Selección de presión en sistema hidráulico
Comienzo con esto de la hidráulica, el sistema es de lo más básico, mover una carga con un pistón, hasta ahora conozco el peso de la carga, y la distancia que tiene que moverse y la velocidad, trato de calcular en base a la fuerza el diámetro del pistón pero no sé cómo elegir una presión, no sé si esta se seleccione en base a la bomba o cómo se elige, tampoco tengo bomba o filtro seleccionado, pero quiero ir paso a paso. No quisiera seleccionar alguna al azar que después encarezca el sistema, puesto que quiero que sea lo más barato posible.
Alguna guía, observación u orientación es bienvenida.
Alguna guía, observación u orientación es bienvenida.
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Respuesta de javiercf87
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Hermano, lo primero que debes hacer es conocer el peso que deseas mover y la distancia, eso ya lo tienes, ahora selecciona un pistón adecuado: la presión dependerá del peso que deseas mover (Presion=Fuerza/Area) debes darle un factor de seguridad para que esta no trabaje en su máximo todo el tiempo, la distancia sera la carrera o la longitud del pistón y por ultimo la velocidad dependerá del volumen desplazado de aceite de la bomba.
Por ejemplo si la cámara del embolo del pistón tiene 1 litro y tu bomba es capaz de desplazar o bombear 1 litro por segundo, entonces la extensión del pistón se hará en 1 segundo aproximadamente.
Una bomba muy grande y una muy pequeña pueden tener la misma presión de trabajo pero la diferencia la hace el volumen que puede bombear cada una.
Una bomba se selecciona básicamente por la presión de trabajo, el desplazamiento volumétrico y la velocidad de rotación (es decir caudal).
Por ejemplo si la cámara del embolo del pistón tiene 1 litro y tu bomba es capaz de desplazar o bombear 1 litro por segundo, entonces la extensión del pistón se hará en 1 segundo aproximadamente.
Una bomba muy grande y una muy pequeña pueden tener la misma presión de trabajo pero la diferencia la hace el volumen que puede bombear cada una.
Una bomba se selecciona básicamente por la presión de trabajo, el desplazamiento volumétrico y la velocidad de rotación (es decir caudal).
Hola, primero que cualquier cosa gracias por contestarme.
Me mencionas que debo seleccionar un pistón adecuado y que la presión depende del peso, pero tengo duda de cómo seleccionar este pistón, ya que basándome en la fórmula (presión =fuerza/área) solo tengo la fuerza, he leído que las presiones de trabajo son de entre 35 a 350 bar, pero mi temor es que yo seleccione alguna variable arbitrariamente y luego esto repercuta en el costo del sistema, no se por decir algo, si asigno una área muy grande al pistón o una presión, tenga que comprar después una bomba muy grande para lograr cumplir con las características del sistema, entonces lo que me ayudaría mucho es saber cómo determinar la presión, o alguna otra variable que me ayude a realizar un sistema lo más optimo posible tanto en rendimiento como en costo, y que la de terminación de esta(s) variables no sea, tan arbitraria. Hablas también de un factor de seguridad, pero pues no se de que dimensión o porcentaje debe ser este.
También te quiero preguntar si sabes de algún libro o bibliografía que me pudiera ayudar en mi proyecto, para saber cómo es que se determinan estas variables.
De antemano gracias. Cualquier ayuda me es útil.
Me mencionas que debo seleccionar un pistón adecuado y que la presión depende del peso, pero tengo duda de cómo seleccionar este pistón, ya que basándome en la fórmula (presión =fuerza/área) solo tengo la fuerza, he leído que las presiones de trabajo son de entre 35 a 350 bar, pero mi temor es que yo seleccione alguna variable arbitrariamente y luego esto repercuta en el costo del sistema, no se por decir algo, si asigno una área muy grande al pistón o una presión, tenga que comprar después una bomba muy grande para lograr cumplir con las características del sistema, entonces lo que me ayudaría mucho es saber cómo determinar la presión, o alguna otra variable que me ayude a realizar un sistema lo más optimo posible tanto en rendimiento como en costo, y que la de terminación de esta(s) variables no sea, tan arbitraria. Hablas también de un factor de seguridad, pero pues no se de que dimensión o porcentaje debe ser este.
También te quiero preguntar si sabes de algún libro o bibliografía que me pudiera ayudar en mi proyecto, para saber cómo es que se determinan estas variables.
De antemano gracias. Cualquier ayuda me es útil.
Por ejemplo un pistón de buen diámetro necesitara más aceite para poder actuar en un tiempo determinado (por el volumen de aceite que entra en la cámara del pistón), pero menos presión para ejercer una fuerza requerida (por el área interna del embolo). Con un pistón de diámetro más pequeño necesitaras menor volumen de aceite para que este actúe pero una mayor presión de trabajo para ejercer la misma fuerza.
Las bombas hidráulicas, casi todas son capaces de alcanzar la misma presión, la gran diferencia en precios es el tamaño, lo que difiere en este caso es el volumen de aceite que son capaces de desplazar. La bomba hidráulica es normalmente el componente más costoso del sistema. Entonces la solución más barata seria una bomba pequeña de bajo desplazamiento volumétrico trabajando a una presión moderadamente alta con un pistón de reducido diámetro.
En realidad todo depende de que aplicación futura puedas tener, si tu sistema solo trabajara así toda su vida, no necesitas un factor de seguridad más allá del 10 o 15%, pero si tienes planeado expandirlo a futuro ya tendrías que ver cuanto más necesitaras.
Si el peso que vas a mover no es demasiado alto hasta podría recomendarte que utilices un sistema neumático que resulta menos ruidoso y es más limpio.
Si tienes más dudas con gusto tratare de apoyarte, y respecto a lo de la bibliografía no tengo nada a la mano pero voy a tratar de conseguirte y te la haré llegar a la brevedad.
Las bombas hidráulicas, casi todas son capaces de alcanzar la misma presión, la gran diferencia en precios es el tamaño, lo que difiere en este caso es el volumen de aceite que son capaces de desplazar. La bomba hidráulica es normalmente el componente más costoso del sistema. Entonces la solución más barata seria una bomba pequeña de bajo desplazamiento volumétrico trabajando a una presión moderadamente alta con un pistón de reducido diámetro.
En realidad todo depende de que aplicación futura puedas tener, si tu sistema solo trabajara así toda su vida, no necesitas un factor de seguridad más allá del 10 o 15%, pero si tienes planeado expandirlo a futuro ya tendrías que ver cuanto más necesitaras.
Si el peso que vas a mover no es demasiado alto hasta podría recomendarte que utilices un sistema neumático que resulta menos ruidoso y es más limpio.
Si tienes más dudas con gusto tratare de apoyarte, y respecto a lo de la bibliografía no tengo nada a la mano pero voy a tratar de conseguirte y te la haré llegar a la brevedad.
De nuevo muchas gracias, la ayuda que me brindas es de gran utilidad, si logras encontrar bibliografía, te lo agradeceré, si no te es posible hacerlo, me dices y finalizo la pregunta, pero antes, te quiero preguntar si sabes de alguna página donde pueda ver los tamaños de los pistones, algún tipo de catálogo, ahora que ya me aclaraste como debe quedar el sistema, empezar a calcular las posibles presiones a partir de tamaños de los pistones, he oído que hay quienes hacer pistones a medida, pero yo quisiera algún tamaño comercial, ya que imagino que esto reduce el costo y otra cosa, no sé si en estos catálogos te dan la fuerza embolo, para saber que este no se va a doblar, o como se si el émbolo aguantará la fuerza sin doblarse o se supone que ya están calculados para aguatar determinada fuerza.
Y otra vez gracias.
Y otra vez gracias.
Hermano, los distribuidores de lo que en mi opinión son una excelente linea de productos hidráulicos es REXROTH, ahí podrás encontrar un completo catalogo, ademas estoy seguro que podrás adquirirlos en Mexico. Aquí la página:
http://www.boschrexroth.com/business_units/bri/en/products/index.jsp
Otros fabricantes muy buenos son:
- REXROTH.
- Eaton Vickers.
- VIKING.
Por otro lado es posible hacer cilindros a medida, y el costo no variaría si lo haces con medidas o no porque ademas los retenes los puedes mandar a hacer a medida, en todo cado trata de que te hagan el cilindro utilizando medidas de retenes de aceite estandarizados (estos serán básicamente los únicos repuestos que necesitaras para el cilindro), de acuerdo claro con las áreas tuyas, ten en cuenta que un cilindro hecho a medida puede no ser tan durable como uno hecho por una firma grande, entonces tendrías que asegurarte de que te entregaran un cilindro garantizado y resistente, depende de donde lo mandes a hacer. Los materiales constructivos te darán la resistencia total del cilindro y el acabado superficial te dará la resistencia a la corrosión y marcara el hecho de cada cuanto tiempo tendrás que cambiar retenes, estos últimos son los que hacen contacto directo con el acero, y si tienes algo de rugosidad se gastaran rápidamente.
Respecto del tema de las fuerzas de los cilindros, en el catalogo encontraras la presión máxima de trabajo, derivado de eso te darán la fuerza máxima que este puede desarrollar antes de romperse los retenes de aceite debido a la presión, es casi imposible que el vástago se doble cuando trabaja con altas cargas, siempre y cuando este solamente soporte cargas lineales paralelas al movimiento del pistón, si le aplicas cargas perpendiculares al vástago extendido, no importa la presión alta o baja, este se doblara con toda seguridad, porque no esta diseñado para eso.
Lamento no haber podido ayudarte con lo de la bibliografia, pero hay cosas interesantes si buscas en google academico: "http://scholar.google.com.pe/schhp?hl=es"
Encontraras cosas interesantes acerca de selección de filtros y otros componentes en las páginas de los distribuidores.
Espero haber podido ayudarte, cuidate y estaremos en contacto, cualquier consulta adicional simplemente házmela llegar y con gusto tratare de apoyarte.
Javier E. Calderon Flores
http://www.boschrexroth.com/business_units/bri/en/products/index.jsp
Otros fabricantes muy buenos son:
- REXROTH.
- Eaton Vickers.
- VIKING.
Por otro lado es posible hacer cilindros a medida, y el costo no variaría si lo haces con medidas o no porque ademas los retenes los puedes mandar a hacer a medida, en todo cado trata de que te hagan el cilindro utilizando medidas de retenes de aceite estandarizados (estos serán básicamente los únicos repuestos que necesitaras para el cilindro), de acuerdo claro con las áreas tuyas, ten en cuenta que un cilindro hecho a medida puede no ser tan durable como uno hecho por una firma grande, entonces tendrías que asegurarte de que te entregaran un cilindro garantizado y resistente, depende de donde lo mandes a hacer. Los materiales constructivos te darán la resistencia total del cilindro y el acabado superficial te dará la resistencia a la corrosión y marcara el hecho de cada cuanto tiempo tendrás que cambiar retenes, estos últimos son los que hacen contacto directo con el acero, y si tienes algo de rugosidad se gastaran rápidamente.
Respecto del tema de las fuerzas de los cilindros, en el catalogo encontraras la presión máxima de trabajo, derivado de eso te darán la fuerza máxima que este puede desarrollar antes de romperse los retenes de aceite debido a la presión, es casi imposible que el vástago se doble cuando trabaja con altas cargas, siempre y cuando este solamente soporte cargas lineales paralelas al movimiento del pistón, si le aplicas cargas perpendiculares al vástago extendido, no importa la presión alta o baja, este se doblara con toda seguridad, porque no esta diseñado para eso.
Lamento no haber podido ayudarte con lo de la bibliografia, pero hay cosas interesantes si buscas en google academico: "http://scholar.google.com.pe/schhp?hl=es"
Encontraras cosas interesantes acerca de selección de filtros y otros componentes en las páginas de los distribuidores.
Espero haber podido ayudarte, cuidate y estaremos en contacto, cualquier consulta adicional simplemente házmela llegar y con gusto tratare de apoyarte.
Javier E. Calderon Flores
