Determinación De La Potencia Y Rendimiento En Motores Hidráulicos Y Neumáticos


INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA










Automatización industrial


Actividad 2 y 4
Seleccionar pistones neumáticos e hidráulicos, determinar la potencia y rendimiento de los motores neumáticos e hidráulicos.


Alumno: Adrián Florencio Bárcenas


Fecha de entrega: lunes 29-06-2015
Determinación de la potencia y rendimiento en motores hidráulicos y neumáticos.
Para calcular un motor de aire seprecisan dos datos de los tres siguientes:
1- potencia requerida
2- velocidad en rpm necesaria para arrastrar la carga determinada
3- par de trabajo expresado en newton por metro [n*m]
Asimismo, deben considerarse los siguientes factores:
1- presión del aire en bar (o psig). Como la presión del sistema de alimentación de aire puede variar durante el día debido a consumos intermitentes de otrospuntos, los cálculos deben hacerse con la presión más baja prevista y asegurar la alimentación del motor con un regulador de presión, cuya presión de salida es la presión que se tomara.
2- alimentación de aire suficiente para el motor, es decir, mínima pérdida de carga en la tubería de alimentación.
La potencia requerida viene determinada por la fórmula:
𝑃 (𝐾𝑤) = 𝜋 ∙ 𝑃𝑎𝑟 (𝑁 ∙ 𝑚) ∙ 𝑅𝑃𝑀 / (30) =0,1046 ∙ 𝑃𝑎𝑟 (𝑁 ∙ 𝑚) ∙ 𝑅𝑃𝑀 / (1.000)
Una vez calculada la potencia, se consultan las curvas de rendimiento de cada motor y se selecciona el motor cuya potencia de salida esta próxima al punto de trabajo.

Selección de actuador neumático
Cuando se trata de seleccionar un actuador, se realizan las siguientes operaciones básicas de cálculo:
1. cálculo de la fuerza
2. verificación del pandeo.
3. capacidadde amortiguación
4. consumo de aire comprimido
5. fuerza radiales

Calculo de la fuerza
La fuerza desarrollada por un cilindro es función del diámetro del émbolo, de la presión del aire de alimentación y de la resistencia producida por el rozamiento.
La fuerza teórica se calcula por la expresión:
= fuerza teórica del émbolo en n.
a = área en m².
p = presión relativa en pa (n/ m²)
Para determinarla fuerza real hay que tener en cuenta los rozamientos. En condiciones normales de servicio (presiones entre 4 y 8 bar) las fuerzas de rozamiento representan de un 3 a un 20 % de la fuerza calculada.
Si el cilindro es de simple efecto, a la fuerza teórica calculada, hay que reducirle además la del resorte. La fuerza de un muelle depende de la elongación del mismo y se calcula por la expresión

f= fuerza del muelle en n f
k = constante del muelle en n/mm
x = elongación en mm

Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, la fuerza real del cilindro de simple efecto, quedaría como sigue:

El área efectiva de un cilindro depende de si se considera en avance o en retroceso, puesto que en retroceso hemos de considerar el diámetro del émbolo.
En avanceen retroceso
a=π*d²/ (4) a= π*(d²-d²)/ (4)
Cálculo de pandeo
“pandeo es la deformación que sobreviene a una barra esbelta cuando se le somete a un esfuerzo de compresión”


En la práctica, en vez de calcularel pandeo, se comprueba si para las condiciones particulares del cilindro y del montaje el pandeo producido es admisible o no. existen dos formas: la analítica y la gráfica.
El diagrama de la figura siguiente está construido considerando el caso más desfavorable (empotramiento trasero y carga libre). Con ello, cuando se utilice este diagrama (aún sin conocer la instalación del cilindro) nocorremos riesgo de equivocarnos en la elección.



Amortiguación
Los cilindros neumáticos pueden tener una velocidad muy elevada y se pueden desarrollar fuerzas de choque considerables al final de la carrera.
los cilindros sin amortiguación están diseñados para aplicaciones cargas ligeras con y baja velocidad.
la amortiguación fija está destinada a cilindros de pequeño diámetro y para trabajar con...