y motores de potencia fluida son compactos y tienen un alto potencial energ\u00e9tico. Caben en espacios reducidos y no sobrecargan la m\u00e1quina. Estos dispositivos pueden permanecer inactivos durante largos periodos, son reversibles instant\u00e1neamente, tienen velocidad infinitamente variable y, a menudo, sustituyen las conexiones mec\u00e1nicas a un coste mucho menor. Con un buen dise\u00f1o de circuito, la fuente de alimentaci\u00f3n, las v\u00e1lvulas y los actuadores funcionar\u00e1n con poco mantenimiento durante largos periodos. Las principales desventajas son la falta de conocimiento del equipo y un dise\u00f1o de circuito deficiente, que puede provocar sobrecalentamiento y fugas. <\/p>\n\n\n\n

El sobrecalentamiento se produce cuando la m\u00e1quina consume menos energ\u00eda de la que proporciona la unidad de potencia. (El sobrecalentamiento suele ser f\u00e1cil de eliminar en un circuito). El control de fugas consiste en usar conectores de junta t\u00f3rica de rosca recta para conectar tubos o mangueras y bridas SAE con tuber\u00edas de mayor tama\u00f1o. Dise\u00f1ar el circuito para minimizar los impactos y un funcionamiento en fr\u00edo tambi\u00e9n reduce las fugas.<\/p>\n\n\n\n

Una regla general para elegir entre sistemas hidr\u00e1ulicos o neum\u00e1ticos para cilindros es: si la fuerza especificada requiere un di\u00e1metro interior de 4 o 5 pulgadas o mayor, elija el sistema hidr\u00e1ulico. La mayor\u00eda de los circuitos neum\u00e1ticos tienen una potencia inferior a 3 hp debido a la baja eficiencia de la compresi\u00f3n de aire. Un sistema que requiere 10 hp para sistemas hidr\u00e1ulicos consumir\u00eda aproximadamente entre 30 y 50 hp de potencia del compresor de aire. <\/p>\n\n\n\n

Los circuitos de aire son m\u00e1s econ\u00f3micos de construir porque no requieren una m\u00e1quina motriz independiente, pero los costos operativos son mucho mayores y pueden compensar r\u00e1pidamente los bajos costos de los componentes. Un cilindro de aire de 20 pulgadas de di\u00e1metro podr\u00eda ser econ\u00f3mico si solo se cicla unas pocas veces al d\u00eda o si se utiliza para mantener la tensi\u00f3n y nunca se cicla.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Tanto los circuitos neum\u00e1ticos como los hidr\u00e1ulicos pueden operar en \u00e1reas peligrosas cuando se utilizan con controles l\u00f3gicos neum\u00e1ticos o controles el\u00e9ctricos a prueba de explosiones. Con ciertas precauciones, los cilindros y motores de ambos tipos pueden operar en atm\u00f3sferas con alta humedad, o incluso bajo el agua.<\/p>\n\n\n\n

Al utilizar fluido hidr\u00e1ulico cerca de alimentos o suministros m\u00e9dicos, es mejor canalizar los escapes de aire fuera del \u00e1rea limpia y utilizar un fluido a base de vegetales para los circuitos hidr\u00e1ulicos.<\/p>\n\n\n\n

Algunas aplicaciones requieren la rigidez de los l\u00edquidos, por lo que podr\u00eda parecer necesario utilizar sistemas hidr\u00e1ulicos en estos casos, incluso con bajas necesidades de potencia. Para estos sistemas, utilice una combinaci\u00f3n de aire para...<\/p>\n\n\n\n

La fuente de alimentaci\u00f3n y el aceite como fluido de trabajo reducen costos y mantienen un control sin esfuerzo, con opciones para una parada y retenci\u00f3n precisas. Los sistemas de tanque aire-aceite, sistemas de cilindros en t\u00e1ndem, cilindros con controles integrados e intensificadores son algunos de los componentes disponibles.<\/p>\n\n\n\n

La raz\u00f3n por la que los fluidos pueden transmitir energ\u00eda cuando est\u00e1n contenidos la explic\u00f3 con precisi\u00f3n un hombre del siglo XVII llamado Blaise Pascal. La Ley de Pascal es una de las leyes b\u00e1sicas de la energ\u00eda de los fluidos. Esta ley dice: La presi\u00f3n en un cuerpo confinado de fluido act\u00faa por igual en todas las direcciones y en \u00e1ngulo recto con respecto a las superficies que lo contienen. Otra forma de decirlo es: Si hago un agujero en un recipiente o l\u00ednea presurizada, obtendr\u00e9 PSO. PSO significa presi\u00f3n que sale a chorro, y perforar una l\u00ednea de l\u00edquido presurizado te mojar\u00e1. La Figura 1-3 muestra c\u00f3mo funciona esta ley en una aplicaci\u00f3n de cilindro.<\/p>\n\n\n\n

El aceite de una bomba fluye hacia un cilindro que eleva una carga. La resistencia de la carga genera presi\u00f3n dentro del cilindro hasta que esta comienza a moverse. Mientras la carga est\u00e1 en movimiento, la presi\u00f3n en todo el circuito se mantiene casi constante. El aceite presurizado intenta salir de la bomba, la tuber\u00eda y el cilindro, pero estos mecanismos son lo suficientemente fuertes como para contener el fluido. Cuando la presi\u00f3n contra la zona del pist\u00f3n alcanza la resistencia suficiente para superar la carga, el aceite impulsa la carga hacia arriba. Comprender la Ley de Pascal facilita la comprensi\u00f3n del funcionamiento de todos los circuitos hidr\u00e1ulicos y neum\u00e1ticos.<\/p>\n\n\n\n

Observe dos aspectos importantes en este ejemplo. Primero, la bomba no gener\u00f3 presi\u00f3n; solo produjo flujo. Las bombas nunca generan presi\u00f3n. Solo generan flujo. La resistencia al flujo de la bomba genera presi\u00f3n. Este es uno de los principios b\u00e1sicos de la potencia de fluidos, fundamental para la resoluci\u00f3n de problemas en circuitos hidr\u00e1ulicos. Supongamos que una m\u00e1quina con la bomba en funcionamiento muestra casi 0 psi en su man\u00f3metro. \u00bfSignifica esto que la bomba est\u00e1 defectuosa? Sin un medidor de flujo a la salida de la bomba, los mec\u00e1nicos podr\u00edan cambiarla, ya que muchos creen que las bombas generan presi\u00f3n. <\/p>\n\n\n\n

El problema con este circuito podr\u00eda ser simplemente una v\u00e1lvula abierta que permite que todo el flujo de la bomba fluya directamente al tanque. Dado que el flujo de salida de la bomba no encuentra resistencia, el man\u00f3metro muestra poca o ninguna presi\u00f3n. Con un medidor de flujo instalado, ser\u00eda obvio que la bomba funciona correctamente y se deben encontrar y corregir otras causas, como una v\u00eda abierta al tanque.<\/p>\n\n\n\n

Otro aspecto que muestra el efecto de la ley de Pascal es la comparaci\u00f3n entre el apalancamiento hidr\u00e1ulico y el mec\u00e1nico. La Figura 1-4 muestra el funcionamiento de ambos sistemas. En ambos casos, una fuerza grande se compensa con una fuerza mucho menor debido a la diferencia en la longitud del brazo de palanca o el \u00e1rea del pist\u00f3n. Cabe destacar que el apalancamiento hidr\u00e1ulico no se limita a una distancia, altura o ubicaci\u00f3n f\u00edsica determinadas, como s\u00ed lo hace el apalancamiento mec\u00e1nico. <\/p>\n\n\n\n

Esta es una ventaja indudable para muchos mecanismos, ya que la mayor\u00eda de los dise\u00f1os que utilizan energ\u00eda fluida ocupan menos espacio y no est\u00e1n limitados por consideraciones de posici\u00f3n. Un cilindro, un actuador rotatorio o un motor de fluido con una fuerza o par pr\u00e1cticamente ilimitados pueden empujar o girar directamente el elemento de la m\u00e1quina. Estas acciones solo requieren l\u00edneas de flujo hacia y desde el actuador y dispositivos de retroalimentaci\u00f3n para indicar la posici\u00f3n. La principal ventaja del accionamiento por varillaje es el posicionamiento preciso y la capacidad de control sin retroalimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

A primera vista, podr\u00eda parecer que el apalancamiento mec\u00e1nico o hidr\u00e1ulico ahorra energ\u00eda. Por ejemplo: 40\u00a0000 lb se mantienen en su lugar gracias a 10\u00a0000 lb en la Figura 1-4. Sin embargo, observe que la relaci\u00f3n entre los brazos de palanca y las \u00e1reas del pist\u00f3n es de 4:1. Esto significa que, al aplicar fuerza adicional, por ejemplo, al lado de 10\u00a0000 lb, este desciende y el lado de 40\u00a0000 lb sube. Cuando el peso de 10\u00a0000 lb desciende 25 cm, el de 40\u00a0000 lb solo sube 6,35 cm.<\/p>\n\n\n\n

El trabajo es la medida de una fuerza que recorre una distancia. (Trabajo = Fuerza x Distancia). El trabajo suele expresarse en pies-libra y, como indica la f\u00f3rmula, es el producto de la fuerza en libras por la distancia en pies. Cuando un cilindro levanta una carga de 20,000 lb a una distancia de 10 pies, realiza 200,000 pies-libra de trabajo. Esta acci\u00f3n puede ocurrir en tres segundos, tres minutos o tres horas sin modificar la cantidad de trabajo.<\/p>\n\n\n\n

Cuando se realiza trabajo en un tiempo determinado, se denomina potencia. {Potencia = (Fuerza X Distancia) \/ Tiempo}. Una medida com\u00fan de potencia es el caballo de vapor, un t\u00e9rmino que se remonta a la \u00e9poca en que la mayor\u00eda de las personas pod\u00edan relacionarlo con la fuerza de un caballo. Esto permiti\u00f3 a la persona promedio evaluar nuevos m\u00e9todos de potencia, como la m\u00e1quina de vapor. La potencia es la tasa de trabajo. Un caballo de vapor se define como el peso en libras (fuerza) que un caballo puede levantar un pie (distancia) en un segundo (tiempo). Para un caballo promedio, esto result\u00f3 ser 550 libras (un pie) en un segundo. Al cambiar el tiempo a 60 segundos (un minuto), normalmente se expresa como 33,000 pies-libras por minuto.<\/p>\n\n\n\n

En la mayor\u00eda de los circuitos hidr\u00e1ulicos no es necesario considerar la compresibilidad, ya que el aceite solo se puede comprimir en cantidades muy peque\u00f1as. Normalmente, los l\u00edquidos se consideran incompresibles, pero casi todos los sistemas hidr\u00e1ulicos contienen aire atrapado. Las burbujas de aire son tan peque\u00f1as que incluso las personas con buena vista no pueden verlas, pero estas burbujas permiten una compresibilidad de aproximadamente 0,51 TP\u00b3T por 1000 psi. <\/p>\n\n\n\n

Las aplicaciones de sistemas hidr\u00e1ulicos donde esta peque\u00f1a compresibilidad tiene un efecto adverso incluyen: intensificadores aire-aceite de un solo golpe; sistemas que operan a ciclos muy altos; servosistemas que mantienen posiciones o presiones cercanas a la tolerancia; y circuitos que contienen grandes vol\u00famenes de fluido. En este libro, al presentar circuitos donde la compresibilidad es un factor, se indicar\u00e1 su importancia, as\u00ed como las maneras de reducirla o permitirla.<\/p>\n\n\n\n

Otra situaci\u00f3n que parece indicar mayor compresibilidad que la indicada anteriormente es si las tuber\u00edas, mangueras y tubos de cilindros se expanden al presurizarse. Esto requiere un mayor volumen de fluido para generar presi\u00f3n y realizar el trabajo deseado. <\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, cuando los cilindros empujan contra una carga, los miembros de la m\u00e1quina que resisten esta fuerza pueden estirarse, lo que nuevamente hace necesario que ingrese m\u00e1s fluido al cilindro antes de que el ciclo pueda finalizar.<\/p>\n\n\n\n

Como es sabido, los gases son muy compresibles. Algunas aplicaciones utilizan esta caracter\u00edstica. En la mayor\u00eda de los circuitos de fluidos, la compresibilidad no es ventajosa; en muchos, es una desventaja. Por lo tanto, es mejor eliminar el aire atrapado en un circuito hidr\u00e1ulico para permitir ciclos m\u00e1s r\u00e1pidos y aumentar la rigidez del sistema.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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