PRACTICAS ELECTROHIDRAULICA bouza_fernandez
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Departamento de Construcciones Navales Universidad de A Coruña
Manual de Prácticas de Electro-Hidráulica
Javier Bouza Fernández Profesor de: Sistemas Oleoneumáticos Sistemas Hidráulicos y Neumáticos D.L.: C – 429 – 01
© Javier Bouza Fernández
1.- MANDOS ELÉCTRICOS PARA EL CONTROL DE LAS ELECTROVÁLVULAS
Accionamiento directo Accionamiento indirecto
En esta primera práctica se contemplan dos mandos eléctricos diferentes para el control de las electroválvulas que gobiernan los actuadores hidráulicos. Se resalta la importancia del relé eléctrico en la realización del accionamiento indirecto. ¿Qué ventajas puede presentar el accionamiento directo con respecto al indirecto?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
1
2.- CONCEPTO DE LA PRESIÓN HIDRÁULICA
VLP2
VLP2
VLP1
En este caso se puede apreciar y entender cuando la bomba trabaja como generadora de caudal y cuando trabaja como generadora de presión. Para el caso de generador de caudal la presión dependerá de la resistencias internas y externas, es decir, de la carga (simulada con la VLP). Sólo la bomba funcionará como generador de presión cuando abrá la válvula de seguridad. ¿Qué objetivo puede tener que la bomba trabaje como generador de presión en un sistema hidráulico?. ¿Es correcto afirmar que las bombas entregan presión?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
2
3.- CIRCUITO REGENERATIVO O DIFERENCIAL
CIRCUITO REGENERATIVO O DIFERENCIAL
CIRCUITO CONVENCIONAL
Con estos dos circuitos diferentes y empleando los mismos elementos hidráulicos, incluidos los cilindros, obtenemos velocidades distintas en el avance. ¿Qué relación existe en la velocidad y en la fuerza máxima del cilindro de ambos circuitos?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
3
4.- MÉTODO DE REGULACIÓN A LA ENTRADA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR
En estos tres circuitos se emplea el método de regulación a la entrada para controlar la velocidad de avance, la velocidad de retroceso o ambas respectivamente. Es importante observar los manómetros antes y después de la válvula reguladora de caudal para apreciar diferencias con los otros métodos de regulación. ¿Cómo se ven afectadas las presiones indicadas en los manómetros para una carga constante y diferentes velocidades?. ¿Qué pasa con el caudal sobrante, es decir, el que no consume el actuador?. ¿Qué conversión de energía ocurre en este caso?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
4
5.- MÉTODO DE REGULACIÓN A LA SALIDA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR
En estos tres circuitos se emplea el método de regulación a la salida para controlar la velocidad de avance, la velocidad de retroceso o ambas respectivamente. Es importante observar los manómetros antes de la válvula reguladora de caudal y de la entrada del cilindro para apreciar diferencias con los otros métodos de regulación. ¿Cómo se ven afectadas las presiones indicadas en los manómetros para una carga nula y diferentes velocidades?. ¿Qué diferencias se encuentran en el empleo de este método con respecto al método de regulación a la entrada?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
5
6.- MÉTODO DE REGULACIÓN POR SUBSTRACCIÓN PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR
En esta practica se analiza el empleo de método de regulación por substracción para el control de velocidad de un motor hidráulico. Es en este tipo de actuadores donde dicho método tiene su uso más frecuente. ¿Qué se observa en el manómetro antes de la válvula reguladora?. ¿A qué presión y por dónde fluye el caudal sobrante ? ¿Qué diferencias se aprecian con respecto a los otros dos métodos de regulación anteriormente analizados?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
6
7.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “Y”
En este circuito se desarrolla la función lógica “Y” que permitirá, en este caso, el avance del cilindró solamente si los dos pulsadores están pulsados simultáneamente. ¿Qué ocurre si la válvula direccional 4/2 de la que disponemos tiene las posiciones cambiadas con respecto a la del circuito?.¿Qué podemos hacer, en este caso, para que la secuencia se corresponda con la expresada en estos circuitos?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
7
8.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “0”
En este circuito se desarrolla la función lógica “O” que no permitirá, en este caso, el avance del cilindró solamente cuando los dos pulsadores no estan accionados. ¿Pensar ejemplos para la aplicación de esta función lógica?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
8
9.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “NOR”: LÓGICA POSITIVA
Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 24 V (DC) es el estado “ 1 ”(o de activación del actuador) y que 0 V (DC) será el estado “0” (o desactivación del actuador).
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
9
10.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “NOR”: LÓGICA NEGATIVA
Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 0 V (DC) es el estado “ 1 ”(o de activación del actuador) y que 24 V (DC) será el estado “0” (o desactivación del actuador). ¿Qué ventajas puede suponer el emplear una lógica positiva o negativa?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
10
11.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “NAND”: LÓGICA POSITIVA
Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 24 V (DC) es el estado “ 1 ”(o de activación del actuador) y que 0 V (DC) será el estado “0” (o desactivación del actuador). Desarrollar este mando con lógica negativa
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
11
12.- SISTEMAS ELÉCTRICOS DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACIÓN
Conexión Dominante
Desconexión Dominante
Se analiza el funcionamiento de los dos tipos de memoria eléctrica, que permiten almacenar tanto información de mando, como de captadores eléctricos de señal. Comparar que ocurre cuando se activan los dos pulsadores simultáneamente
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
12
En este caso se desarrolla el circuito regenerativo para conseguir una mayor velocidad al avance. ¿Qué característica diferenciadora tiene la válvula reguladora de caudal empleada? (emplear una VLP para simular la carga del cilindro)
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
13
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
14
13.-REGULACIÓN DE LA FUERZA MÁXIMA DEL ACTUADOR
Las válvulas reguladoras de presión reducen la presión de entrada hasta alcanzar el valor de una presión de salida previamente ajustada. Esto nos permite regular la fuerza máxima del actuador sin variar la presión máxima de servicio. Estas válvulas sólo cumplen debidamente con su función si el sistema hidráulico trabaja con diversas presiones.
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
15
14.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE ACTUADOR VERTICAL: REGULACIÓN A LA SALIDA
1.
Diseñar dos circuitos eléctricos que permita pasar del avance al retroceso y viceversa (sin necesidad de pulsar el paro) y que dispongan de las tres funciones: avance, retroceso y paro. A)
Uno en el que el paro se active con señal eléctrica.
B)
Otro que el paro se active sin necesidad de señal eléctrica.
2.
Diseñar el circuito hidráulico equivalente con regulación a la entrada que permita descargar la bomba a bajo presión sin necesidad de un venting. Indicar los tarajes que deberían presentar las válvulas reguladoras de caudal y presión; si el cilindro empleado es de 3:1, y por la v. reguladora del circuito con regulación a la salida pasa 1 litro siendo la bomba de 6 l/min , la presión máxima de 150 Bares, y el efecto de la carga es de 100 Bares. Considerar coeficientes de seguridad del 20%.
3.
En el circuito con regulación a la salida y los datos anteriores. ¿Qué presión marca el manómetro sin carga? ¿y con la carga de 100 Bares?. ¿Qué diferencia de presión existe en elemento estrangulador?¿Que pasa con esa pérdida de presión?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
16
15.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE ACTUADOR VERTICAL: REGULACIÓN A LA ENTRADA
¿Qué ocurre si el taraje de la válvula contrapresión es mínimo? ¿Qué taraje es él adecuado?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
17
16.- CIRCUITO DE SEGURIDAD Y BLOQUEO DE UN ACTUADOR
En este circuito se muestra como funciona la válvula antirretorno desbloqueable. El empleo correcto de esta válvula impide que el pistón caiga al no aplicarse energía hidráulica o al posicionar el cilindro, incluso habiendo una fuga interna. ¿Son correctas las posiciones centrales de las válvulas direccionales 4/3 empleadas?.¿Por qué? ¿Qué diferencia existe entre la pausa y la parada en el funcionamiento del circuito?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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Manual de Prácticas de Electro-Hidráulica
Javier Bouza Fernández Profesor de: Sistemas Oleoneumáticos Sistemas Hidráulicos y Neumáticos D.L.: C – 429 – 01
© Javier Bouza Fernández
1.- MANDOS ELÉCTRICOS PARA EL CONTROL DE LAS ELECTROVÁLVULAS
Accionamiento directo Accionamiento indirecto
En esta primera práctica se contemplan dos mandos eléctricos diferentes para el control de las electroválvulas que gobiernan los actuadores hidráulicos. Se resalta la importancia del relé eléctrico en la realización del accionamiento indirecto. ¿Qué ventajas puede presentar el accionamiento directo con respecto al indirecto?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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2.- CONCEPTO DE LA PRESIÓN HIDRÁULICA
VLP2
VLP2
VLP1
En este caso se puede apreciar y entender cuando la bomba trabaja como generadora de caudal y cuando trabaja como generadora de presión. Para el caso de generador de caudal la presión dependerá de la resistencias internas y externas, es decir, de la carga (simulada con la VLP). Sólo la bomba funcionará como generador de presión cuando abrá la válvula de seguridad. ¿Qué objetivo puede tener que la bomba trabaje como generador de presión en un sistema hidráulico?. ¿Es correcto afirmar que las bombas entregan presión?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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3.- CIRCUITO REGENERATIVO O DIFERENCIAL
CIRCUITO REGENERATIVO O DIFERENCIAL
CIRCUITO CONVENCIONAL
Con estos dos circuitos diferentes y empleando los mismos elementos hidráulicos, incluidos los cilindros, obtenemos velocidades distintas en el avance. ¿Qué relación existe en la velocidad y en la fuerza máxima del cilindro de ambos circuitos?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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4.- MÉTODO DE REGULACIÓN A LA ENTRADA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR
En estos tres circuitos se emplea el método de regulación a la entrada para controlar la velocidad de avance, la velocidad de retroceso o ambas respectivamente. Es importante observar los manómetros antes y después de la válvula reguladora de caudal para apreciar diferencias con los otros métodos de regulación. ¿Cómo se ven afectadas las presiones indicadas en los manómetros para una carga constante y diferentes velocidades?. ¿Qué pasa con el caudal sobrante, es decir, el que no consume el actuador?. ¿Qué conversión de energía ocurre en este caso?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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5.- MÉTODO DE REGULACIÓN A LA SALIDA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR
En estos tres circuitos se emplea el método de regulación a la salida para controlar la velocidad de avance, la velocidad de retroceso o ambas respectivamente. Es importante observar los manómetros antes de la válvula reguladora de caudal y de la entrada del cilindro para apreciar diferencias con los otros métodos de regulación. ¿Cómo se ven afectadas las presiones indicadas en los manómetros para una carga nula y diferentes velocidades?. ¿Qué diferencias se encuentran en el empleo de este método con respecto al método de regulación a la entrada?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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6.- MÉTODO DE REGULACIÓN POR SUBSTRACCIÓN PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DEL ACTUADOR
En esta practica se analiza el empleo de método de regulación por substracción para el control de velocidad de un motor hidráulico. Es en este tipo de actuadores donde dicho método tiene su uso más frecuente. ¿Qué se observa en el manómetro antes de la válvula reguladora?. ¿A qué presión y por dónde fluye el caudal sobrante ? ¿Qué diferencias se aprecian con respecto a los otros dos métodos de regulación anteriormente analizados?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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7.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “Y”
En este circuito se desarrolla la función lógica “Y” que permitirá, en este caso, el avance del cilindró solamente si los dos pulsadores están pulsados simultáneamente. ¿Qué ocurre si la válvula direccional 4/2 de la que disponemos tiene las posiciones cambiadas con respecto a la del circuito?.¿Qué podemos hacer, en este caso, para que la secuencia se corresponda con la expresada en estos circuitos?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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8.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “0”
En este circuito se desarrolla la función lógica “O” que no permitirá, en este caso, el avance del cilindró solamente cuando los dos pulsadores no estan accionados. ¿Pensar ejemplos para la aplicación de esta función lógica?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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9.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “NOR”: LÓGICA POSITIVA
Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 24 V (DC) es el estado “ 1 ”(o de activación del actuador) y que 0 V (DC) será el estado “0” (o desactivación del actuador).
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10.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “NOR”: LÓGICA NEGATIVA
Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 0 V (DC) es el estado “ 1 ”(o de activación del actuador) y que 24 V (DC) será el estado “0” (o desactivación del actuador). ¿Qué ventajas puede suponer el emplear una lógica positiva o negativa?
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11.- MANDO DE CONTROL CON FUNCIÓN LÓGICA “NAND”: LÓGICA POSITIVA
Se considera que en la bobina Y1 la tensión de 24 V (DC) es el estado “ 1 ”(o de activación del actuador) y que 0 V (DC) será el estado “0” (o desactivación del actuador). Desarrollar este mando con lógica negativa
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12.- SISTEMAS ELÉCTRICOS DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACIÓN
Conexión Dominante
Desconexión Dominante
Se analiza el funcionamiento de los dos tipos de memoria eléctrica, que permiten almacenar tanto información de mando, como de captadores eléctricos de señal. Comparar que ocurre cuando se activan los dos pulsadores simultáneamente
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En este caso se desarrolla el circuito regenerativo para conseguir una mayor velocidad al avance. ¿Qué característica diferenciadora tiene la válvula reguladora de caudal empleada? (emplear una VLP para simular la carga del cilindro)
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13.-REGULACIÓN DE LA FUERZA MÁXIMA DEL ACTUADOR
Las válvulas reguladoras de presión reducen la presión de entrada hasta alcanzar el valor de una presión de salida previamente ajustada. Esto nos permite regular la fuerza máxima del actuador sin variar la presión máxima de servicio. Estas válvulas sólo cumplen debidamente con su función si el sistema hidráulico trabaja con diversas presiones.
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14.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE ACTUADOR VERTICAL: REGULACIÓN A LA SALIDA
1.
Diseñar dos circuitos eléctricos que permita pasar del avance al retroceso y viceversa (sin necesidad de pulsar el paro) y que dispongan de las tres funciones: avance, retroceso y paro. A)
Uno en el que el paro se active con señal eléctrica.
B)
Otro que el paro se active sin necesidad de señal eléctrica.
2.
Diseñar el circuito hidráulico equivalente con regulación a la entrada que permita descargar la bomba a bajo presión sin necesidad de un venting. Indicar los tarajes que deberían presentar las válvulas reguladoras de caudal y presión; si el cilindro empleado es de 3:1, y por la v. reguladora del circuito con regulación a la salida pasa 1 litro siendo la bomba de 6 l/min , la presión máxima de 150 Bares, y el efecto de la carga es de 100 Bares. Considerar coeficientes de seguridad del 20%.
3.
En el circuito con regulación a la salida y los datos anteriores. ¿Qué presión marca el manómetro sin carga? ¿y con la carga de 100 Bares?. ¿Qué diferencia de presión existe en elemento estrangulador?¿Que pasa con esa pérdida de presión?
Javier Bouza
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15.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE ACTUADOR VERTICAL: REGULACIÓN A LA ENTRADA
¿Qué ocurre si el taraje de la válvula contrapresión es mínimo? ¿Qué taraje es él adecuado?
Javier Bouza
Electro-Hidráulica
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16.- CIRCUITO DE SEGURIDAD Y BLOQUEO DE UN ACTUADOR
En este circuito se muestra como funciona la válvula antirretorno desbloqueable. El empleo correcto de esta válvula impide que el pistón caiga al no aplicarse energía hidráulica o al posicionar el cilindro, incluso habiendo una fuga interna. ¿Son correctas las posiciones centrales de las válvulas direccionales 4/3 empleadas?.¿Por qué? ¿Qué diferencia existe entre la pausa y la parada en el funcionamiento del circuito?
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