PRENSA HIDRÁULICA CASERA

VER COMO SE PUEDE FABRICAR UNA PRENSA HIDRÁULICA CASERA DE UNA MANERA MUY FÁCIL EN EL SIGUIENTE ENLACE:    http://www.youtube.com/watch?v=pQOr04xET0I

PRENSA HIDRÁULICA DIDÁCTICA

EJERCICIOS DE PRENSA HIDRÁULICA CON LAS SOLUCIONES.

Prensa hidráulica

De Wikipedia, la enciclopedia libre

Saltar a: navegación, búsqueda

Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores 2.1.

Antigua prensa hidráulica.

En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascal comenzó una investigación referente al principio mediante el cual la presión aplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas direcciones. Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de Pascal.
El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la palanca, pues se obtienen presiones mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción.

[editar] Cálculo de la relación de fuerzas.

Cuando se aplica una fuerza sobre el émbolo de menor área se genera una presión :

Esquema de fuerzas y áreas de una prensa hidráulica.

Del mismo modo en el segundo émbolo:

Se observa que el líquido esta comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:

Esto es:

y la relación de fuerzas:

Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es:

Donde: = fuerza del émbolo menor en N, D, KgF gF = fuerza del émbolo mayor en N, D, KgF gF = área del émbolo menor en m2 cm2 in2 = área del émbolo mayor en m2 cm2 in2

Hidráulica.

Conceptualmente la hidrálica se puede definir de varias maneras, siempre dependiendo del contexto en que la usemos. Si la empleamos dentro del contexto de la mecánica de los fluidos, podemos decir que la hidráulica es la parte de la física que estudia el comportamiento de los fluidos. La palabra hidráulica proviene del griego, Hydor, y trata de las leyes que están en relación con el agua.
Cuando tratamos de un fluido como el aceite deberiamos hablar de oleohidráulica, pero no es así, normalmente empleamos el vocablo hidráulica para definir a una tecnología de ámbito industrial que emplea el aceite como fluido y energía, y que está en estrecha relación, con las leyes de la mecánica de los fluidos.
Por si fuera poca la confusión, además, tenemos dos vocablos más, hidrostática e hidrodinámica. La hidrostática trata sobre las leyes que rigen a los fluidos en su estado de reposo. La hidrodinámica trata sobre las leyes que rigen sobre los fluidos en movimiento. Los dos vocablos se engloban dentro de la materia de la mecánica de los fluidos. Éstos dos vocablos también se utilizan en neumática para explicar el comportamiento del aire comprimido.

Características de la hidráulica.

Como todo, la hidráulica tiene sus ventajas y sus inconvenientes, su lado positivo y su lado negativo. Respecto a lo positivo podemos decir que la hidráulica al utilizar aceites es autolubricante, el posicionamiento de sus elementos mecánicos es ajustado y preciso,a causa de la incomprensibilidad del aceite el movimiento es bastante uniforme, transmite la presión más rápido que el aire comprimido, puede producir más presión que el aire comprimido.Éstas serían las características positivas más relevantes.
Entre las negativas tenemos que destacar su suciedad, es inflamable y explosiva, es sensible a la contaminación y a las temperaturas, sus elementos mecánicos son costosos, el aceite envejece o sufre desgaste, tiene problemas de cavitación o entrada de aire, puede sufrir bloqueo.

Uso de la tecnología hidráulica.

El uso de la tecnología hidráulica es muy variado, no solamente la podemos encontrar en el ámbito industrial sino también en otros ámbitos, incluso relacionados con la vida diaria.
Se emplea en la construcción, sobretodo relacionado con lo fluvial, ya sean compuertas, presas, puentes, turbinas, etc.
También se utiliza en automóviles (pequeños cilindros para levantar el capó, etc), grúas, maquinaria de la construcción y de la pavimentación, en trenes de aterrizaje de aviones, en timones de barcos y aviones, etc. Ésto solo son algunos ejemplos, pero la realidad es que la tecnología hidráulica es muy utilizada.

LEY DE PASCAL

PRESIÓN

Definición: Presión es la fuerza normal por unidad de área, y está dada por:

Donde P es la fuerza de presión, F es la fuerza normal es decir perpendicular a la superficie y A es el área donde se aplica la fuerza.

Las unidades de presión son:

En el Sistema Internacional de unidades (S.I.) la unidad de presión es el pascal que equivale a la fuerza normal de un newton cuando se aplica en un área de metro cuadrado. 1pascal = 1N/m 2 y un múltiplo muy usual es el kilopascal (Kpa.) que equivale a 100 N/m 2 o 1000 pascales y su equivalente en el sistema inglés es de 0.145 lb./in 2 .

PRESIÓN DE UN FLUIDO

Un sólido es un cuerpo rígido y puede soportar que se le aplique fuerza sin que cambie sensiblemente su forma, un líquido solo puede soportar que se le aplique fuerza en una superficie o frontera cerrada si el fluido no esta restringido en su movimiento, empezará a fluir bajo el efecto del esfuerzo cortante en lugar de deformarse elásticamente.

La fuerza que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene actúa siempre en forma perpendicular a las paredes.

Los líquidos ejercen presión en todas direcciones.

La presión de un líquido a cierta profundidad es la misma en todo el fluido a ésa profundidad y es igual al peso de la columna del fluido a esa altura.

Matemáticamente tenemos que:

W = DV Donde W es el peso de la columna del líquido D es la densidad

de peso o peso específico del mismo y V es el volumen de la columna. Pero

V = Ah, es decir área de la base por la altura, entonces W=DAh y si

P=W/A, o P= DAh/A simplificando A la presión de un líquido quedaría P = Dh o P = gh

En otras palabras, la presión del fluido en cualquier punto es directamente proporcional a la densidad del fluido y a la profundidad bajo la superficie del mismo.

Presión Atmosférica.

Es el peso de la columna de aire al nivel del mar.

P Atm. =1Atm. = 760 mm-Hg = 14.7 lb/in 2 (psi)= 30 in-Hg=2116 ln/ft 2

Presión barométrica.

Es la presión que se mide mediante un barómetro* el cual se puede usar como un altímetro y puede marcar la presión sobre o bajo el nivel del mar.

* Barómetro: Instrumento que sirve para medir la presión atmosférica.

Presión manométrica.

Es la presión que se mide en un recipiente cerrado o tanque.

Presión Absoluta.

P ABS. = P ATM. + P MAN.

Es igual a la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica.

APLICACIONES.

Ley de Pascal.

“La presión ejercida sobre la superficie libre de un líquido confinado dentro de

un recipiente se transmite con la misma intensidad a todo el fluido.”

Una de las aplicaciones de esta Ley es en la “Prensa hidráulica” la cual consiste en dos cilindros conectados en su parte inferior de diferentes diámetros y que tienen dos émbolos o pistones y en los cuales si en uno de ellos se aplica una fuerza, la presión de un líquido, generalmente un aceite.

Si llamamos P e a la presión de entrada en el émbolo menor y P s a la presión de salida en el émbolo mayor, entonces la presión de entrada es igual a la presión de salida P e = P s , entonces si P=F/A

F e /A e =F s /A s o sea fuerza de entrada sobre el área de entrada es igual a la fuerza de salida entre el área de salida.

Área de

entrada

DIAGRAMA DEL CUERPO LIBRE

Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada a menudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas. En español, se utiliza muy a menudo la expresión diagrama de fuerzas como equivalente a diagrama de cuerpo libre, aunque lo correcto sería hablar de diagrama de fuerzas sobre un cuerpo libre o diagrama de fuerzas de sistema aislado. Estos diagramas son una herramienta para descubrir las fuerzas desconocidas que aparecen en las ecuaciones del movimiento del cuerpo. El diagrama facilita la identificación de las fuerzas y momentos que deben tenerse en cuenta para la resolución del problema. También se emplean para el análisis de las fuerzas internas que actúan en estructuras.

Elaboración

Un esquema del cuerpo en cuestión y de las fuerzas que actúan sobre él representadas como vectores. La elección del cuerpo es la primera decisión importante en la solución del problema. Por ejemplo, para encontrar las fuerzas que actúan sobre una bisagra o un alicate,es mejor analizar solo una de las dos partes, en lugar del sistema entero, representando la segunda mitad por las fuerzas que ejerece sobre la primera.

Lo que hay que incluir

El esquema del cuerpo debe llegar solo al nivel de detalle necesario. Un simple esbozo puede ser suficiente y en ocasiones, dependiendo del análisis que se quiera realizar, puede bastar con un punto.
Todos las fuerzas externas se representan mediante vectores etiquetados de forma adecuada. Las flechas indican la dirección y magnitud de las fuerzas y, en la medida de lo posible, deberían situarse en el punto en que se aplican.
Solo se deben incluir las fuerzas que actúan sobre el objeto, ya sean de rozamiento, gravitatorias, normales, de arrastre o de contacto. Cuando se trabaja con un sistema de referencia no inercial, es apropiado incluir fuerzas ficticias como la centrífuga.
Se suele trabajar con el sistema de coordendas más conveniente, para simplificar las ecuaciones. El sentido del eje x puede hacerse coincidir con la dirección de descenso de un plano inclinado, por ejemplo, y así la fuerza de rozamiento sólo tiene componente en esa coordenada, mientras que la normal sigue el eje y. La fuerza gravitatoria, en este caso , tendrá componentes según los dos ejes, mg sen(theta) in el x y mg cos(theta) en el y, donde theta es el ángulo que forma el plano con la superficie horizontal.

Lo que no hay que incluir

Las fuerzas que el cuerpo ejerce sobre otros cuerpos. Por ejemplo, si una pelota permanece en reposo sobre una mesa, la pelota ejerce una fuerza sobre ésta, pero en el diagrama de cuerpo libre de la primera solo hay que incluir la fuerza que la mesa ejerce sobre ella.
También se excluyen las fuerzas internas, las que hacen que el cuerpo sea tratado como un único sólido. Por ejemplo, si se analiza las fuerzas que aparecen en los soportes de una estructura mecánica compleja, como el tablero de un puente, las fuerzas internas de las distintas partes que lo forman no se tienen en cuenta.

Suposiciones

El diagrama de cuerpo libre refleja todas las suposiciones y simplificaciones que se han hecho para analizar el problema. Si el cuerpo en cuestión es un satélite en órbita y lo único que se desea es encontrar su velocidad, un punto puede ser la mejor opción. Los vectores deben colocarse y etiquetarse con cuidado para evitar suposiciones que condicionen el resultado. En el diagrama ejemplo de esta entrada, la situación exacta de la fuerza normal resultante que la rampa ejerce sobre el bloque solo puede encontrarse después de analizar el movimiento o de asumir que se encuentra en equilibrio.

Ejemplo

El diagrama de cuerpo libre del bloque sobre el plano inclinado es una aplicación sencilla de estos principios:

• Todos los soportes y estructuras se han sustituido por las fuerzas que ejercen sobre el bloque:

• mg: peso del bloque.
• N: Fuerza normal del plano sobre el bloque.
• F_f: fuerza de rozamiento entre el bloque y el plano.

• Los vectores muestran la dirección y el punto de aplicación.
• Se acompaña del sistema de referencia que se ha usado para describir los vectores.