Foros de SóloIngeniería

- 18 Feb 2011, 22:03 #257819

Estoy haciendo un trabajo relacionado con el principio de Pascal que nos ha planteado el profe y ando un poco desconcertado, he buscado información en la red sobre la fuerza que puede mandar un cilindro hidráulico telescópico pero no he encontrado nada que haya satisfecho mis dudas.

Veamos:

Supongamos un cilindro telescópico de 5 tramos como los de los ascensores, grúas, volquetes, etc., cuyos diámetros sean de 120, 100, 80, 60 y 40 mm trabajando a una presión de 100 kg/cm2. Así, según el principio de Pascal, la base del tramo de mayor diámetro (anclada a tierra) podría administrar una fuerza de algo más de 78.500 kg mientras que la menor con 40 mm podría sólo con algo más de 12.500 kg. Tomemos en consideración pequeñas longitudes en cada tramo para no entrar en otros parámetros añadidos y siempre en un recorrido vertical.

Dado que los líquidos en general tienen muy poca capacidad de compresión, al insuflar un fluido como el aceite en el cilindro telescópico, éste se expandiría a medida que recibiera el líquido hidráulico de manera progresiva en todos los parámetros, de esta manera obtendríamos, según Pascal, una fuerza acorde a la superficie en movimiento, que es la que hace el trabajo, por lo que la zona de mayor diámetro dispondría de mayor fuerza, pero al ser estática ésta no efectuaría trabajo sino su tramo contrario más fino, que es el que soporta la carga y es el que se mueve. Según la fuerza de las superficies, bastaría con darle la vuelta al cilindro y ¡voila ya tenemos mayor área y por tanto ¡mayor fuerza disponible efectuando trabajo! lo cual sería una estupidez, claro, porque entonces la fuerza contraria sería menor.

¿Alguien sabe de esto?

¿Cómo funciona el reparto de fuerzas y cual es la fuerza real en el supuesto de un cilindro telescópico con las dimensiones y características expuestas?

Supongo que al tratarse de un líquido confinado que no puede comprimirse, la fuerza se debe considerar como un todo sin tener en cuenta a Pascal más que para el cálculo general de la presión… no sé.

¿Cuál es la fuerza que podríamos levantar con el tramo de menor superficie en su base? o con el mayor, que creo que sería lo mismo.

Un saludo,

Antonio

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- 18 Feb 2011, 23:30 #257830

La fuerza de la botella es la superficie total del tramo que esta saliendo por la presión del liquido.
La fuerza a realizar para levantar la caja de un camión por ejemplo disminuye con su angulo de levantamiento, ideal para una botella telescópica que tiene menos fuerza de levantamiento conforme va cediendo tramos.
En tu ejemplo el primer tramo tendría una fuerza igual a la superficie del vástago de 120mm por la presión, en el segundo la superficie del vástago de 100 por la presión y así sucesivamente, ójo la superficie total, no de la corona circular que forma con su compañero mas pequeño.

Tus cálculos no son correctos,la botella del ejemplo no levantaría mas de 11ton en su primer tramo y en el ultimo solamente 1.250 kg aprox

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 19 Feb 2011, 01:16 #257837

Gracias tor_nero,

¡Vaya cálculos más tontos que he hecho y no me explico de donde salieron esas cantidades!!! pero efectivamente son las que tú has puesto.

Según lo que dices, creo entender que el principio de Pascal se aplica con normalidad y tal y como sospechaba, la fuerza a levantar depende de este principio, como no podría ser de otra manera.

No obstante, la duda que tengo es ¿qué pasaría sin invirtiéramos la salida de los tramos, es decir, se ancla el tramo fino al suelo y se inyecta el aceite partiendo de su posición de manera que se vayan abriendo los más gruesos, hasta llegar al de 120 mm, cuya superficie multiplicada por 100 nos daría una fuerza de algo más de 11 ton ¿obtendríamos 11 ton? no me lo parece, pero no sé cual es la razón si es que estoy acertado

Un saludo y gracias por tu tiempo

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- 19 Feb 2011, 03:49 #257842

Gracias tor_nero,

¡Vaya cálculos más tontos que he hecho y no me explico de donde salieron esas cantidades!!! pero efectivamente son las que tú has puesto.

Según lo que dices, creo entender que el principio de Pascal se aplica con normalidad y tal y como sospechaba, la fuerza a levantar depende de este principio, como no podría ser de otra manera.

No obstante, la duda que tengo es ¿qué pasaría sin invirtiéramos la salida de los tramos, es decir, se ancla el tramo fino al suelo y se inyecta el aceite partiendo de su posición de manera que se vayan abriendo los más gruesos, hasta llegar al de 120 mm, cuya superficie multiplicada por 100 nos daría una fuerza de algo más de 11 ton ¿obtendríamos 11 ton? no me lo parece, pero no sé cual es la razón si es que estoy acertado

Un saludo y gracias por tu tiempo

En ese caso habría que proceder de la misma manera, pero restando la fuerza que haría el primero, es decir:
Calculando la superficie de la corona circular formada entre el que este saliendo y el pequeño y multiplicándola por la presión. La fuerza máxima de la botella seria de 11ton-1250Kg. Claro que ninguna botella esta preparada para eso (sus topes interiores no se lo permiten)
Así seria si te he entendido bien la pregunta.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 20 Feb 2011, 21:33 #257985

Gracias nuevamente Tor,

Según lo que dices sobre que la botella tendría 11ton -1250kg ¿significa entonces que sería posible levantar esas 11 toneladas si la pusiéramos al revés?

Aquí no hablamos de posibilidades reales, sino teóricas, ya que se trata de comprender exactamente el funcionamiento de los sistemas telescópicos, porque se me ocurre que si le pusiéramos una carga mayor de 1250kg al tramo más delgado, éste simplemente se pararía, pero si estuviera al revés y anclado a una fijación apropiada, al insuflar aceite, el cilindro mayor tendría que moverse siempre que no se superaran las 11ton de carga ¿es así?

Disculpa mi torpeza, pero es que estoy con la torta y es lo que me fastidia

Un saludo,

Antonio

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- 20 Feb 2011, 21:57 #257988

Gracias nuevamente Tor,

Según lo que dices sobre que la botella tendría 11ton -1250kg ¿significa entonces que sería posible levantar esas 11 toneladas si la pusiéramos al revés?

Aquí no hablamos de posibilidades reales, sino teóricas, ya que se trata de comprender exactamente el funcionamiento de los sistemas telescópicos, porque se me ocurre que si le pusiéramos una carga mayor de 1250kg al tramo más delgado, éste simplemente se pararía, pero si estuviera al revés y anclado a una fijación apropiada, al insuflar aceite, el cilindro mayor tendría que moverse siempre que no se superaran las 11ton de carga ¿es así?

Disculpa mi torpeza, pero es que estoy con la torta y es lo que me fastidia

Un saludo,

Antonio

En ese caso el cilindro como te he dicho arriba levantaría maximo 9750kg Aprox, que es el equivalente a restar la superficie total del embolo mayor menos la del embolo menor.
El siguiente cilindro levantaría la superficie correspondiente a sus 100mm de diámetro menos la superficie correspondiente al cilindro de 40mm.

Vamos a suponer que los anclas todos menos por ejemplo el de 100mm, y solo sale el de 100mm, la fuerza total de este seria la de la superficie formada por el cilindro de 100 y el de 80mm o lo que es lo mismo 2826kg.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 20 Feb 2011, 22:46 #257992

Creo que lo tengo claro y resulta ser lo que a priori y de modo intuitivo asociamos con el principio de Pascal, pero eso de que un cilindro tenga más fuerza al revés es lo que me confundía, sin embargo, pensándolo bien, son dos cosas diferentes ya que tenemos que considerar únicamente el que hace trabajo, creo yo!

Gracias nuevamente Tor, me has sido de gran ayuda:

Un saludo

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- 14 Abr 2021, 14:14 #370410

En relacion a este asunto tengo una duda.

Si tengo un cilindro teléscopico de dos etapas de Ø125/100-75x3100mm y una presion de trabajo de 80 bar, cual es la máxima carga que puede subir el cilindro?

Segun mis calculos la primera etapa (diametro 100mm) puede subir 280kg y la segunda etapa 360kg. En total el cilindro puede subir 640kg (280+360) a lo largo de todo el curso? O solamente 280 kg?

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