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Ttulo:Anlisis del circuito hidrulico de una inyectora de

plsticos

Asignatura:Introduccin a los sistemas lgicos y comandos

automticos

Ao: 2012

Grupo: 5

Legajo: Apellido y nombre:

G-4696/5 Garca, Santiago

S-4635/3 Sosa, Alvaro

R-3579/6 Riccardo, Nicols


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Hidrulica Industrial Ao: 2012 Pgina 2 de 19

Fecha: JULIO 2012

Autores:

Sosa, Alvaro, Garca, Santiago y Riccardo, Nicols.

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TABLA DE CONTENIDOS

Introduccin: ...................................................... ................................................................. ............................. 3

Diagrama de flujo: ......................................................... ................................................................. .................. 4

Resumen de los datos iniciales: ........................................................ ............................................................. 5

Determinacin de la Presin y caudal de Trabajo: ........................................................... ............................. 5

Clculo de los actuadores ................................................................. .............................................................. 5

Cilindros que inyectan el plstico (P4). ......................................................... .............................................................. 5

Cilindro que sujeta la matriz (P1)................................................................................................................................ 6Cilindro eyector de la pieza (P2). ............................................................................................................................... 7

Cilindro para calibracin de la inyectora (P3). ......................................................... ................................................... 7

Seleccin de componentes: ............................................................... ........................................................... 10

BOMBA: ................................................................................................................................................................... 10

MOTORES Elctricos: .......................................................... ................................................................. ................ 10

Filtro retorno: ............................................................................................................................................................ 10

Filtro aspiracin: ....................................................................................................................................................... 11

Intercambiadores de calor: ....................................................................................................................................... 11

Motores: ................................................................................................................................................................... 11

Vlvulas: ................................................................................................................................................................... 12

Cilindros Hidrulicos: ............................................................... ................................................................. ................ 14

Mangueras de conexin: .......................................................................................................................................... 15

Manmetros: ............................................................................................................................................................ 15

Tanque: .................................................................................................................................................................... 15

Aceite Hidrulico........................................................................................... ............................................................ 16

Conclusiones:................................................................................................................................................. 17

Bibliografa: .................................................................................................................................................... 18

Anexo .............................................................................................................................................................. 19


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Fecha: JULIO 2012

Autores:


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Introduccin:Este trabajo consisti en el relevamiento y anlisis del circuito hidrulico que acta en la inyectora de plsticos

marca Haitian, modelo HTF60W1X-ii, de 236 Mpa de presin de inyeccin, La unidad relevada pertenece a la

empresa Caplast de la ciudad de Rosario.

La primera etapa del trabajo consisti en la bsqueda de datos y entendimiento del proceso que realizaba la

mquina. Para esto nos dirigimos a la empresa y observamos el funcionamiento de la mquina, adems de consultar

el manual para obtener los datos tcnicos que nos ayudaron al momento de realizar los clculos que forman parte

del trabajo. De este mismo obtuvimos el plano del circuito hidrulico, por lo que no debimos abrir la mquina para

obtenerlo.

Concluida la etapa antes comentada y con la ayuda de los apuntes de la ctedra, procedimos a realizar los clculos

correspondientes para la seleccin de los componentes (actuadores, bombas, vlvulas, etc).


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Autores:


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Diagrama de flujo:


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Autores:


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Resumen de los datos iniciales:Los valores con que nos basamos para comenzar el clculo y la seleccin de los componentes fueron:

1) Fuerza de inyeccin mxima: 14000 Kg

2) Tiempo del ciclo (medido con un cronmetro)

Inyeccin: 1.3 segundos

Cierre matriz: 22 segundos3) Fuerza de cierre del molde: 60 toneladas

4) Carrera de los cilindros

P1= 330mm

P2 = 70mm.

P3=500mm

P4= 125mm

Determinacin de la Presin y caudal de Trabajo:Para la determinacin de la presin de trabajo se relev el dimetro del embolo del pistn de cierre. A partir de dicho

dimetro y de la fuerza de cierre de la maquina se adopt una presin de trabajo de 140 BAR.

Para la determinacin del caudal de trabajo se cronometro el tiempo tanto de cierre de la matriz como de inyeccin.

Se adopt como caudal de trabajo 47 l/min.

A partir de las condiciones establecidas se pre-selecciono en dos opciones diferentes la mayora de los

componentes.

Clculo de los actuadores

Cilindros que inyectan el plstico (P4).

Para realizar la inyeccin del plstico, se utilizan dos cilindros diferenciales de doble efecto

Fuerza de inyeccin necesaria:

Cara llena

F

Cara anular

Longitud de carrera = 125mm.

Se adopta una presin de trabajo de 140 Kg/cm2.

Calculo de las superficies de la cara anular y llena del cilindro:


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De un catlogo de cilindros hidrulicos se selecciona un actuador diferencial con las siguientes caractersticas:

Marca: ATOS

Modelo: CK

Cdigo: CK-80/45*127-E

Carrera= 127mm ( )

Para realizar la carrera de inyeccin se requiere de

Velocidad requerida para la inyeccin:

( )

( )

Velocidad de retroceso:

Tiempo de retroceso

Cilindro que sujeta la matriz (P1).

Para sujetar la matriz durante la inyeccin se utiliza un cilindro diferencial de doble efecto con los siguientes

requerimientos:

F

Longitud de carrera mxima = 330mm.



Marca: ATOS

Modelo: CH

Cdigo: CH-250/140*330-N

Carrera= 330mm

Velocidad de avance suponiendo que el QBomba :

Tiempo requerido para realizar carrera de avance


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Velocidad de retroceso

Tiempo de retroceso

Cilindro eyector de la pieza (P2).

Para sacar la pieza inyectada de la matriz se utiliza un cilindro diferencial doble efecto con los siguientes

requerimientos:

F




Marca: ATOS

Modelo: CK

Cdigo: CK-50/28*70-P

Carrera= 70mm




Tiempo de retroceso

Cilindro para calibracin de la inyectora (P3).

Para mover el cuerpo de la inyectora se utiliza un cilindro diferencial doble efecto con los siguientes requerimientos:

F




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Marca: ATOS

Modelo: CK

Cdigo: CK-50/28*500-E

Carrera= 500mm



Anlisis del funcionamiento:

1. Al encontrarse la puerta cerrada e indicar el comienzo del ciclo, se conmuta la vlvula V8 a la posicin de ramas

cruzadas, el motor m1 comienza a girar produciendo la rotacin del tornillo sinfn por el cual se trasladan los pellets

plsticos hacia el inyector. El tiempo de giro depender del proceso que se este ejecutando y ser controlado por el

PLC.

2. El rodillo sobre la puerta produce la conmutacin de la V3 permitiendo que el actuador P1 tome presin al

conmutar la vlvula V4 a la posicin de ramas paralelas. Caso contrario el pistn no se accionara dado que el caudal

generado por la bomba retornara directamente a tanque por estar este a presin atmosfrica.

3. Al conmutar V2 a la posicin de ramas paralelas se produce un aumento de la velocidad del pistn debido a que

queda formado un circuito regenerativo. Al comenzar la carrera de trabajo del pistn, la vlvula V2 vuelve a la

posicin de ramas paralelas debido a que un sensor desactiva el solenoide, haciendo que la misma vuelva a la

posicin inicial por medio de un resorte. Cuando la matriz ejerce la presin adecuada, la misma queda fija en dicha

posicin por medio de una traba mecnica.

4. Al accionarse V7 a la posicin de ramas cruzadas por medio de la orden de un sensor, el tornillo sin fin se

comienza a desplazar hasta alcanzar la zona del inyector, produciendo as la inyeccin de la materia prima en el

molde.

5. Una vez llena la matriz y terminado el proceso de solidificacin, al abrirse la puerta la vlvula V3 vuelve a su

posicin inicial, se produce la conmutacin de V7 y V4 de forma tal que retornan los cilindros P4 y P1 a su posicin

inicial. Al llegar P1 a su principio de carrera, conmuta V5 a la posicin de ramas paralelas produciendo la salida del

cilindro eyector P2, liberando la pieza de la matriz.

6. Al cerrarse la puerta V2 conmuta a la posicin de ramas cruzadas produciendo el retorno del cilindro eyector y el

sistema queda en condiciones de empezar un nuevo ciclo.


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Denominacin Descripcin

V1

Vlvula de control direccional 4/3, centro cerrado, accionada por solenoide,

posicionada por resorteV2 Vlvula de control direccional 4/2, accionada por solenoide, posicionada por resorte

V3 Vlvula de control direccional 4/2, accionada por solenoide, posicionada por rodillo

V4Vlvula de control direccional 4/3, centro cerrado, accionada por solenoide,posicionada por resorte

V5Vlvula de control direccional 4/3, centro semicerrado, accionada por solenoide,posicionada por resorte

V6Vlvula de control direccional 4/3, centro cerrado, accionada por solenoide,posicionada por resorte

V7Vlvula de control direccional 4/3, centro semicerrado, accionada por solenoide,posicionada por resorte

V8Vlvula de control direccional 2/2, posicin normal cerrada, accionada por solenoide,posicionada por resorte

V9 Vlvula proporcional electrohidrulica de control de flujo y seguridad

M1 Motor hidrulico

M2 Motor hidrulico

P1 Cilindro doble efecto



P4 Cilindros doble efecto son sincronizacin mecnica

F1 Filtro de descarga

F2 Filtro de aspiracin

B-M Bomba de engranajes-Motor elctrico

Int. Intercambiador de calor refrigerado por agua


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Seleccin de componentes:

BOMBA:

Para las condiciones de presin y caudal establecidas se consider apropiado la utilizacin de una bomba de

engranajes, por poder satisfacer estas las caractersticas requeridas y ser ms econmicas y robustas que las

dems.

MOTORES Elctricos:

A partir de las bombas pre-seleccionadas se seleccionaron dos opciones diferentes de motores elctricos los cuales

cumplen las caractersticas requeridas.

Filtro retorno:

Por caudal y condiciones de filtrado para el correcto funcionamiento de las mismas (25um 30 um) se pre-

seleccionaron filtros de retorno.


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Filtro aspiracin:

Se pre-selecciono el filtro de aspiracin para un caudal del doble que el nominal de la bomba, para de estar forma

disminuir la perdida de carga en la aspiracin

Intercambiadores de calor:

Por medio de la potencia de la central se determin la potencia a disipar (8HP un 40% de la potencia de la central),

y el caudal se pre-seleccionaron los intercambiadores de calor.

Motores:

A partir de tanto torque requerido como las velocidades de giro, relevado de la hoja de datos de la mquina, y de las

caractersticas de la central (Presin de trabajo y Caudal) se seleccionaron los motores que cumplen con las

caractersticas necesarias

Motor inyeccin:


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Motor calibracin:

Vlvulas:

Las vlvulas fueron seleccionadas en general por Presin de trabajo, Caudal de funcionamiento, caractersticas

funcionales (Medio de conmutacin, tipo de centro, etc)

V1/V4/V6:

V2:


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V3:

V5:

V7:

V8:


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V9:

Cilindros Hidrulicos:

Por medio de los clculos realizados, los tiempos de las carreras del ciclo, y la Presin de trabajo y caudal de la

bomba, se pre-seleccionaron los cilindros de trabajo

Cilindro Cierre Matriz (P1):

Cilindro Eyector pieza (P2):

Cilindro Calibracin inyector (P3):


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Cilindro inyeccin (P4):

Mangueras de conexin:

Las mismas se seleccionaron por medio de los caudales y presiones de trabajo

Manmetros:

Fue seleccionado segn presin de trabajo

Tanque:

Para dimensionar el tanque, se tuvo en cuenta una capacidad de tres veces el caudal de la bomba, por lo tanto:

El tanque tendr los siguientes elementos:

1. Indicador de nivel.

2. Tapn de drenaje

3. Mampara(placa divisora)

4. Plata de montaje para el motor elctrico y la bomba

5. Respirador de aire y llenador.

6. Resistencia para calefaccin.

7. Termmetro


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Aceite Hidrulico

El aceite debe ser tipo SAE 68, el cual debe cumplir con las siguientes caractersticas:

Propiedad Valor en unidad mtrica

Densidad a 60 F (15,6 C) 0.880 * 10 kg / m

La viscosidad cinemtica a 104 F (40 C) 68,0 cSt

La viscosidad cinemtica a 212 F (100 C) 10,2 cSt

Del ndice de viscosidad 135

Punto de inflamacin 204 C

Punto de fluidez -40 C

SHELL

Tipo: Tellus Oil 68

YPF

Tipo: BP 68


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Conclusiones:Al finalizar este trabajo podemos decir que estamos en condiciones de calcular y dimensionar circuitos hidrulicos de

mediana complejidad. Nos familiarizamos con el uso de catlogos de elementos industriales y con las variables con

las cuales seleccionamos cada elemento del circuito, notando la gran diversidad de marcas disponibles en los

distintos componentes que satisfacen las caractersticas requeridas.

Adems nos sirvi para ver el mbito laboral donde estas mquinas funcionan, donde muchas veces en el momento

del diseo no se tiene en cuenta las condiciones externas a las cuales van a estar sometidas.

Pudimos llevar a la prctica todo lo visto en la teora de la materia, lo que consideramos muy importante debido a

que muchas veces no se da esta posibilidad de consolidar los conocimientos.


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Bibliografa: Abaco hidrulico (apunte de la ctedra)

Manual de la inyectora Haitian HTF60W1X-ii

Catalogo Siemens Serie 1LA47/1LA9

Catalogo WEG ODP

Catalogo Bomba Engranaje Duplomatic

Catalogo Bomba Engranaje Livenza

Catalogo Vlvula direccional REXROTH tipo WE

Catalogo Vlvula direccional Vickers DG4V-3 serie 60

Catalogo control direccional Vickers

Catalogo Vlvula direccional Vickers DG4V-5 serie 20

Catalogo Yunken Electro vlvula con control de flujo y vlvula de seguridad

Catalogo Motor EATON-Vickers Serie 2000

Catalogo Motor EATON-Vickers Serie 26

Catalogo intercambiador EMMEGI

Catalogo filtros Vickers

Catalogo filtros Prince

Catalogo de cilindros Atos

Catalogo de cilindros Atos 200-400

Catlogo Intercambiador de calor Sesino (agua) Catalogo mangueras hidrulicas poberaj

Catalogo Aceites Shell

Catalogo de aceites Ypf

Catalogo de manmetros Gasli


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Anexo

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