GUÍA PRÁCTICA CARRERA: Electromecánica PERÍODO LECTIVO Noviembre 2018 - Octubre 2019 ASIGNATURA: PERÍODO ACADÉMICO Sexto PARALELO: "B" CÓDIGO DE LA ASIGNATURA: DOCENTE: Mgs: Pedro Jijón PRÁCTICA N°: 2 TALLER O LABORATORIO DONDE SE DESARROLLARÁ LA PRÁCTICA: Taller de Soldadura y Mecanizado TEMA DE LA PRÁCTICA: Simulación del sistema hidráulico de una pala mecánica. INTRODUCCIÓN: El sistema hidráulico de una pala mecánica esta estructurado con elementos hidráulicos los cuales tienen diferentes funciones interna que permite visualizar el funcionamiento del sistema hidráulico esta simulación tiene como ventaja visualizar el comportamiento que puede tener toda la estructura en la vida real ya que con este software es posible modificar el peso la fuerza que se desee en cada elemento. Para ello se utilizó 4 cilindros hidráulicos; 2 válvulas estranguladoras; 2 válvulas direccionales; 5 vías; 2 posiciones y un grupo motriz en cual está estructurado por lo tanto el motor, bomba, filtro, válvula limitadora de presión con manómetro. OBJETIVOS: GENERAL Simular el sistema hidráulico de la pala mecánica utilizando el software fluidsim. ESPECÍFICOS Armar el circuito hidráulico utilizando los componentes adecuados. Diseñar el sistema de control para acomendar el sistema hidráulico. Configurar cada componente hidráulico y ejecutar la simulación. LISTADO DE EQUIPOS, MATERIALES, RECURSOS: MATERIALES: Latas de aluminio Computadora RECURSOS: Internet Libros Software fluidsim EQUIPOS: Computadora ImpresoraMáquinas de soldar PREPARATORIO: Hidráulica. “La hidráulica, es la ciencia que transmite fuerza y/o movimiento a través de líquido confinado. Esto es, de un modo, de alcance algo reducido. Porque en su sentido más amplio, hidráulica abarca cualquier estudio de fluido y movimiento (Guerra, 2000, p.23). FESTO FluidSIM. Es un paquete de software que puede ser utilizado para la simulación, creación y estudio de la neumática e hidráulica. La herramienta también se puede utilizar para diseñar y probar circuitos virtuales. Todas las funciones de este programa son de uso fácil. Combina un editor de circuitos muy interactiva que tiene una información detallada sobre todos los componentes. Animaciones vistas en sección y videos también están disponibles. Esto hace de Fluidsim el software ideal para la enseñanza de la neumática; perfecto para tutoriales. La herramienta puede ser utilizada para la preparación y como una herramienta de auto estudio. Todo lo que necesitas hacer es definir la configuración de la entrada de líquidos y geometría de la escena luego de un simulador de fluidos evoluciona el movimiento del fluido con el uso de las ecuaciones de Eule; así como las ecuaciones de Navier-Stokes. Caracteristicas de Festo Fluidsim: Se puede crear simulación de circuitos neumáticos e hodráulicos. Todas las funciones son fáciles de usar. Proporciona una amplia gama de posibilidades de comunicación entre otros. Contiene animaciones seccionados y dibujados de cilindros y válvulas ( Pañora, 2016). INSTRUCCIONES: Utilizar los componentes hidráulicos correctamente para la simulación del sistema hidráulico en una pala mecánica. Verificar la configuración de cada elemento para obtener un funcionamiento adecuado acorde a los cálculos desarrollados. Diseñar el circuito de control según los movimientos que se desea realizar. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: Simulación en FluidSIM. 1.- Simbología del circuito hidráulico. Tabla 1: Simbología de un circuito hidráulico. Simbología Componentes Tanque Motor Bomba Válvula limitadora de presión con manómetro Filtro Manguera Válvula direccional 5vias dos posiciones. Válvula estranguladora Cilindro doble efecto Fuente: Elaboración propia. Pasos para armar el circuito hidráulico de la pala mecánica. 1.- Abrir el software Festo Fluid Sim, y dejar que se cargue cada una de las librerías. Figura 1: Inicio del programa Fluidsim. Elaboración propia. 2.- Dar clic en archivo y crear un nuevo documento para iniciar con la simulación. Figura 2: Programa Fluidsim. Elaboración propia. 3.- En la parte izquierda de la pantalla principal del programa se encuentra los componentes que se va a ocupar para la simulación. Al dar clic en la pestaña Hidráulica, se despliega los siguientes sub pestañas. Elementos de alimentación Actuadores Válvulas Sensores o instrumentos de medida Figura 3: Elementos de alimentación. Elaboración propia. 4.- Luego de una revisión previa de todos los elementos que está compuesto el software Festo Fluid Sim hidráulico, se inicia arrastrando los siguientes elementos: Actuador (pistón de doble efecto) Válvula estranguladora Válvula de 5/n vías Grupo Motriz Figura 4: Elementos hidráulicos, de una pala mecánica. Elaboración propia. 5.- A continuación, se procede a la conexión del sistema de fuerza como se muestra en la siguiente figura. Para cada línea mantener presionado el punto de inicio y arrastrarlo hasta el otro punto. Pistón 1 y 2 para el accionamiento del brazo elevador Pistón 3 y 4 para el actuador (cucharón) Figura 5: Circuito de potencia del sistema hidráulico. Elaboración propia. Recuerda: Las válvulas de 5 vías actúan mediante control de solenoides A+ El par de pistones del brazo elevador expulsa A- El par de pistones del brazo elevador se contrae B+ El par de pistones del actuador expulsa B- El par de pistones del actuador se contrae 6.- Realizar el circuito de control, para lo cual se selecciona en las pestañas de la izquierda de la pantalla Componente Eléctricos, como se muestra en la figura. Figura 6: Componentes hidráulicos. Elaboración propia. Tabla 2: Circuito eléctrico de control Simbología Componente Fuente de voltaje Pulsador normalmente cerrado Pulsador normalmente abierto Contacto cerrado Fin de carrera Bobina del contactor Electro válvula Contacto abierto del contactor Fuente: Elaboración propia. 7.- Abrir las sub pestañas para arrastrar los siguientes componentes Fuente o alimentación de 24 Vcc Figura 7: Fuente o alimentación. Elaboración propia. Relé Solenoide Figura 8: Componentes para el circuito de control. Elaboración propia. Pulsador normalmente abierto; pulsador normalmente cerrado; contactos abierto y cerrado. Figura 9: Componentes para el circuito de control. Elaboración propia. 8.- Arrastrar cada uno de los componentes y disponer como se muestra en la figura. Figura 10: Circuito de control. Elaboración propia. 9.- Conectar cada uno de los elementos de control según la nomenclatura y las especificaciones mostradas en la siguiente ilustración. Figura 11: Circuito de control. Elaboración propia. Funcionamiento del circuito hidráulico. Para el funcionamiento del sistema se coloca los datos obtenidos según los cálculos del sistema de la pala mecánica. Detalles y características del sistema hidráulico. Se coloca los datos de carga externa que va a soportar los pistones Detalles del pistón actuador: Figura 12: Características del actuador, de la pala mecánica. Elaboración propia. 2.- Carga externa: Figura 13: Características de la carga externa. Elaboración propia. Parámetros de diseño del pistón diámetros y carrera: Figura 14: Parámetros del pistón. Elaboración propia. Detalles del pistón Elevador: Figura 15: Detalles del pistón elevador. Elaboración propia. Carga externa: Figura 16: Características de la carga externa. Elaboración propia. Parámetros de diseño del pistón diámetros y carrera: Figura 17: Parámetros del pistón. Elaboración propia. Grupo motriz: Figura 18: Parámetros del grupo motriz. Elaboración propia. Simulación del sistema hidráulico. Para iniciar el funcionamiento de la simulación con los datos establecidos para el sistema se procede a pulsar el icono de pley, que se encuentran en la parte superior de la pantalla. Figura 19: Icono para iniciar la simulación del circuito. Elaboración propia. El sistema consta de 4 pulsadores distribuidos de la siguiente forma 1.- Pistón elevador. - Actúa el par de pistones del brazo elevador. Figura 20: Simulación de la pala mecánica en el software fluidSIM. Elaboración propia. 2.- Pistón actuador. - Actúa el par de pistones del actuador o cucharón Figura 21: Simulación de la pala mecánica en el software fluidSIM. Elaboración propia. 3.- Retorno 1.- Se comprime el actuador o cucharón. Figura 22: Simulación de la pala mecánica en el software fluidSIM. Elaboración propia. 4.- Retorno 2.- Se comprime el par de pistones del brazo elevador. Figura 23: Simulación de la pala mecánica en el software fluidSIM. Elaboración propia. RESULTADOS OBTENIDOS: El software fluidsim permite realizar una prueba de un funcionamiento hidráulico el cual permite analizar ciertos problemas que se pueden ocasionar a la hora de realizar una práctica real. Es por ello que se realizó cálculos a los cuales ayudaron a la simulación del circuito hidráulico, en donde se puede idéntica la funcionalidad del circuito en base a un peso establecido. La simulación se efectuó correctamente y el control del sistema hidráulico fue efectivo con esto se logró simular el movimiento de elevación, movimiento de inclinación del elemento terminal (Por ejemplo, una pala mecánica) y el movimiento de volteo o vaciado. CONCLUSIONES: El circuito hidráulico se estructuro de una manera ordenada para obtener una correcta conexión entre los elementos. El sistema de control se diseñó correctamente y su funcionamiento fue factible para comandar los movimientos deseados. La simulación se ejecutó en base a la configuración que se designó a cada elemento, con el fin de obtener el funcionamiento de acuerdo a la presión que se desee trabajar. RECOMENDACIONES: Colocar los elementos según el tipo de conexión. Se recomienda tener conocimiento sobre contactos cerrados y abiertos para evitar un control no deseado. Configurara los elementos de presión adecuadas para visualizar con mayor claridad el funcionamiento según las presiones que se desee tener en cada elemento. BIBLIOGRAFÍA https://mundomecatronicox.blogspot.com/2016/08/fluidsim-42-y-45-neumatica-e-hidraulica.html ELABORACIÓN, REVISIÓN Y APROBACIÓN __________________________ Eliza Verónica Sailema DOCENTE __________________________ Edison Segovia COORDINADOR TEM __________________________ Rodrigo Reinoso Avecillas VICERRECTOR ACADÉMICO Integrantes: Parroquia Tanicuchí-Panamericana Norte km 12 Vía Latacunga- Quito Latacunga - Ecuador