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MAQUINARIA Y EQUIPOS

Informe de maquinaria y equipos

AIDA ANDRADEA ALZATEGUSTAVO ORJUELA GOMEZ

LUISA FERNANDA RAMIREZ ANDRADEPresentado por.

ING. MANUEL RICARDO BALLESTEROS

Presentado a.

Corporación universitaria minuto de Dios

Acueducto y alcantarillado

Ing. Civil 0º semestre

2013-I

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INTRODUCCION

La finalidad de este proyecto es mostrar explicar cómo funciona y cuáles son las aplicaciones que se le puede dar al gato hidráulico, para esto es importante entender los principios básicos de funcionamiento y todo lo que se aplica para esto empezaremos con explicar lo que es el principio de pascal para poder llegar a comprender el porqué de la funcionalidad del mismo.

Dentro del contexto del proyecto y para poder no solo entender los principios básicos del funcionamiento del gato hidráulico lo aplicaremos mediante el brazo de una retroexcavadora, conocido también como agente posterior o agente trasero (el brazo y el cucharon) donde podremos observar que a pesar de ser un mecanismo sencillo, es de gran utilidad utilizándose habitualmente en obras de movimientos de tierras.

Es bueno también tener en cuenta que el gato hidráulico tiene un sinfín de aplicaciones no solo en el ámbito de construcción sino también en casi todas las áreas de la industria.

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OBJETIVOS

Objetivo General:

Realizar un estudio del funcionamiento de un Gato Hidráulica, aplicado a maquinaria utilizada en el campo de la construcción.

Objetivos Específicos:

Conocer los principios de la hidráulica que permiten el funcionamiento

de los Gatos Hidráulicos.

Aplicar la mecánica de fluidos a través del diseño y construcción de un brazo hidráulico.

Identificar los principios de la hidráulica que e ponen en práctica con el diseño del brazo hidráulico.

Analizar las posibles mejoras para optimizar el funcionamiento de los brazos mecánicos.

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COMO FUNCIONA EL GATO HIDRAULICO

El funcionamiento de un gato hidráulico se basa en una característica de los fluidos, los cuales mantienen la misma presión a lo largo de una misma distancia horizontal, es decir, los fluidos sin importar el punto horizontal en donde se encuentren, mantienen la misma presión.

Ahora, tomando en cuenta que la presión es el producto de la fuerza ejercida sobre una unidad de área, se aprovecha el principio de pascal para obtener una fuerza mayor en un extremo, en donde tenemos almacenado el líquido, con tan solo aumentar el área del recipiente que lo contiene.

Por lo tanto si adicionamos aire mediante una palanca a una sección de área pequeña, el líquido almacenado en el gato es empujado hacia el lado de área mayor levantando un embolo que multiplicara la fuerza ejercida por el aire adicionado teniendo en cuenta el área mayor.

PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal que se enuncia como sigue: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. La geometría o forma no afecta ni influye sobre este efecto.

El principio de Pascal aplica a todos los fluidos: tanto líquidos como gases. Además, resalta una diferencia importante entre los fluidos y los sólidos: un fluido es capaz de transmitir presión (sin que ésta se vea disminuida), mientras que un sólido solamente puede transmitir una fuerza (sin que ésta se vea disminuida). Pero, a pesar de que este principio es válido para gases, un gas no puede ser utilizado para una herramienta que funciona según el principio de Pascal porque éstos son compresibles. Mucho del esfuerzo que se emplearía en operar la herramienta se desperdiciaría en la compresión del gas.

Podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en gatos hidráulicos. El principio de Pascal puede ser interpretado en esta clase fluidos donde la densidad es constante podemos aplicar la siguiente ecuación:

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p = po + gh

Dónde:

p = presión total a la profundidad. po = presión sobre la superficie libre del fluido. = densidad del fluido. g = aceleración de la gravedad. h = Altura, medida en Metros.

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total. Si el fluido no fuera incompresible, su densidad respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse. Por otra parte, si las paredes del recipiente no fuesen indeformables, las variaciones en la presión en el seno del líquido no podrían transmitirse siguiendo este principio.

El gato hidráulico corresponde a una aplicación del principio de pascal, Se le da el nombre de gato “hidráulico” por la utilización de un líquido, generalmente un aceite, para ejercer presión sobre un cilindro que empujará a otro de diferente tamaño para lograr la elevación del brazo.

Cuando el fluido, que en este caso en un aceite, es impulsado hacia un cilindro por acción de una bomba, se somete a una fuerza como la presión.

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Para ejercer la presión se “inyecta” aire al aceite para desplazarlo y el cilindro de menor tamaño empujará al de mayor tamaño. Así, la presión ejercida sobre el primero será igual en el segundo, con la diferencia de que el mayor tamaño de éste logrará un incremento de la fuerza para que el brazo lleve a cabo la elevación. Esta forma de trabajar del gato hidráulico es muy similar a la que tiene una jeringa que impulsa su contenido por acción de la presión a la que es sometido.

La presión del aceite permite que el brazo del gato hidráulico se eleve a una determinada altura, esto permitirá maniobrar debajo del aparato o cuerpo que se quiera elevar.

Los gatos hidráulicos cuentan con un seguro que impedirá la entrada del aire si no se está utilizando el gato o que la facilitarán para invertir el proceso y hacer que descienda el brazo.

COMO TRABAJA

El brazo y el cucharón de la retroexcavadora son operados hidráulicamente. Esto significa que consisten en líneas hidráulicas, una reserva de fluido hidráulico, una bomba, y una serie de pistones.

La bomba ejerce presión sobre el fluido hidráulico, que entonces es liberado dentro del pistón. El pistón entonces se expande para levantar y pivotar el brazo, y presiona el cucharón hacia adentro y afuera de la tierra. Invirtiendo a una válvula, el fluido fluye desde el pistón nuevamente hacia dentro de la reserva, descendiendo al brazo.

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En estas imágenes podemos observar los gatos hidráulicos, que le dan la movilidad al brazo, y eso hace que podamos mover el brazo y realiza trabajos muy complicados, las articulaciones que le permiten doblar a la pluma, por supuesto la cabina que es donde se controla cualquier acción de la retroexcavadora.

PARTES BASICAS DE UN GATO HIDRAULICO

En general, los gatos hidráulicos constan de las siguientes partes: Depósito: Es el lugar donde se contiene el aceite o fluido. Bomba: Crea la presión para mover el aceite. Válvula de retención: Permite que el líquido llegue al cilindro principal. Cilindro principal: Recibe la presión del fluido y empuja al cilindro secundario. Cilindro secundario: Acciona el brazo de elevación. Brazo de elevación: Como su nombre indica, eleva el cuerpo que se le coloca encima o extiende el brazo hasta la posición deseada. Válvula de liberación: Libera el aire para liberar la presión y revertir el proceso de elevación.

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CONCLUSIONES

Para este proyecto se buscó la aplicación de los gatos hidráulicos en maquinaria relacionada estrechamente con la ingeniería civil, por tanto la aplicación que nos pareció más importante y apegada a la carrera fue la retroexcavadora ya que se pude observar en cualquier construcción, no sin olvidar que los principios de hidráulica están presente en la vida cotidiana.

Se buscaron opciones teóricas para poder mejorar la eficiencia del funcionamiento de un brazo hidráulico a partir de la aplicación del principio de pascal.