2 aplicación reguladora de caudal 2 vías [ iii ]

Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías Preconectada [ III ]

Esquema del Circuito



Obsérvese el pilotaje externo





Válvula reguladora de caudal de 2 vías

preconectada

Compensador de presión

Fc0

Distribuidor selector de velocidad del

cilindro

Cilindro Fc1

Distribuidor selector de puesta a Presión

Presostato

Detector de carga

Distribuidor de mando del cilindro.

Bomba de paletas de caudal variable



Para facilitar los cálculos en la aplicación didáctica que estamos planteando diremos que: QBMAX.= 60 l/mS0= 100 cm2 ; S1= 50 cm2

De igual forma, para simplificar, consideraremos:P tramo de tubería (60 l/m)= 1 barComponentes NG 10P con 15 l/m = 0,4 barP con 30 l/m = 0,6 barP con 60 l/m = 1 barP con 120 l/m = 4,5 barLos rendimientos mecánicos del cilindro principalRm salida rápida = 0,85Rm salida normal = 0,85Rm entrando = 0,85La carga que se desea arrastrar es absolutamente variable de mínima carga de 20000 N., a máxima de aproximadamente 100000 N.La velocidad regulada que se desea en este caso: 0,05 m/s



preconectada

Compensador de presión

Fc0


cilindro

Cilindro Fc1


Presostato

Detector de carga



Al poner en marcha la bomba, se activa el compensador de presión a mínima presión centrando la carcasa de las paletas y dejando el caudal de la bomba a lo justo y necesario para tal activación.

Puesta en Marcha del Conjunto Impulsor Motor-BombaFc0 Fc1

Y3

Y2

Y1

Compensador de presión activado


Disponemos de una bomba de caudal variable de paletas que, en el reposo del cilindro, da el caudal junto para mantener activado el compensador de presión a una mínima presión. Así como de 3 distribuidores, uno para el mando del cilindro, otro como selector de velocidad rápida o lenta regulada, y otro para poner a presión el sistema cuando se inicie el trabajo.Se dispone también de un Presostato cuya finalidad principal es detectar la carga y hacer entrar el distribuidor selector de velocidad. Al hacerlo, a través del pilotaje externo, se adecuará la presión a la que se active el compensador de la bomba para que la presión previa a la reductora del regulador de caudal PT, siempre sea la misma, haciendo variar la presión manométrica PM según varíe la carga. Si bien esta presión está limitada por la válvula de máxima tarada, como veremos más tarde, a 145 bar, mientras que la PT la tararemos a 25 bar.Se da la orden de salida rápida del vástago al accionar el pulsador de marcha y estar FC0 y no estar FC1

Puesta en Marcha del Conjunto Impulsor Motor-BombaFc1




preconectada

Compensador de presión activado

Cilindro


Presostato

Detector de carga


cilindro

Y1

Y3

Y2

Fc0


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Se Da la Orden de Salida de Vástago – Excitación de Y3 e Y2

Se excitan entonces las bobinas Y3 e Y2Como consecuencia se activa el taraje de la presión del compensador PVS= 150 bar. y , puesto que la presión es más baja, este se desactiva. Mientras la válvula PT permanece completamente cerrada al tener su pilotaje a tanque. De esa forma la bomba comienza a impulsar todo su caudal al sistema, lo que hará que comience a salir el cilindro con la salida rápida propia del sistema regenerativo.

Y3=1

QB

El compensador de presión deja de estar activo al establecerse un nuevo taraje de la

presión

Fc0 Fc1

Y2=1

Y1


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)El Cilindro Sale con Velocidad Rápida en la Aproximación

El cilindro comienza a salir con una velocidad rápida al ser un circuito regenerativo. Además, al ser el cilindro de =2, su velocidad será el doble de la normal si no fuera circuito regenerativo.

Q1=60

m/s. 0,2600120

S6Q2v

Q2Q2

Q2

QQQ

QQQQQ

2SS

0

BSR

B0

000B

B0

B10

1

0

Q0=120

QB=60

Vsr=0,2


Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3

Al no haber carga la presión es debida a las perdidas de carga y a las fuerzas de rozamiento de las juntas.Analicemos las perdidas de carga con Q1 = 60Q0=120 y QB=60 l/m

bar. 02Pbar. 023PP ; bar. 23 P

2P,5113P P

bar. 2P 5,8P ; bar. 5,8

2PP

P P

bar. 5,825,42PPPbar. 3111PPP

TOTAL

1M1

1M1

1M

1M

10

0MM

M11

Las fuerzas de rozamiento de las juntas, en este movimiento regenerativo sin carga, pueden estimarse en: 2200 N. Por lo que:

bar. 24 24,4024,4PPP

bar. 4,4S10

2200P

TOTALFRJM

VFRJ

Vsr=0,2

PM=24


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3

PT=25

Al topar con la Carga la presión sube y se excita el presostato PS1 que excita la bobina Y1.Como consecuencia el caudal Q1 se direcciona hacia el regulador de caudal que pretende establecer una velocidad en el cilindro de 0,05 m/s. Es decir: l/m. 150,05506vS6 QQ REG.1REG.1

Como el circuito regenerativo se ha deshecho y el sistema admite solo 30 l/m de los 60 l/m que es capaz de suministrar la bomba. El compensador de presión se activa a la Presión PM que haga mantener la presión de PT=25 bar. a la entrada de la válvula reguladora de caudal, para ajustar el caudal variable de la bomba QVB: l/m. 30 152Q QQ 1VB0

Q1=15

Y3=1

Q0=30

QB=30

Vr=0,05

Y2=1

Y1=1

PVS

Hemos ajustado la presión a la entrada del regulador en 25 bar.

bar. 251312PPPP

T

RIT

PS1

PM=24



PS1=30

Se cumplirá la ecuación de esfuerzos del cilindro:

bar. 381,385,06,05,0 5,36P

bar. 5,36135,232126

85,00101020000P

M

0

Puesto que hemos ajustado la presión a la entrada del regulador en 30 bar.

bar. 26 9,2525,04,025,01312PPPPP

1

1RI1

Tendríamos entonces:

0

11

M0

10 ; 11

M

100

SSP

RS10LPSP10

RLSP10

Por lo que perfectamente podría ser:

bar. 30Ps1

Y1 =1

Y4=1

Q1=15

QB=30

Vr=0,05Si consideramos que la carga es la mínima de 20000 N.:

PT=25 PVS

PM=38

P1=26

P0=36,5



Se cumplirá la ecuación de esfuerzos del cilindro:

bar. 1322.1325,06,05,0 6,130P

bar. 6,130136,1172126

85,001010100000P

M

0

Y como hemos ajustado la presión a la entrada del regulador en 30 bar.

bar. 26 9,2525,04,025,01312PPPPP

1

1RI1

Tendríamos entonces:

0

11

M0

10 ; 11

M

100

SSP

RS10LPSP10

RLSP10

Por lo que perfectamente podría ser:

bar. 145PVS

Y1 =1

Y4=1

Q1=15

QB=30

Vr=0,05Si por el contrario la carga que arrastra el cilindro es la máxima de 100000 N.:

PT=25 PVS=145

PS1=30

PM=132

P1=26

P0=130,6


Finalizando la Velocidad Lenta – Estando Y1, Y2 e Y3

El hecho de ir cambiando el taraje del compensador de presión según la carga manteniendo P1 constante a través del taraje de la válvula PT, nos permite no tener muchas perdidas de potencia y, en contra de lo que suele ocurrir con las variaciones de la carga en las regulaciones de caudal de tipo de salida para la salida del vástago, en nuestro caso la presión P1 permanece constante.Y1 =1

Y4=1

Q1=15

QB=30

Vr=0,05

PT=25 PVS=145

PS1=50

bar. 26 9,2525,04,025,01312PPPPP

1

1RI1

PM=132

P1=26

P0=130,6


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:

1

0

V0

UTBV10

UTBVV

UTBV0

REG1RVUTBV0

PSPMNE

UTBV0E

REG1PS

RVPM

RVN

PRm1

S10LP

600QP

Rm1

1000S6

QL

600QP

600QP

Rm1

1000vL

600QP

WWWW

600QPW

600QPW

)1Rm1(

1000vLW

1000vL W

WN

WPMWPS

WE WN

WE WPS

WPM WN=POTENCIA DE NECESIDADES

WPM=POTENCIA PERDIDA MECÁNICAMENTE

WPM=POTENCIA PERDIDA CON EL CAUDAL DE SALIDA

WPM=DE ENTRADA

P0



53,09,1

1WWR

Kw 9,1600

3038W

Kw 11000

05,000002W

bar. 3838,11,636,5PPP

36,5135,232

260,85

100110

20000P

PRm1

S10LP

UTB

NUT

UTB

N

00N.) M(20000

N.) 0(20000

1

0

V0

WN

WPMWPS

WE WN

WE WPS

WPM

CARGA = 20000 N.

P0=36,5

PM=38



76,06,6

5WWR

Kw 6,6600

30132W

Kw 51000

05,0000001W

bar. 321,13211,6,5301PPP

5,130136,1172

260,85

100110

100000P

PRm1

S10LP

UTB

NUT

UTB

N

00N.) M(100000

N.) 0(100000

1

0

V0

WN

WPMWPS

WE WN

WE WPS

WPM

CARGA = 100000 N.

P0=130,5

PM=132


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Entrada del Cilindro – Excitación de Y5

Al llegar sobre el final de carrera FC1 y no estando FC0 se excita la bobina Y4 desexcitándose todas las demás.El caudal de la bomba va a la cámara anular y el de la cámara llena se dirige a tanque.Q1=60Q0=120

QB=60

l/m 1202,01006vS6Q

m/s. 0,230060

50660

S6Qv

E00

1

BE

VE=0,2

Y4=1

Y1 =0

Con el pilotaje a tanque la válvula

PT está totalmente

cerrada


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Entrada del Cilindro

Al bajar la presión por ir sin carga el compensador de presión no se activa.Analizando las perdidas de carga:

VE=0,2

bar. 203173 PP bar. 178,52PP

bar. 5,825,42PPPbar. 3111PPP

1TOTAL

01

M00

1M1

Las fuerzas de rozamiento de las juntas, en estas condiciones del movimiento de entrada sin carga, pueden estimarse en: 3200 N. Por lo que:

bar. 5,8Pbar. 233 26P

bar. 26P

0

1

M

Lo que nos da unas presiones de:

bar. 26 26,4026,4PPP

bar. 4,6S10

3200P

TOTALFRJM

1FRJ

PM=26

P1=23

P0=8,5

Y4=1

Con el pilotaje a tanque la válvula

PT está totalmente

cerrada

Y1


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Fin de la Entrada del CilindroFc0

Y4=0

Al llegar sobre el final de carrera FC0 se desexcita Y4 e Y2

Y2=0


Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Reposo e Inicio a la Espera de Nueva Carga

Todo ha vuelto a la posición de inicio y vuelve a activarse el compensador a la mínima presión de su control para poner el caudal de la mínimo necesario para el centrando de la carcasa de paletas:

El compensador de presión está accionado al alcanzar la presión mínima de descarga

y activación

Bomba de paletas de

caudal variable


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