Proceedings of

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERPOTENCIA FLUIDA 23 DE FEBRERO DEL 2015, BUCARAMANGA2 TALLER DE POTENCIA FLUIDAEfran David Sandoval Macas2111710

Fausto Andrs Garca Pea2103258

AbstractA hydrostatic transmission (HST) exists any time a hydraulic pump is connected to and dedicated to one or more hydraulic motors. Versatility is achieved by making either or both the pump and motor(s) variable displacement. The result is a continuously variable transmission (CVT).

The primary function of any hydrostatic transmission (HST) is to accept rotary power from a prime mover (usually an internal combustion engine) having specific operating characteristics and transmit that energy to a load having its own operating characteristics.HSTs offer many important advantages over other forms of power transmission. Depending on its configuration, an HST: transmits high power in a compact size, exhibits low inertia, operates efficiently over a wide range of torque-to-speed ratios, maintains controlled speed (even in reverse) regardless of load, within design limits; maintains a preset speed accurately against driving or braking loads, can transmit power from a single prime mover to multiple locations, even if position and orientation of the locations changes, can remain stalled and undamaged under full load at low power loss, does not creep at zero speed, provides faster response than mechanical or electromechanical transmissions of comparable rating, and can provide dynamic braking.This paper presents a series of exercises, where some pumps, hydraulic motors are used in the motion of heavy Loads, to perform a series of steps, or according to what you want to apply HTS, speed, torque, or power can be regulated.

INTRODUCCIN

Una Hidrotransmisin hidrulica (HTS), existe cuando una bomba hidrulica est conectada a uno oms motores hidrulicos. Su versatilidad es conseguida haciendo que uno o los dos, la bomba y el motor sean de desplazamiento variable. El resultado es una transmisin continuamente variable (CTV).

La funcin principal de cualquier transmisin hidrulica (HTS), es aceptar el poder rotativo de un motor primario (por lo general un motor de combustin interna) que tiene caractersticas de funcionamiento especficas y transmitir esa energa a una carga, con especificaciones de funcionamiento.

Las hidrotransmisiones ofrecen muchas ventajas sobre otras formas de transmisin de potencia. Dependiendo de su configuracin, una HTS, puede: transmitir alta potencia en un tamaa compacto, presenta una baja inercia, opera en un amplio intervalo de relaciones de par-velocidad, mantener la velocidad regulada (incluso marcha atrs) independiente de la carga, dentro de los lmites de diseo; mantiene una precisa velocidad en durante el frenado de cargas, puede transmitir el poder de un solo motor primario a varios lugares, incluso si la orientacin y posicin de las ubicaciones tienen cambios, est estancado y sin daos a plena carga y baja prdida de potencia, no existe arrastre en velocidad cero, proporciona respuesta ms rpida que as transmisiones mecnicas o electromecnicas de clasificacin comparable, y puede proporcionar un frenado dinmico.

Este artculo presenta una serie de ejercicios, en los que algunas bombas, motores hidrulicos se utilizan en el movimiento de cargas pesadas, para realizar una serie de pasos, o de acuerdo a lo que usted desea aplicar HTS, velocidad, par o potencia pueden ser reguladas.

1) Un levantador de carga que est trabajando con dos motores en paralelo, el cual se desea seleccionar el sistema hidrulico que produzca una aceleracin tal que al cabo de alcance una velocidad de durante el ascenso de la carga. La presin de ajuste de la contra- balance es de , se cuenta con dos motores hidrulicos con (capacidad volumtrica). Asuma la cada de presin para la direccional de (por cada una de sus vas) y en los anti retornos de constantes.Hallar:

1) de carga permitida para el sistema hidrulico de una forma confiable.2) Hallar la potencia consumida durante la fase de ascenso de la carga en estado estable sabiendo que el motor hidrulico gira a 3) Hallar la potencia consumida durante el descenso de la carga.

Datos:

Para el ascenso de la carga.

DCL DEL MALACATE

Para el descenso de la carga

Como tenemos motores fijos, entonces el torque permanece constante, entonces tendramos la presin de la contra-balance de 3500 psi, y el motores de 2600 psi, tambin sabemos que el caudal de bajado es 10% ms que el caudal de subida.

El delta de presiones en los motores queda

Presiones en la contra balance seria la presin 2 + el pilotaje de la presin 1 por el

Despejamos p1 y p2

Para el clculo de presin de la bomba tenemos que la seria la suma de la presin 1 ms la cada de presin por la vlvula direccional.

2) Una transmisin hidrulica se utiliza para elevar 8 Ton en t=3 [s] ;para ello se utiliza un tambor de radio de giro inercial de k=1[m] y peso 800[kgf], se desea que la transmisin suministre potencia en un rango de velocidades de 100 y 200 RPM al motor motriz (Hp=cte). Presin de precarga 2[Mpa], presin mxima 25 [Mpa], eficiencia volumtrica 90%, eficiencia de arranque para motores 75%; eficiencia de la caja reductora 95%.

Hallar:

Capacidad volumtrica mxima de la bomba Cb y Cm de los motores

Torques de trabajo y sus respectivas presiones de salida

Calcular Hp del motor elctrico N=1800 [rpm]

Vlvula direccional de control que funcin cumple

Radio promedio del tambor=0,5[m]; Cm1=Cm2; R/P=20:1

Datos:

Para el ascenso sin contra peso.

Para el clculo de la tensin se realiza el DCL de la carga.

Calculo de la velocidad en el malacate.

Calculo de momento sobre el eje y del torque en el motor.

Calculo de caudal de motor y de la bomba.

Calculo de la capacidad volumtrica de la bomba y potencia del motor elctrico.

Calculo de torque y presin mnima.

Calculo de la tensin

Calculo de momento sobre el eje y torque en el motor.

La funcin que cumple la vlvula direccional es la de brindar un nivel de seguridad para la hidrotransmision.

Dado que la potencia calculada es muy grande se procede a realizar una modificacin en la estructura y se coloca un contrapeso, se procede a realizar el clculo de la potencia del motor elctrico con el contrapeso.

Calculo del momento sobre el eje y el torque sobre el motor.

POTENCIA DEL MOTOR

3) Un equipo mvil tiene 3 bombas, la bomba A (principal) de pistones variable pertenece a HTS la cual suministra flujo en una circuito cerrado, Cba=2.3 in^3/rev, Nb=1885 rpm. La bomba de precarga cb=0.33 in^3/rev, y Nb=1885 rpm; y una presin de precarga de 150 psi. La bomba B es una bomba de engranajes en tndem con la bomba principal A, tiene un cb=1.25 in^3/rev (fija). La bomba C es una bomba auxiliar Nbc=2000 rpm, Cbc=1.21in^3/rev.

Se sabe que B y C suministran a circuitos abiertos. El equipo mvil tiene un depsito el cual se constituye de lmina de 0.125 in de calibre. Rectangular 6*36*36 in. La gravedad especifica del aceite hidrulico es 0.85, el calor especfico del aceite es cp=1.5 Btu/lbm*F; la mxima temperatura del fluido es 140F y la temperatura ambiente es 95F.

Los sistemas del equipo mvil estn superficialmente separados por lo tanto se asume que las lneas hidrulicas suministran calor para las bombas B y C. La bomba de precarga succiona a tanque y reemplaza cualquier prdida del circuito principal.

Hallar el calor disipado.

Se asume 100%

Ahora para el circuito B

Circuito C

Calor total generado al tanque

a) Coeficiente global de transferencia de calor del tanque

b) Flujo msico del aceite

c) Hallar

4) Un equipo de retroexcavadoras tiene 47 ft de longitud de tubera de hacer de dimetro . La bomba es una unidad en tndem variable, Cb=1,83[in3 /rev], el circuito tiene tambin una bomba de engranajes de capacidad fija 3,16[in3 /rev]. La bomba de precarga perteneciente a la bomba principal A tiene 0,69[in3 /rev]. Y una vlvula de alivio a 260 psi, la presin de la carcasa a es de 40 psi. Na=Nb=2000 [rpm], la presin media operativa del circuito cerrado es de 1150 psi y la presin promedio del circuito B es de 600 psi.

Componentes

Area Bomba A

2,50

Bomba B

1,79

Motor

1,09

Cilindro1

1,86

Cilindro2

2,81

Cilindro3

6,67

DCV

1,25

Asuma el 25% de prdida de flujo a travs de la bomba de precarga

Hallar:

Calor generado

Calor total disipado por componentes y tubera

Seleccin del intercambiador

Hallando QB

Calor generado

El calor por elementos

Calor por tanque

Calor que debe disipar el intercambiador

5) Un equipo mvil tiene 2 hidrotransmisiones, una hidrotransmisin est encargada de impulsar el minicagador y la otra mover el brazo del minicagador. Un motor disel gira a 2000 rpm y maneja ambos ejes de la bomba A y B. Bomba A: Desplazamiento variable, Cb= 4,57 [in3/rev] a mximo desplazamiento, que viene acoplada a un motor fijo de Cm=4,57 [in3/rev]. La bomba de precarga Cb=1,03 [in3/rev], p=350 [PSI] y pcarcasa=40 [PSI]. La hidrotransmisin B, posee una bomba de desplazamiento fijo, Cb=2,56 [in3/rev], un motor fijo con Cm= 2,56 [in3/rev]. Una bomba de precarga Cb=0,86 [in3/rev]. Vlvula de alivio p=290 [PSI] y pcarcasa=40 [PSI]. La presin de operacin promedio del circuito A, se estim en A=1600 [PSI]. Tanto para la bomba como para el motor se estimaron eficiencias mecnicas m=93,5% y volumtricas v=97,5%. Se sabe que la bomba operar el 75% del periodo de trabajo al mximo. Para el circuito B, se midi una presin de operacin promedio de A=3600 [PSI]. Se estima, tanto para la bomba como para el motor, eficiencia mecnica m=92% y volumtrica v=95,5%. Se debe cumplir que la temperatura del aceite no exceda los 140F. La unidad mvil tiene un coeficiente de transferencia de calor de U=3 [BTU/h-pie2-F], y se sabe que el 25 % de calor se disipa por tubera y componentes.Hallar:

1. Calor total generado por las 2 hidrotransmisiones.

2. Disear el tanque con capacidad igual a 4 veces el total de flujo de las bombas.

3. Calcular el calor total disipado por el tanque.

Circuito A

Circuito B

Calor Total generado

Calor Total generado

El calor por elementos

Diseo del Tanque

Suponiendo una geometra de 40 in * 40 in * 9,45

Calor por tanque

Calor que debe disipar el intercambiador

QUOTE

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W1/2

W1