Gato hidráulico

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Gato hidráulico

  1. 1. ¿Sabías que?¿Cómo es posible que pueda levantarse un coche de 800 kg accionando unapalanquita con una sola mano, para cambiarle la rueda que se ha pinchado?¿Puedes tú levantar a una o dos personas que se coloquen sobre la plataforma,moviendo casi sin esfuerzo la palanca? ¿Qué es un gato hidráulico?Un gato hidráulico es un aparato que se sirve de un conocido principio físico, el dePascal, para desempeñar su labor. Este principio establece que la presión ejercidaen un punto de un fluido, encerrado en un recipiente, se transmite con igualintensidad a todos los puntos de él.Imagina un montaje como el de la figura, con dos pistones, uno mucho mayor queel otro. Si sobre el pistón pequeño se ejerce una presión, ésta se transmite conigual intensidad a todos los puntos del líquido hasta llegar al pistón grande, y éstese desplaza hacia arriba. La particularidad está en que, ejerciendo una fuerzapequeña en el pistón menor, se pueden levantar grandes pesos, aunque másdespacio. ¿Qué es el gato mecánico?El gato (o "gata" en Chile y en Perú) es una máquina empleada para la elevaciónde cargas mediante el accionamiento manual de una manivela o una palanca.Se diferencian dos tipos de gatos mecánicos, según su principio defuncionamiento: 1. Gatos mecánicos. Los gatos mecánicos disponen de un engranaje de piñón y cremallera o de un husillo. 2. Gatos hidráulicos. Disponen de una prensa hidráulica para obtener la ventaja mecánica necesaria.
  2. 2. Funcionamiento de un gato hidráulicoSu funcionamiento se basa en el principio de Pascal, que básicamente dice que unfluido reparte su presión en todos los puntos por igual; esto es decir, que todos lospuntos del liquido estan a la misma presión.Como presión es P = F/A (fuerza sobre área), se puede utilizar el principio dePascal para obtener una fuerza mayor en un extremo de un compartimiento dondehay un liquido, aumentando el área de donde se obtiene esta fuerza.Para ser más claros: se aplica una fuerza F1 sobre un extremo donde el área deaplicación es A1. Si en el otro extremo el área A2 es mayor que A1, F2 debe sertambién mayor (en la misma proporción) que F1, para que la relación F1/A1 yF2/A2 sean iguales y se cumpla el principio de Pascal (es decir, que las presionesdel liquido en ambos extremos son iguales).Puede caber la pregunta: ¿Obtengo una fuerza adicional de la nada?Por supuesto que no, el principio de conservación de la energía exige que toda laenergía utilizada en levantar el auto haya sido aplicada por la persona. Comotrabajo es Fuerza x Distancia, lo que este instrumento nos permite es aplicar unafuerza pequeña sobre una distancia grande, para obtener en el otro extremo unafuerza grande en una distancia corta... si alguna vez utilizaste un gato te habrásdado cuenta que tienes que empujar durante un recorrido mucho más largo que loque se levanta el auto... La energía en definitiva se conserva. Cilindros de Simple Efecto o de Accionamiento Simple (Single-Acting Cylinder).Cuando es necesaria la aplicación de fuerza en un solo sentido. El fluido esaplicado en la cara delantera del cilindro y la opuesta conectada a la atmósferacomo en la figura 6-9. El cilindro tipo pistón de accionamiento simple es similar en
  3. 3. diseño y operación al cilindro simple tipo émbolo. El cilindro tipo pistón deaccionamiento simple utiliza la presión del fluido para proporcionar la fuerza enuna dirección, y la tensión de un resorte, la gravedad, el aire comprimido, o elnitrógeno se utiliza para proporcionar la fuerza en la dirección opuesta. La figuraadjunta muestra un cilindro actuador de accionamiento simple, cargado conresorte, tipo pistón. En este cilindro el resorte está situado en el lado del vástagodel pistón. En algunos cilindros por resorte, el resorte está situado en el ladovacío, y el puerto fluido está en el lado del vástago del cilindro.Fig.: Cilindros actuadores a pistón de accionamiento simple a resorte.Una válvula de control direccional de tres vías se utiliza normalmente paracontrolar la operación del cilindro de pistón de simple efecto. Para extender elvástago del pistón, el fluido bajo presión es dirigido a través del puerto en elcilindro (ver figura adjunta). Esta presión actúa en la superficie del lado vacío delpistón y fuerza el pistón a la derecha. Esta acción mueve el vástago al ladoderecho, a través del cabezal del cilindro, moviendo así la unidad accionada enuna dirección. Durante esta acción, el resorte es comprimido entre el lado delvástago del pistón y el cabezal del cilindro. La longitud de la carrera depende delos límites físicos dentro del cilindro y del movimiento requerido de la unidadaccionada.Después de que la carrera de retroceso se ha completado, el pistón es retornado asu posición original por la acción de un resorte interno, externo, o gravedad u otromedio mecánico. El fluido actúa sobre el área "neta" del pistón por lo tanto para elcálculo de fuerza debe restarse el área representada por el vástago.Para contraer el vástago del pistón, la válvula de control direccional se mueve a laposición de trabajo opuesta, que libera la presión en el cilindro. La tensión deresorte fuerza el pistón al lado izquierdo, contrayendo el vástago del pistón ymoviendo la unidad accionada en la dirección opuesta. El fluido está ahora libre dedesplazarse desde el cilindro, a través del puerto, retornando a través de la válvulade control a la línea de retorno en sistemas hidráulicos o a la atmósfera ensistemas neumáticos.El extremo del cilindro opuesto a la entrada de fluido se ventea a la atmósfera.Esto evita que el aire quede atrapado en esta área. Cualquier aire atrapado se
  4. 4. comprimiría durante el movimiento de extensión, creando una sobrepresión en ellado del vástago del pistón. Esto causaría un movimiento lento del pistón y podríaproducir un eventual bloqueo completo, evitando que la presión del fluido mueva elpistón.

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