Banco de hidráulica

Modelo, supuestos y simplificaciones del simulador. Para preparar la clase y saber hasta dónde fiarse de los números.

Hermano del banco de neumática: el mismo panel ranurado de aluminio de 1600 × 1000 mm, donde se montan las piezas y se conectan con latiguillos. Por ahora solo hidráulica pura: sin parte eléctrica, sin PLC y sin 3D.

Uso

Catálogo a la izquierda (abajo en el móvil) y ficha flotante de la pieza elegida con su descripción, mandos y lecturas en vivo.
«Ver presión y caudal»: el alma del latiguillo toma el color de la presión (azul hasta 1,5 bar, de rosa a rojo oscuro hasta 80 bar) y unos trazos blancos corren en el sentido del caudal, más deprisa cuanto mayor es.
Latiguillos con codos, a 90° o en curva. «Posición inicial» lleva los actuadores a cero y descarga el circuito; el motor del grupo sigue como estaba.
Enchufes rápidos autobloqueantes: un enchufe libre no deja salir aceite, a diferencia de la neumática. Con más de 5 bar no se puede soltar ni acoplar un latiguillo ni quitar una pieza conectada; un aviso explica cómo descargar.
El montaje se guarda en el navegador, incluidas las presiones atrapadas.
Avisos en la cabecera: bomba en marcha y su caudal, presión, limitadora abierta (caudal que vuelve a depósito) y cavitación si alguna línea baja de −0,6 bar.

Piezas

Alimentación: grupo hidráulico (depósito con visor de nivel, motor, bomba de caudal fijo de 1 a 8 L/min, limitadora interna de 10 a 100 bar, manómetro, P y T, piloto de limitadora abierta), bloque distribuidor de 5 enchufes y acumulador de vejiga de 0,32 L con precarga de 5 a 60 bar.
Medida: manómetro de 0 a 100 bar y caudalímetro (L/min y sentido).
Actuadores: cilindro de doble efecto Ø40/25 × 200 mm; cilindro de simple efecto Ø40 × 200 con muelle (250 → 600 N); carga en el vástago de −3 a 10 kN (positiva se opone al avance, negativa arrastra); motor de engranajes de 8 cm³/rev con par resistente de 0 a 10 N·m.
Distribuidores con palanca: 3/2, 4/2, 4/3 de centro cerrado, 4/3 tándem y 4/3 flotante. Muelles al centro al soltar, u opción de palanca con retención.
Bloqueo y caudal: antirretorno (abre a 0,5 bar), antirretorno desbloqueable (abre de 2 a 1 si pX > 0,3·p2 + 3 bar), estranguladora, regulador de caudal unidireccional (libre de 1 a 2, estrangula de 2 a 1) y llave de bola.
Presión: limitadora tarable de 5 a 100 bar; con T a otra línea hace de válvula de secuencia.

Modelo

Red por nudos: latiguillos, distribuidores y caudalímetro unen enchufes en un mismo nudo. Cada enchufe aporta compresibilidad (4·10⁻⁵ L/bar). El enchufe T del grupo es el depósito, a 0 bar.
Bomba: fuente de caudal fijo. Limitadora: q = 4·(p − tarado) L/min por bar. Con la bomba parada, fuga de 0,005 L/min·bar de P a T: la presión atrapada en P baja en segundos y detrás de un antirretorno se mantiene.
Correderas y orificios: q = K·√Δp (corredera K = 5, llave 10, estrangulador 6·apertura²).
Cilindro: v = (10·pA·AA − 10·pB·AB − F)/1200 m/s (áreas en cm², F en N), con AA = 12,57 cm² y AB = 7,66 cm². Con 4 L/min avanza en unos 3,8 s y retrocede más rápido. La cámara B puede superar la presión de la bomba por la relación de áreas cuando se regula a la salida.
Motor: par = Δp·V/(20π) N·m; no gira mientras el par no supera el resistente; q = V·n/1000.
Acumulador: isoterma p·V; aceite almacenado = V0·(1 − (p0 + 1)/(p + 1)) por encima de la precarga.
El nivel del depósito es orientativo (exagerado): baja con el volumen del vástago fuera y con el aceite del acumulador.

Ejemplos

Cilindro con 4/3 de centro cerrado: al soltar, la bomba descarga por la limitadora a 60 bar.
Regulación de velocidad a la salida: carga de 1 kN y regulador al 20 %; la presión en B llega a unos 72 bar.
Motor hidráulico con 4/3 tándem: con 2 N·m, unos 16 bar y 500 rpm.
Bloqueo de carga: 4 kN, 4/3 flotante y antirretorno desbloqueable pilotado desde B (sujeta 31,8 bar en A).
Acumulador con antirretorno tras la bomba: se carga, se para el motor y el acumulador mueve el cilindro.

Lo que no se modela

Mando eléctrico (electroválvulas), temperatura del aceite, reductora de presión, divisor de caudal y vista 3D.