Problemas de Neumática. Tecnología Industrial I PROBLEMA 1.- El circuito de la figura pretende servir como elevador neumático para elevar coches en un taller. Se quiere dimensionar el actuador, y diámetros del émbolo posibles (en mm): 25, 32 40, 50, 63, 80, 100, 125 y 200. y el peso estimado de un utilitario medio es de 3·103 kg. Para dicho dimensionamiento, obténganse: a) Presión de aire requerida en el movimiento de elevación (avance), si el rendimiento del actuador se estima en un 72% . b) Dimensiones geométricas del actuador.
SOLUCION El equilibrio de fuerzas, considerando el rendimiento del actuador es: F=P·S·η Por otro lado, la fuerza F es conocida por corresponderse al movimiento de una carga estimada en 3·103 kg = 2.94·104 N. Expresado matemáticamente: 2,94·104 =P·S·η P·S=4,09·104
Ahora se podría operar de dos maneras: 1) Estimar una presión de trabajo en el rango habitual, obtener la superficie del émbolo, con la relación de áreas obtener el diámetro del vástago. 2) Elegir un diámetro de los normalizados, obtener la presión de funcionamiento y el diámetro del vástago. Comprobar que el vástago aguanta a pandeo y que la presión requerida para trabajar con dicho émbolo está en un rango razonable para este tipo de IES BACHILLER SABUCO DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
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Problemas de Neumática. Tecnología Industrial I aplicaciones. 1) Trabajando según la primera forma, elegiríamos, por ejemplo 0.6 MPa de presión de trabajo. Con esta presión, el diámetro del émbolo debería ser:
D=0,294 m Como en el enunciado, se limitaba el diámetro a 0.2 m, se elegirá este diámetro y, entonces, los cálculos serían ya equivalentes a los de la segunda forma de trabajo. 2) Considerando la segunda de las opciones de cálculo, elegiríamos, atendiendo al cálculo previo un diámetro del émbolo DE = 0.2 m. En estas condiciones, la presión de trabajo sería: P=1,3 Mpa
PROBLEMA 2. Una masa de gas ocupa un volumen de 300 cm3 a 25ºC. Si la presión se mantiene constante, ¿qué volumen ocupará el gas a -5ºC?.. Sol: 270 cm3 PROBLEMA 3. Una masa de un gas a 13ºC tiene un volumen de 237 cm3. El gas se calienta a presión constante hasta ocupar un volumen de 265 cm3. ¿Cuál es la temperatura final del gas?. Sol= 47 ºC PROBLEMA 4. Una masa de gas a 7ºC ejerce una presión de 740 mm. Calcular la presión en atmósferas, en Pa (N/m2), en bar y en kg/cm2 a 29ºC si el volumen permanece invariable. Sol= 798 mm Hg, = 1,05 atm = 106365 Pa=1,06365 bar. PROBLEMA 5. Los radios de los émbolos de una prensa hidráulica son 10 y 50 cm respectivamente. ¿Qué fuerza se ejercerá sobre el embolo mayor si sobre el menor actúa una fuerza de 30 Kp?. PROBLEMA 6. Se tiene una prensa hidráulica en la que los diámetros de los pistones miden 10 cm y 1 m respectivamente. Si sobre el pistón pequeño se aplica una fuerza de 10 N y se observa que el pistón se ha desplazado 10 cm: a) ¿Cuáles serán la fuerza y el desplazamiento en el pistón grande? b) ¿Cuál será el trabajo desarrollado por la fuerza de 10 N? c) ¿Y el trabajo desarrollado por la fuerza en el pistón grande?
PROBLEMA 7. Considera un cilindro de doble efecto de 80 mm de diámetro y cuyo vástago tiene 25 mm de diámetro. a) calcula la fuerza que ejerce cuando la presión de trabajo es 6 kp/cm2.
b) Si la carrera es 700 mm y efectúa cinco ciclos por minuto, ¿cuál es su consumo de aire?.
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