Circuito hidr ulico para cilindro de grúa

Laboratorio de Neumática y Oleohidráulica

Práctica 6.2: Circuito hidráulico para cilindro de grúa
Una grúa de transporte de chatarra utiliza dos cilindros hidráulicos para mover sus
brazos articulados. Se va a estudiar el circuito que sirve para accionar el cilindro que
mueve el último brazo. Dicho cilindro tiene una carrera de un metro de longitud, trabaja
continuamente a tracción y debesoportar una carga equivalente máxima de 3.000 kg.

Se deben contestar las preguntas planteadas en el cuadernillo con hojas en blanco
que se entregará.

1

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Circuito para carga de tracción
Se va a analizar el circuito hidráulico sin incluir ningún elemento que permita controlar
la velocidad de desplazamiento del vástago. El circuito funciona con un aceiteHLP46
alimentado por una bomba de engranajes internos (1P) que es accionada por el motor
de explosión de la grúa. A la salida de la bomba se sitúa la válvula de seguridad (0V1).
El control del movimiento del cilindro se realiza por medio de una válvula distribuidora
4/3 accionada por una palanca (1V1). La válvula antirretorno con apertura hidráulica
(1V2) permite mantener la posición del vástago encualquier posición intermedia. La
válvula de secuencia (1V3) produce una contrapresión suficiente para sujetar las
cargas exteriores en el movimiento de salida del vástago.

Serie
CDH1
D = 80 mm
d = 45 mm
L=1m

1A

1V3

M = 3000 kg
TN 6
Ptara = 125 bar

1V2
1V1

0Z1

0V1

TN 10
Ptara = 115 bar
1.450 rpm

1P
Bomba de
Engranajes internos
TN 32

Figura 1: Circuito de accionamiento del cilindro sincontrol de la velocidad.

La válvula distribuidora 1V1 tiene una posición central en la que los 4 puertos están
conectados. En esta posición el aceite se recircula al tanque con una presión muy
pequeña y las dos vías de trabajo se despresurizan, asegurando de esta forma que la
válvula antirretorno pilotada 1V2 esté cerrada y evite el movimiento de la carga.

2

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Salida del vástago
Anótense los valores siguientes una vez se haya realizado la mitad de la carrera:
Presiones

[Bar]

Caudales

[l/min]

PBomba

28,07

Q1

46,83

P1

27,22

Q2

32,01

P2

125,33

P1V3

125,17

Los subíndices 1 y 2 se refieren a los lados de émbolo y vástago del cilindro respectivamente.

• Comprobar que se cumple el equilibrio de fuerzas en el cilindro.
p1 ⋅ A1 + (m ⋅ g) = p2⋅ A2

[ ]

5
−4
2
p1 ⋅ A1 = 27,07 ⋅10  N 2  ⋅ 50,26 ⋅10 m = 13.605 N
 m 

[ ]

5
−4
2
p2 ⋅ A2 = 125,33 ⋅10  N 2  ⋅ 34,36 ⋅10 m = 43.064 N
 m 

13.605 N + (3.000 kg ⋅ 9,81 m

s

2

) = 43.005 N ≈ 43.064 N

3

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• Determinar la velocidad del vástago y el tiempo que se necesita para realizar
toda la carrera de salida.

[

]

−3
3
1
Q1 46,83 [l/min ]⋅ 60 [min/s ] ⋅ 10 m /l
=
= 0,155 m
v=
s
A1
50,26 ⋅ 10 −4 m 2

[ ]

t=

1 [m ]
L
=
v 0,155 m

[ s]

= 6,44 s

• ¿Cuál es la presión mínima a la que se debe tarar la válvula de secuencia
1V3 para que la carga no caiga durante la salida del vástago? ¿Puede tararse
la válvula a dicha presión? (Comprobar en el catálogo que dicha presión es
mayor que la presión mínima a la que se puede tarar la válvula)m ⋅ g = p2 ⋅ A2

m⋅g
p2 =
=
A2

3.000 [kg ] ⋅ 9,8 m 2 
 s 
5
= 58 ⋅10 Pa = 58 bar
−4
2
50,26 ⋅10 m

[ ]

Sí puede tararse la válvula a esa presión porque la presión mínima ajustable
con 32 l/min es, según el catálogo, de 10 bar:

4

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Retención de la carga en posiciones intermedias
El circuito permite retener la carga en cualquier posición llevandola válvula direccional
1V1 a su posición centrada. En una de estas posiciones:
• Comprobar que se cumple el equilibrio de fuerzas en el cilindro.

p1 ⋅ A1 + (m ⋅ g) = p 2 ⋅ A2

[ ]

5
−4
2
p2 ⋅ A2 = 87,07 ⋅10  N 2  ⋅ 34,36 ⋅10 m = 29.917 N
 m 

m ⋅ g = 3.000 [kg ] ⋅ 9,81  m 2  = 29.430 N
 s 

[ ]

5
−4
2
p1 ⋅ A1 = 0,97 ⋅10  N 2  ⋅ 50,26 ⋅10 m = 487 N
 m 

• ¿Qué sucedería...