Experimento 1 - Creación de gata hidraulica ,calculo del factor multiplicador y calculo de fricción PDF

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Creación de gata hidraulica ,calculo del factor multiplicador y calculo de fricción en embolos ....

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PRACTICA PRIMER PARCIAL “UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA” DOCENTE: Ing. Sergio Aguilar

UNIVERSITARIO: Poma Apaza Richard Gabriel R.U:1780523 CARRERA: “INGENIERIA MECANICA” MATERIA: FIS-102 GESTION ACADEMICA 1/2020 LA PAZ – BOLIVIA

“CREACIUON DE UNA GATA HIDRAULICA” MATERIALES:

      

1 bolsa de palitos de helado 3 jeringas de 1 ml 1 jeringa de 20 ml 1 jeringa de 10 ml Regla de 30 cm Silicona en barra Un micro gotero (se consigue en los desechos de hospitales pues los desechan después de su uso)

 Cierra de cortar  Y dos bloques de madera ( se consigue en alguna construcción)

MEDICI0NES

EMBOLO 1 (jeringa de 10 ml) LONGITUD: L1= 3 [cm] DIAMETRO: D1= 1, 52 [cm] AREA : 1,81 [𝑐𝑚2]

EMBOLO 2 (jeringa de 20 ml) LONGITUD: L1= 9,3 [cm] DIAMETRO: D1= 2 [cm] AREA : 3,14 [𝑐𝑚2 ]

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA GATA HIDRAULICA: El funcionamiento del gato hidráulico responde al principio de Pascal, que establece que la presión aplicada sobre un fluido contenido en un recipiente cerrado se transmite de forma uniforme en todos sus puntos. El dispositivo, en su forma más sencilla, tiene dos émbolos dispuestos en forma de "U", uno de sección muy pequeña (en el que se aplica la presión al fluido mediante una palanca o una bomba), y el otro de sección muy grande (donde se coloca la carga que se quiere elevar). La clave del funcionamiento son las válvulas unidireccionales, que permiten el paso del fluido en un solo sentido. Así, cuando se acciona el émbolo pequeño, una válvula permite el paso del fluido hacia el émbolo mayor, pero no su retorno. En esa ocasión usare las jeringas como émbolos comunicantes. Según el principio de Pascal, la presión P es la misma en los dos émbolos, lo que significa que entre el émbolo pequeño (con sección A1 y fuerza F1 y en el émbolo grande (con sección A2 y fuerza Mg}, correspondiente al peso a izar), se cumple la ecuación:

Lo que equivale a que:

Siendo el cociente aplicada.

el coeficiente de multiplicación de la fuerza

Los gatos hidráulicos se utilizan en aplicaciones que requieren una gran capacidad de carga, o bien una máxima facilidad y velocidad de accionamiento (especialmente en las operaciones de plegado, que son inmediatas) para cargas

medianas. Sus principales ventajas están relacionadas con su potencia y velocidad, con la posibilidad de controlarse mediante servomecanismos, y con la minimización de las pérdidas mecánicas asociadas con el rozamiento. Su principal inconveniente es que suelen ser equipos de una cierta complejidad de mantenimiento (especialmente en todos los aspectos relacionados con la ausencia absoluta de fugas del fluido que sirve para transmitir las cargas). Los fluidos utilizados suelen ser aceites sintéticos de baja viscosidad debido a su capacidad de auto-lubricarse y a su estabilidad. Los gatos más potentes utilizan bombas eléctricas, capaces de proporcionar la presión hidráulica necesaria para actuar a distancias considerables y con capacidad para desplazar grandes tonelajes de carga.

CONSTRUCCION DE MI GAT0 HIDRAULICO: Según lo fundamentado anteriormente, mi gato hidráulico multiplicara la fuerza que se le aplique al embolo de la jeringa de 10 ml, la cual actuara el embolo de la jeringa de 20 ml. Explicare lo más detallado posible la construcción de mi gato hidráulico, ya que no cuento con los medios necesarios para poder hacer una grabación o al menos una grabación con una buena calidad de imagen 1. Primeramente debemos armar el soporte del gato para eso usamos los bloques de madera (los cuales los conseguí en una construcción de una casa), los corlamos del mismo tamaño. 2. Cortamos un rectángulo de venesta o cualquier otra superficie rígida la cual es la base de todo nuestra gata hidráulica. 3. Para armar el sistema hidráulico, cortamos el MICRO GOTERO, (el cual lo pude conseguir en los basureros del hospital de clínicas) .El corte lo haremos en la línea de los 70 ml de capacidad del mismo. Este micro gotero simula el contenedor donde se almacena el líquido hidráulico (para este caso AGUA). 4. Seguidamente agarramos la jeringa de 20 ml y la colocamos dentro del MICRO GOTERO. Ensamblándola con un pedazo de la manguerilla. 5. Tapamos el lado abierto del MICRO GOTERO con un pedazo de goma (se lo puede conseguir en una llantería o taller mecánico) 6. Usamos los palito de helado para sujetar y dar estabilidad a la jeringa que está dentro del MICRO GOTERO 7. Para el sistema de mangueras conectamos una manguerilla en una salida del MICRO GOTERO (salida por donde se almacenara el líquido hidráulico), luego conectamos otra manguerilla a la segunda salida del

MICRO GOTERO (salida la cual está conectada a la jeringa interior ) las desembocaduras de ambas manguerillas las ensamblamos mediante un conector en forma de “Y”(la cual también la recicle de los contenedores de basura del hospital). Pero antes de ensamblar debemos poner o colocar dos CORTA PASOS en ambas terminales de la jeringuillas , los cuales actuaran como conmutadores del paso del líquido , esto para que el líquido empujado no sea devuelto al primer embolo 8. Luego conectamos una manguerilla a la salida del conector tipo Y y la unimos al la JERINGA 1. 9. La jeringa 1 la cortamos hasta los 3 cm respecto de la boquilla, por otro lado el embolo de este lo cortamos 4 cm. 10. Se hace una armadura para la jeringa 1 conectando al mismo un sistema de palanca la cual usaremos para ascender y bajar el pistón le la manguera 2 y así empujar el liquido

CALCULO DE COEFICIENTE DE MULTIPLICACIÓN

“ K”

El coeficiente multiplicador será:

CONCLUSION: Lo cual nos indica que por cada kilo fuerza [𝑘 𝑓] aplicada en el embolo menor se podrá levantar [𝑘𝑓 ] en otro embolo. Así mismo podríamos decir que para levantar mi peso el cual es de 65 kf necesitaría una fuerza de entrada de 38 kf aproximadamente. Claro que esto es sin tomar en cuenta la fricción del embolo.

CALCULO DE FRICCION DEL EMBOLO Y FUERZA MINIMA PARA EMPEZAR A LEVANTAR EL GATO HIDRAULICO Peso del embolo:

PE= 6[gf]

Peso del soporte:

PS= 27[gf]

Entonces la fuerza a vencer es: F= PE+PS+2FR………..ɣ Donde 2FR es la fuerza de rozamiento en los dos émbolos, cada una con FR:

Mediante una balanza es posible determinar la fuerza de rozamiento cinético/estático del embolo para ello se procedió así:

1) Utilizamos una balanza y ataremos una cuerda al embolo de la jeringa

2) Jalamos la jeringa hasta que el embolo empieza a moverse y anotamos los Kf que este ejerce hasta el momento que empiece a desplazarse dicha fuerza no será otra que la de rozamiento.

Entonces la fuerza de rozamiento que se debe tomar en cuenta es: FR = (0,3*2)[Kf]

FR=0.6 [Kf]

Reemplazando en .ɣ entonces la fuerza mínima que se debe aplicar para mover el embolo (sin ninguna carga más que la del propio sistema ), es: F= 27e-3+6e-3+0.6

F=0,633[Kf]

CONCLUSIÓN 2 Entonces si queremos levantar algún peso, mediante el factor de multiplicidad podemos deducir la fuerza de entrada, pero por acción de la fuerza de rozamiento y el peso que tiene el embolo, debemos primeramente vencer la fuerza de F por lo cual la fuerza de entrada para levantar cualquier peso tendría que considerarse como: 𝑭𝑬𝑵𝑻𝑹𝑨𝑫𝑨 𝟏 𝟕𝟑 ∗ 𝑴 + 𝟎 𝟔𝟔𝟑

M: Peso que se quiere levantar Con lo cual aseguramos que se vencerá las fuerzas que se oponen al movimiento del sistema OTRA APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL Es por ejemplo este sistema hidráulico en el cual solo estoy aprovechando el desplazamiento de los émbolos, para hacer que las garras de Wolverine salgan...