Calculo de potencia

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Usuario
Hola javier ; necesito tu ayuda respecto al calculo de potencia necesario para un motor eléctrico (mono fasico 220v) o de combustión, que será utilizado en una grúa que estoy construyendo, esta tiene un brazo con un cilindro de avance y otro de levante el sistema eléctrico e hidráulico esta diseñado para que no funcionen en ningún momento junto por lo que el requerimiento de potencia es solamente para el más grande más las perdidas 3750 kg. (confírmame si es así), te cuento como anécdota que le instale un motor eléctrico de 1hp y solamente me duro 10 minutos y comenzó a humear quemándose finalmente.
Te enviare la mayor cantidad de datos y por favor te pido corregirme si te parce algo inapropiado :
Tanque hidráulico 20lts, capacidad sistema 5lts, bomba utilizada (era un motor) engranajes externos diam. Ex 37mm diam. int 22mm ancho 4mm, segun mi calculo entrega 15,6 cm3/rev y a unas vueltas promedio de 2800 deveria entregar 43,9 lt/min
respecto a los cilindros te enviare solo el de maximo requerimiento (levante) carrera 440mm, diam. inter. 65mm, vástago 40 mm, según fórmula de presión
3750 kg/33,18cm2 = 113 bar
Como dato adicional la velocidad para estos datos 21,5 cm/seg (irrelevante para el uso final del equipo).
Te agradecería muchísimo tu respuesta
 
Experto
Ante todo saludos, mira: primero lo que afirmas es correcto, debes cubrir el requerimiento máximo (SI ES QUE NO VAN A FUNCIONAR A LA VEZ), por otro lado la potencia de accionamiento te la da la curva de la bomba para la presión que requieres, este dato lo tiene el fabricante de tu bomba, tu motor eletrico de 1HP no pudo soportar la cantidad de corriente que requirió mover tu bomba hidráulica a la presión que seteaste la limitadora de presión (sabemos que el motor eléctrico empezara a consumir mayor corriente en tanto tenga mayor carga hasta quemarse, por eso debiste haberlo protegido con un protector térmico seteado a la corriente nominal de la placa, si la corriente comsumida excede la nominal empezara a sobrecalentarse el motor y se deteriorara el barniz del alambre del estátor y se perderá nivel de aislamiento, se reducirá el numero de espiras del estátor y por lo tanto el consumo de corriente se hará cada vez más alto, en realidad este proceso se acelera exponencialmente, destruyendo en poco tiempo el motor, habrá que rebobinarlo), normalmente para altas presiones se utilizan bombas de pistones y no de engranajes porque estas ultimas son más eficientes y tienen menores perdidas a alta presión (fugas internas provocadas por la forma misma constructiva que posee), las bombas de pistones tienen menores perdidas de caudal a alta presión y mantienen el rendimiento de velocidad que requieres, estos datos de caudal y potencia los conseguirás en las curvas de rendimiento de la bomba (estos son proporcionada por el fabricante), debes tener en cuenta también el desgaste que tiene la bomba, tengo entendido que esta fue anteriormente un motor hidráulico, en tal caso seria bueno que le harás pruebas: instala un medidor de caudal a la salida de la bomba, hazla funcionar a la presión que necesitas, y veras cuanto caudal entrega realmente.
Respecto de la capacidad del tanque, no creo que tengas problemas solo debes asegurarte de que la succión de la bomba tenga suficiente aceite libre de burbujas, provocadas por la turbulencia del retorno de aceite al mismo tanque, sino podría cabitar, pero eso es controlable solamente con una adecuada disposición de los deflectores internos.
Espero haber podido aclarar alguna de tus dudas, si tienes alguna consulta adicional estaré gustoso de poder ayudarte.
Saludos
Javier Enrique Calderon Flores
Mantenimiento Mecánico
Usuario
Estimados Javier; te agradezco muchísimo que destines tu tiempo para responderme, respecto a la respuesta y sugerencias quedé casi completamente claro, lo único que me gustaría aclarar seria que, si con eso los datos de caudal podría saber la potencia ya que como te explique este era un motor y seguramente no encontraré nada del fabricante respecto al requerimiento que yo le estoy solicitado, me resulta necesario insistir con esta bomba ya que no cuento con los recursos para cambiarla por una de las que tu me recomiendas. Te comento ademas que el caudal fue medido empíricamente.
Encontré algunas tablas que ubican a mi "pseudo bomba" en el rango de tamaño nominal 16 (supongo que por el caudal), lo que me indica una potencia de motor de 4,5 hp apox.
Si pudieras revisar el link para ver que opinas y si puedo usar estas referencias
http://www.tecnun.es/asignaturas/neumatica/Practica%20Oleohidraulica%20Sol.pdf
Espero gracias
Experto
Mira, como no tenemos la curva de la bomba para poder saber el rendimiento y seguramente no la encontraremos porque no es bomba sino más bien un motor hidráulico, la única manera es que tu mismo la confecciones. Entonces pon la bomba en un banco de pruebas, te explico como: pon la bomba a trabajar sin carga, conéctale la válvula limitadora de presión y envía la salida directamente al tanque, es decir en tu circuito solamente estará la bomba, el tanque y la limitadora de presión. Aumenta gradualmente la presión y monitorea en cada punto la corriente que consume el motor, el caudal de aceite. Así sabrás por ejemplo que caudal de aceite entrega la bomba a la presión de trabajo que tu requieres, hay un modelo matemático con el que puedes utilizar el consumo de corriente para saber la potencia consumida, sino lo que puedes hacer es conectar arbitrariamente un motor de cierta potencia y elevar la presión hasta que el motor entregue su corriente nominal o de placa, y ver hasta que presión puedes trabajar con ese motor. Ahora si ese dato de 4.5 HP es de una fuente confiable lo podrías utilizar como referencia.
Una aclaración más, las limitantes para que una bomba de cualquier naturaleza trabaje a determinadas presiones es el rendimiento o eficiencia, los retenes que posee, y el nivel de perdidas de caudal. Realmente si tu le conectas a esa bomba un motor de 10 HP podría levantar la presión que requieres pero el caudal entregado tal vez no sea el esperado, más si esta bomba esta ya gastada el caudal seguramente se reducirá bastante. Por otro lado si exageras en las condiciones de trabajo de la bomba podría pasar es que se fatigue el eje o el acoplamiento y se rompa por la torsión generada por el motor.
Una vez más te recomiendo hacerle pruebas, es la única manera de conocer las condiciones reales de la bomba.
Espero haber podido aclarar algunas de tus dudas, si tienes consultas adicionales házmelas llegar y con gusto tratare de ayudate.
 
Javier Enrique Calderon Flores
Mantenimiento Mecánico
Usuario
Maestro, ídolo, gurú, ja ja
Gracias por tu tiempo Javier, la verdad es que con tu explicación simplemente no me queda lugar a dudas, y por suerte tengo la posibilidad de utilizar un banco.
Espero que no te retires del foro