El estudio de la hidrulica tiene que ver con el uso y caractersticas de lquidos
HIDRAULICA Rama de la fsica que se encarga de estudiar a los fluidos prcticamente incompresibles, en sus estados de reposo o de movimiento y los efectos que se producen en ambos casos. HIDROSTATICA Rama de la Hidrulica que se encarga de estudiar a los fluidos prcticamente incompresibles en estado de reposo. HIDRODINAMICA Rama de la Hidrulica que se encarga de estudiar a los fluidos prcticamente incompresibles cuando estn en movimiento.
POTENCIA HIDRULICA Forma de transmitir y controlar energa, a travs de un fluido incompresible sujeto a un valor de presin SISTEMA DE POTENCIA FLUIDA Conjunto de dispositivos interconectados entre si, cuyo objeto es transmitir en forma controlada la energa, a travs de un fluido sujeto a presin en un circuito.
ENERGA. La energa se puede definir como la capacidad de trabajo. TRABAJO. El trabajo se define como fuerza a travs de distancia.Trabajo = Fuerza x DistanciaFuerza carga carga distancia
POTENCIA. La potencia se puede definir como la velocidad de ejecucin del trabajo, o trabajo en tiempo expresado en segundos.Potencia = Fuerza x Distancia Tiempo
FLUJO. El flujo en un sistema hidrulico se produce desde una bomba de desplazamiento positivo. Existen tres principios importantes que se deben comprender relacionados con el flujo en un sistema hidrulico. Primer principio: El flujo es lo que lo hace funcionar. Para que cualquier elemento en un sistema hidrulico se mueva, se debe suministrar flujo al actuador.
Segundo principio: El caudal del flujo es lo que determina la velocidad. El caudal del flujo generalmente se mide en galones por minuto o GPM ( o litros por minuto). Los GPM (lpm) son determinados por la bomba. Los cambios en el flujo de salida de la bomba cambian la velocidad del actuador.V = 1 litro V = 1 litro
t = 3 seg
t = 1.5 seg
Q = 20 l /min Q = 40 l /min
Tercer principio: Con un caudal de flujo determinado, los cambios en el desplazamiento de volumen del actuador cambian la velocidad del actuador. Si hay menos volumen para desplazar, los ciclos del actuador sern ms rpidos.V = 3 litros V = 1 litro
t = 3 seg t = 9 seg
Q = 20 l /min
Q = 20 l /min
Definicin de Presin La presin en un sistema hidrulico proviene de la resistencia al flujo. Para ilustrar mejor este principio, piense en el flujo que se descarga desde una bomba hidrulica. La bomba produce flujo, no presin. Sin embargo, si empezamos a restringir el flujo desde la bomba, esto genera presin.Restriccin
Esta resistencia al flujo es inducida por carga desde el actuador y tambin se genera a medida que el fluido pasa a travs de los distintos conductores y componentes. Todos los puntos de resistencia, como por ejemplo, los recorridos largos de tuberas, codos y los diversos componentes son acumulativos en serie y contribuyen a la presin total del sistema.
La ley de Pascal es la base para comprender la relacin entre fuerza, la presin y el rea. La relacin a menudo se expresa con el siguiente smbolo: Matemticamente, esta relacin se expresa como: Fuerza es igual a presin multiplicada por rea. La presin es igual a la fuerza dividida por el rea, y el rea se puede calcular dividiendo la fuerza por la presin.
F=PxA F P= A= A F P
La ley de Pascal se expresa de la siguiente manera: la presin que se aplica sobre un fluido confinado en reposo se transmite sin disminucin en todas las direcciones y acta con fuerza igual sobre reas iguales y en ngulo recto con respecto a ellas.
rea de 1 pulgada2
El fondo recibe un empuje de 200 libras
Presin Inducida por Carga La presin inducida por carga se define como la presin generada por la carga, o la fuerza sobre el actuador. El rea efectiva del pistn del cilindro es el rea disponible para la generacin de fuerza.En el siguiente ejemplo, una fuerza de 10.000 libras cargando sobre un rea de 10 plg2 representa una presin inducida por carga de 1000 psi, P= F A = 10,000 libras 10 plg2
=
1000 psi
Cada de PresinLa presin que no se utiliza directamente para proporcionar trabajo se puede definir como cada de presin o presin resistiva. Es la presin requerida para empujar el fluido a travs de los conductores hacia el actuador. Esta energa asume la forma de calor. Una cada excesiva de la presin puede contribuir a la acumulacin excesiva de calor en el sistema hidrulico. Esta presin resistiva es acumulativa y se debe agregar a los requisitos generales de presin del sistema.
Ventajas de la hidrulica Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o momentos de giro El aceite empleado en el sistema es fcilmente recuperable Velocidad de actuacin fcilmente controlable Instalaciones compactas Proteccin simple contra sobrecargas Cambios rpidos de sentido Desventajas de la hidrulica El fluido es caro Prdidas de carga Personal especializado para el mantenimiento Fluido muy sensible a la contaminacin.
Fluidos Hidrulicos Misin de un fluido en hidrulica: Transmitir potencia Lubricar Minimizar fugas Minimizar prdidas de carga Enfriamiento
Velocidad del fluidoLa velocidad es la distancia que recorre el fluido por unidad de tiempo. En el caso de un volumen fijo de fluido que atraviesa un conductor, la velocidad del fluido depende del dimetro interno del conductor. Si el dimetro de un conductor aumenta, la velocidad del fluido disminuye. A la inversa, si el dimetro del conductor disminuye, la velocidad del fluido aumenta.La velocidad aumenta La velocidad Disminuye
La cantidad de fluido es la misma
Para ilustrar mejor este principio, tenemos dos sistemas simples en los cuales dos bombas con un desplazamiento igual de 30 galones por minuto desplazan el fluido por conductores de distintos tamaos. El desplazamiento es el mismo, mientras que la velocidad del fluido varia segn el tamao del conductor. El fluido que hace girar el volante 2 se mueve 4 veces ms rpido que el fluido que hace girar el volante 1, debido a que el dimetro interno de la tubera para el volante 1 es dos veces mayor que el dimetro interno para el volante 2. Sin embargo, los volantes giran a la misma velocidad debido a que el desplazamiento de volumen es igual en ambos sistemas.
Viscosidad La viscosidad es una medida de la resistencia al flujo de un liquido. Un fluido ms denso presenta ms resistencia al flujo y una mayor viscosidad. La temperatura afecta la viscosidad. A medida que aumenta la temperatura de un fluido hidrulico, su viscosidad o resistencia al flujo disminuye.
Fluidos empleados Aceites minerales procedentes de la destilacin del petrleo. El mas comn y de mejor aplicacin cuando no se requiere un retardador de incendios. Agua glicol. se utiliza cuando se requiere un fluido ignfugo. Cuando se utiliza glicol de agua se debe reducir la capacidad normal de la mayora de las bombas o se requieren cojinetes especiales. Fluidos sintticos. Se utilizan cuando las aplicaciones requieren propiedades ignfugas o aislantes. Los fluidos sintticos normalmente no son compatibles con la mayora de los compuestos de sellado. Emulsiones agua aceite
GeneralidadesEl aceite en sistemas hidrulicos desempea la doble funcin de lubricar y transmitir potencia. Algunos de los factores especialmente importantes en la seleccin del aceite para el uso en un sistema hidrulico industrial, son los siguientes: 1. El aceite debe contener aditivos que permitan asegurar una buena caracterstica anti desgaste. No todos los aceites presentan estas caractersticas de manera notoria. 2. El aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las caractersticas de lubricante y limitante de fugas a la temperatura esperada de trabajo del sistema hidrulico. 3. El aceite debe ser inhibidor de oxidacin y corrosin. 4. El aceite debe presentar caractersticas antiespumantes.
Ejemplos de algunas de las mquinas en las que vemos la hidrulica aplicada hoy en da. Sus usos son tan diversos que es inconmensurable la variedad de opciones. El gato hidrulico, elemento que aunque su principio de funcionamiento es extremadamente simple , es muy verstil y confiable, adems de ser indispensable para cualquier labor de mantenimiento mecnico. La Inyectora de plstico, usada para inyectar plstico derretido en un molde y obtener as miles de elementos tales como vasos, tanques, platos, partes para autos, etc.
La prensa hidrulica, una de las mquinas ms usadas en la industria, para embutir, cortar, doblar, perforar, toda clase de metales. Capaces de desarrollar fuerzas tan bajas como 5 toneladas para operaciones pequeas, y tan grandes como 2.000 ton. Como para cortar lminas de acero de gran calibre en aceras. La excavadora hidrulica, mquina utilizada en la remocin de tierra para construir carreteras, edificaciones, etc. Mquina muy poderosa y verstil. Esta maquina pertenece a un segmento del mercado llamado mvil por su capacidad de moverse o desplazarse por s misma.
Aplicacin de la Ley de Pascal por Bramah En los primeros aos de la Revolucin Industrial, un mecnico de origen britnico llamado Joseph Bramah, utiliz el descubrimiento de Pascal y por ende el llamado Principio de Pascal para fabricar una prensa hidrulica. Bramah pens que si una pequea fuerza, actuaba sobre un rea pequea, sta creara una fuerza proporcionalmente mas grande sobre una superficie mayor, el nico lmite a la fuerza que puede ejercer una mquina, es el rea a la cual se aplica la presin. Esto se puede apreciar en el siguiente ejemplo Qu fuerza F1 se requiere para mover una carga K de 10.000 kg? Considerar los datos del dibujo.
K = 10,000 kgf
Como: P = F/A A2 = 10 cm; K = 10.000 kgf P2 = 10.000 kgf/ 10 cm => P2 = 1.000 kgf/cm Como en un circuito cerrado, de acuerdo al principio de Pascal, la presin es igual en todas direcciones normales a las superficies de medicin, se puede decir que la presin aplicada al rea 2 es igual que la aplicada al rea 1
F1 = 5.000 kgf
K = 10,000 kgf
P1 = P2 F=PxA F1 = 1.000 kgf/cm x 5 cm => F1 = 5.000 kgf De esto se concluye que el rea es inversamente proporcional a la presin y directamente proporcional a la fuerza. Para el ejemplo se tiene que el equilibrio se logra aplicando una fuerza menor que el peso ya que el rea es menor que la que soporta el peso.
Funcionamiento de un Gato Hidrulico
Si en lugar de una bomba manual se le coloca a este gato una bomba automtica que enva un flujo continuo, se obtendr un desplazamiento tambin continuo del cilindro de levante
Gato con bomba continua.
Ahora podemos definir a la Hidrulica como un medio de transmitir potencia al empujar sobre un lquido confinado, donde el elemento de empuje es una bomba y el empuje de salida es un actuador, que puede ser lineal o rotatorioPara que un sistema hidrulico est completo y adems funcione, es necesaria una fuente de energa externa que impulse a la bomba, y esta puede ser un motor elctrico, un motor diesel o de gasolina, o de cualquier tipo que cumpla con las especificaciones de funcionamiento de la bomba y el sistema.
ELEMENTOS DE UN SISTEMA HIDRULICO Un sistema hidrulico de potencia bsico cuenta con los siguientes elementos:
Tanque Filtro de admisin Filtro de retorno Bomba Motor Vlvula de alivio Vlvula direccional Actuador Mangueras y tubera
Dependiendo de la complejidad del sistema, este puede contar con diferentes accesorios que ayudan a la realizacin del trabajo requerido.ACCESORIOS. Manmetros Reguladores de flujo o caudal Vlvulas antirretorno (check) Vlvulas reductoras de presin Vlvulas de contrabalance Vlvulas de secuencia Vlvulas de descarga Acumuladores Enfriadores de aceite Interruptores de presin
BOMBAS: La bomba es el elemento transductor de entrada al sistema hidrulico, que convierte la energa mecnica en energa hidrulica empujando el aceite dentro del sistema. Existen dos tipos bsicos de bombas: las hidrodinmicas y las hidrostticas, siendo estas ltimas las utilizadas en los sistemas hidrulicos. Estas bombas tambin son conocidas como de desplazamiento positivo. Existen tres tipos bsicos:
Bombas de engranajes Bombas de paletas Bombas de pistones
Las bombas de engranajes pueden ser de engranes externos, engranes internos o de lbulosLas bombas de engranajes externas se componen de dos engranajes, generalmente del mismo tamao, que se engranan entre si dentro de una carcasa. El engranaje impulsor es una extensin del eje impulsor. Cuando gira, impulsa al segundo engranaje. Cuando ambos engranajes giran, el fluido se introduce a travs del orificio de entrada. Este fluido queda atrapado entre la carcasa y los dientes de rotacin de los engranajes, se desplaza alrededor de la carcasa y se empuja a travs del puerto de salida. La bomba genera flujo y, bajo presin, transfiere energa desde la fuente de entrada, que es mecnica, hasta un actuador de potencia hidrulica.
Engranes externos
Para sistemas simples con un nivel de presin relativamente bajo (140 -180 bar / 14-18 MPa) la bomba de engranajes es la ms usada.
Engranes internos
Lbulos
Las bombas de paletas pueden ser de caudal fijo o de caudal variable No Balanceadas:La parte giratoria de la bomba, o el conjunto del rotor, se ubica fuera del centro del anillo de leva o carcasa. El rotor est conectado a un motor elctrico mediante un eje. Cuando el rotor gira, las paletas se desplazan hacia afuera debido a la fuerza centrfuga y hacen contacto con el anillo, o la carcasa, formando un sello positivo.
El fluido entra a la bomba y llena el rea de volumen grande formada por el rotor descentrado. Cuando las paletas empujan el fluido alrededor de la leva, el volumen disminuye y el fluido se empuja hacia afuera a travs del puerto de salida.
Balanceadas:
El flujo se crea de la misma manera que se ha descrito en el ejemplo correspondiente a la bomba de paletas no balanceada; la nica diferencia es que las cavidades de descarga y de succin son dos en lugar de una. Se debe tener en cuenta que las bombas de paletas de desplazamiento positivo y volumen constante que se utilizan en los sistemas industriales son generalmente de diseo balanceado.
Partes internas de las bombas de paletas, Conjunto rotativo
Las bombas de paletas son usadas en instalaciones con una presin mxima de 200 bar (aprox.). La ventaja de las bombas de paletas es un caudal uniforme (libre de pulsos) y un bajo nivel de ruido
Las bombas de pistones estn formadas por un conjunto de pequeos pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje. Estas bombas disponen de varios conjuntos pistn-cilindro de forma que mientras unos pistones estn aspirando liquido, otros lo estn impulsando, consiguiendo as un flujo menos pulsante; siendo ms continuo cuantos ms pistones haya en la bomba; el liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansin y posteriormente es expulsndolo en su carrera de compresin, produciendo as el caudal. La eficiencia de las bombas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo ms elevadas que las bombas de engranajes o de paletas.
Segn la disposicin de los pistones con relacin al eje que los acciona, estas bombas pueden clasificarse en tres tipos: Axiales: los pistones son paralelos entre si y tambin paralelos al eje. Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de radios. Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados
Las bombas de pistn axial convierten el movimiento giratorio de un eje de entrada en un movimiento axial de vaivn, que se produce en los pistones. Esto se logra por medio de una placa basculante que es fija o variable en su grado de ngulo. Cuando el conjunto del barril de pistn gira, los pistones giran alrededor del eje con las zapatas de los pistones haciendo contacto con y deslizndose sobre la superficie de la placa basculante. Con la placa basculante en posicin vertical, no se produce ningn desplazamiento ya que no hay movimiento de vaivn.
Los dispositivos giratorios aparecen simbolizados por un crculo. Las bombas con un tringulo de energa que apunta hacia el permetro externo indican que la energa sale del componente. Una flecha diagonal que atraviesa el crculo indica que la bomba tiene un volumen variable o que el flujo de salida se puede regularizar sin cambiar la velocidad del eje. Un smbolo de control con un tringulo de energa conectado a un resorte ajustable indica que la bomba est. compensada por presin. Algunos tipos de bomba tienen una fuga interna que se retorna al depsito a travs de un drenaje de carcasa. Esto se indica mediante una lnea de drenaje que se dibuja saliendo del crculo.
Smbolos de bombas
ACTUADORESEl actuador es el componente de interfaz que convierte la potencia hidrulica en potencia mecnica. Un actuador puede ser un cilindro que produce un movimiento lineal o un motor hidrulico que produce un movimiento rotativo.
CilindrosLos cilindros son actuadores lineales. Su fuerza de salida, o movimiento, se produce en lnea recta. Su funcin es convertir la potencia hidrulica en potencia lineal mecnica. Entre sus aplicaciones de trabajo se incluyen empujar, arrastrar, inclinar y ejercer presin. El tipo y el diseo del cilindro dependen de las aplicaciones especficas.
Tipos Simple efecto El ariete hidrulico es quizs el ms simple de los actuadores. Tiene una sola cmara de fluido y ejerce fuerza en una sola direccin. Se utiliza en aplicaciones en las que se necesita estabilidad sobre cargas pesadas. Un solo cilindro activo se presuriza en un extremo solamente. El extremo opuesto se ventila hacia el depsito o la atmsfera. Han sido diseados de tal manera que la carga o un dispositivo, como por ejemplo, un resorte interno, hace que se retracten.
Doble efectoEl cilindro de doble accin es el cilindro ms comn que se utiliza en la hidrulica industrial. Se puede aplicar presin en cualquiera de los puertos, suministrando potencia en ambas direcciones. Estos cilindros tambin se clasifican como cilindros diferenciales debido a las reas de exposicin desigual durante las operaciones de extensin y retraccin. La diferencia en el rea efectiva se debe al rea del vstago que reduce el rea del pistn durante la retraccin. La extensin es ms lenta que la retraccin debido a que se requiere una mayor cantidad de fluido para llenar el lado del pistn del cilindro.
Un cilindro de doble vstago se considera como un cilindro de tipo no diferencial. Las reas en ambos lados del pistn son iguales, suministrando de este modo la misma fuerza en ambas direcciones. Este tipo de cilindro se utilizar, por ejemplo, para acoplar una carga a ambos extremos o cuando se necesita una misma velocidad en ambas direcciones.
Diseo
Smbolos de cilindros
MotoresLos motores hidrulicos se clasifican como actuadores giratorios. Los motores se asemejan a las bombas en lo que se refiere a su construccin. Sin embargo, en lugar de empujar el fluido como lo hace la bomba, el fluido ejerce presin sobre el rea interna de la superficie del motor, desarrollando fuerza torsional. La resistencia desde la carga se produce cuando el flujo de la bomba genera un movimiento de rotacin continuo. Como los puertos de entrada y salida pueden estar presurizados, la mayora de los motores hidrulicos se drenan externamente
Tipos de motores Los cuatro tipos ms comunes de motores hidrulicos son de engranaje, de paletas de pistn y de eje acodado.
Smbolos de motores hidrulicos
CONTROLES DE PRESINPara el control preciso de la fuerza, se han desarrollado seis tipos de controles de presin. Estos son: la vlvula de alivio, la vlvula de descarga, la vlvula de secuencia, la vlvula reductora de presin, la vlvula de contrabalancee y la vlvula de frenado. Los smbolos de estas vlvulas son similares; a menudo slo su ubicacin en el circuito hidrulico determina a qu Tipo de vlvula de presin pertenecen.
CONTROL DE PRESIN Vlvula de Alivio de Accionamiento DirectoSe puede controlar la presin mxima del sistema mediante una vlvula de presin normalmente cerrada. Con el puerto primario de la vlvula conectado a un sistema de presin y el puerto secundario conectado al depsito, el cabezal mvil es activado por un nivel de presin Predeterminado; al llegar a este punto se conectan los pasajes primario y secundario, y el flujo se desva al depsito. Este tipo de control de presin se denomina vlvula de alivio.
Tanque
Presin
Vlvula de Alivio Accionada por PilotoLas vlvulas de alivio accionadas por piloto se encuentran diseadas para adaptarse a presiones ms elevadas con mayores flujos, permitiendo un tamao del marco menor que el de la vlvula de alivio de accionamiento directo, con el mismo caudal de flujo. La vlvula est. armada en dos etapas. La segunda etapa incluye el carrete principal mantenido en una posicin normalmente cerrada mediante un resorte liviano no ajustable. La segunda etapa es lo suficientemente grande como para manejar el caudal mximo de flujo de la vlvula. La primera etapa controla y limita el nivel de presin del piloto en la cmara principal del carrete.
Flujo presurizado
Al tanque
Secuencia de Presin Una vlvula de secuencia es una vlvula de control de presin normalmente cerrada que asegura que una operacin se produzca antes de otra, en base a la presin. En un sistema de mordaza y taladro lo que queremos es que el cilindro de la mordaza se extienda completamente antes de que se extienda el cilindro del taladro. Para lograr esto colocamos una vlvula de secuencia inmediatamente antes del cilindro del taladro. Ajustamos la vlvula a 34.5 bar (500 psi). Esto asegura que el taladro no se extienda antes de haber alcanzado los 34.5 bar (500 ps)i en el cilindro de la tenaza.
Reduccin de PresinUna vlvula reductora de presin es una vlvula de control de presin normalmente abierta utilizada para limitar la presin en una o ms ramas de un circuito hidrulico. La reduccin de presin tiene como resultado una reduccin en la fuerza generada. La vlvula reductora de presin es el nico tipo de vlvula de presin que se encuentra normalmente abierta.
DescargaUna vlvula de descarga es una vlvula de control de presin normalmente cerrada piloteada en forma remota que dirige el flujo hacia el depsito cuando la presin en esa ubicacin alcanza un nivel predeterminado. Un buen ejemplo de la aplicacin de una vlvula de descarga seria un sistema altabaja.
Vlvula de ContrabalanceUna vlvula de contrabalance es una vlvula de presin normalmente cerrada que se utiliza con los cilindros para compensar un peso o una carga potencialmente descontrolada. En este circuito, sin una vlvula de contrabalance la carga puede caer sin control o descontrolarse, y el flujo de la bomba no podr mantener el ritmo. Para evitar una operacin descontrolada, colocamos una vlvula de contrabalance inmediatamente despus del cilindro.
Vlvula de FrenadoUna vlvula de frenado es una vlvula de control de presin normalmente cerrada con los pilotos directo y remoto conectados simultneamente para su operacin. Esta vlvula se usa con frecuencia con motores hidrulicos para el frenado dinmico.
CONTROL DIRECCIONAL Las vlvulas de control direccional se utilizan para iniciar, detener y cambiar la direccin del fluido que fluye en un sistema hidrulico. De hecho, la vlvula de control direccional designa el tipo de diseo del sistema hidrulico, que puede ser abierto o cerrado. El control direccional de tipo de carrete es el ms comn. El diseo comprende un cuerpo principal con pasajes internos que se conectan o se sellan mediante una vlvula de carrete que se desliza a lo largo del mbolo de la vlvula.
Las vlvulas de carrete direccionales se sellan a lo largo del espacio entre el mbolo del carrete mvil y la carcasa. El grado de sellado depende del espacio, la viscosidad del fluido y la presin.
Las vlvulas de control direccional se designan en principio segn la cantidad de posiciones posibles, vas o conexiones de puerto, y la manera en que se activan o energizan. Por ejemplo, la cantidad de conexiones de puertos se designan como vas o pasos posibles del flujo. Una vlvula de cuatro vas debe tener cuatro puertos: P, T, A y B. Las posiciones, son las que puede adoptar el control direccional para dirigir el flujo por una u otra va, segn necesidades de trabajo. Las posiciones de las vlvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados.
Una vlvula de tres posiciones se indica mediante tres cuadros conectados. Existen varias maneras de accionar o desplazar la vlvula. Estas son: botn de presin, palanca de mano, pedal, mecnica, piloto hidrulico, piloto de aire, solenoide y resorte.
Accionamiento DirectoUna vlvula de control direccional de accionamiento directo puede ser manual o accionada por solenoide. La expresin "accionamiento directo" implica que algn tipo de fuerza se aplica directamente al carrete, haciendo que el carrete se desplace.
Accionada por PilotoPara el control de sistemas que requieren flujos de gran caudal, normalmente de ms de 35 galones por minuto (135 litros por minuto), se deben usar las vlvulas de control direccional accionadas por piloto, debido a que se necesita ms fuerza para desplazar el carrete.
La vlvula de control direccional de tres posiciones incorpora una posicin central o neutral que define el circuito como abierto o cerrado, segn la interconexin de los puertos P y T, y designa el tipo de aplicacin de trabajo segn la configuracin de los puertos A y B. Los cuatro tipos ms comunes de vlvulas de tres posiciones son: tipo abierto, tipo cerrado, de tipo flotante y de tipo tndem.
VLVULAS DE CONTROL DE FLUJO Las vlvulas de control de flujo se utilizan para regular el volumen de aceite aplicado a las distintas reas de los sistemas hidrulicos La funcin de la vlvula de control de flujo es reducir el caudal de flujo en su rama del circuito. La reduccin del flujo tiene como resultado una reduccin de velocidad en el actuador.
Las vlvulas de control de flujo pueden ser fijas o no ajustables o ajustables. Adems, tambin pueden clasificarse como de estrangulacin solamente o compensadas por presin.
ACONDICIONAMIENTO DE LOS FLUIDOSEl acondicionamiento de los fluidos es sumamente importante para mantener el funcionamiento correcto de un sistema hidrulico. Aspectos Generales de la Filtracin La limpieza de los fluidos hidrulicos se ha convertido en un factor fundamental para el diseo y operacin de los componentes de los sistemas de potencia hidrulica. La limpieza del aceite da como resultado una creciente confiabilidad del sistema y una simplificacin del mantenimiento.
A medida que los partculas se introducen o ingresan a un sistema hidrulico, a menudo se dividen en miles de pequeas partculas. Estas pequeas partculas se acumulan entre los carretes de la vlvula y sus pasajes, lo que hace que la vlvula se adhiera. Esto se conoce como obstruccin por sedimentos.
La colocacin del filtro es fundamental para mantener los niveles aceptables de limpieza del fluido, la proteccin adecuada de los componentes y la reduccin del tiempo de inactividad de la mquina. Filtro de retorno
Filtro de admisin
DEPSITOSAdems de recibir el suministro de fluido del sistema, el depsito tiene otras funciones importantes. Enfra el fluido hidrulico. Esto se logra disipando el exceso de calor a travs de las paredes. Condiciona el fluido. Mientras el aceite espera para salir del depsito, los contaminantes slidos se asientan mientras el aire se eleva y se escapa. Puede servir de soporte de montaje de la bomba u otros componentes.
MANMETROSLos manmetros de tubo de Bourdon miden la presin de un sistema y la muestran en un dial calibrado. Las unidades de calibracin se indican en psi, bar y psia.
El tubo de Bourdon es un tubo de metal enrollado. Est conectado a la presin del sistema. Cualquier aumento de presin dentro del sistema hace que el tubo se enderece.
CONDUCTORES DE FLUIDOLos conductores de fluido son las partes del sistema que se utilizan para transportar fluidos a todos los distintos componentes del circuito hidrulico. Entre estos conductores se incluyen: mangueras hidrulicas, tubos y tuberas de acero (tubing). Mangueras Las mangueras hidrulicas se utilizan en aplicaciones en las que las lneas de conduccin se deben flexionar o doblar.
Tubos de Acero Los tubos se utilizan como conductores cuando se requieren lneas rgidas. A menudo son ms sencillos de montar y dar forma y no es necesaria la soldadura para obtener conexiones sin fugas.
MANTENIMIENTO El mantenimiento de un circuito hidrulico bien realizado lleva poco tiempo en comparacin con el nmero de horas de funcionamiento que es capaz de asegurar.
Un buen mantenimiento empieza siempre por la eleccin adecuada del aceite que contiene el circuito. Debe establecerse un programa de mantenimiento ya sea por circuito o por aparato y darse seguimiento por escrito o en forma electrnica, anotando las medidas preventivas ya tomadas y las anomalas corregidas con el fin de decidir sobre nuevos trabajos de mantenimiento.
Recomendaciones generales para el mantenimiento DIARIAMENTE1. Verificar el nivel de aceite del depsito 2. Verificar el aspecto del aceite. La presencia de espuma en la superficie indica que ha entrado aire en alguna lnea del sistema. La presencia de espuma se acompaa generalmente de un funcionamiento ruidoso de la bomba e irregularidades en los actuadores. Un aspecto turbio indica la presencia de agua. 3. Anotar todo principio de fuga. 4. Revisar los indicadores de los filtros. 5. Anotar la temperatura del aceite. Una variacin importante puede indicar una obstruccin en el sistema de enfriamiento. 6. Revisar y ajustar las presiones de funcionamiento y corregir todo ajuste que haya podido desarreglarse
7. Verificar, en las bombas provistas de drenaje que no manifiesten ninguna elevacin anormal de temperatura en la tubera de drenaje; esto denota fugas internas excesivas.
SEMANALMENTE1. Limpiar los filtros montados en la aspiracin de las bombas 2. Para los filtros montados en la lnea de retorno, los cartuchos se reemplazan despus de un cierto nmero de horas (50 h, 250 h, 500 h) y segn la atmsfera en la que trabaje la instalacin. 3. Reparar las fugas detectadas en el curso de los das precedentes, durante el periodo de funcionamiento
ANUALMENTE1. Tomar muestras de aceite a distintos niveles en el depsito para analizar.
EFECTOS DEL CALENTAMIENTO CIRCUITO HIDRULICO
EXCESIVO
EN
UN
Para obtener una ptima vida de funcionamiento, tanto del aceite como del sistema hidrulico; se recomienda una temperatura mxima de trabajo de 65 C. La temperatura del aceite hidrulico, en condiciones de trabajo, debe estar comprendida, ordinariamente entre 38 C y 65 C, siendo la temperatura ptima de 50 C a 55 C. Si la temperatura del aceite excede de 70 C, empiezan a presentarse problemas y las fallas catastrficas empiezan a aparecer a los 90 C. 1. Componentes no metlicos. Elementos tales como juntas, mangueras y filtros no pueden aguantar una temperatura excesiva. Dichos elementos se rompen, hinchan y funden cuando se calientan demasiado.
2. Viscosidad. Al aumentar la temperatura disminuye la viscosidad del aceite lo que afecta a la lubricacin de las bombas, vlvulas y dems componentes hidrulicos. Aumentan las fugas y disminuye la velocidad de los actuadores. 3. Estabilidad qumica. Los fluidos hidrulicos se descomponen a temperaturas elevadas y depositan residuos sobre las superficies que presentan calentamiento local muy elevado. Ellos produce obturacin de orificios pequeos e interferencias con movimientos mecnicos. 4. Holguras. Las dilataciones y contracciones de distintos materiales pueden originar agarrotamientos y escoriaduras de las piezas mviles. 5. Prdida de potencia. La disminucin de viscosidad del aceite origina una prdida de potencia debida al aumento de friccin entre las piezas mviles y las fugas. 6. Seguridad del personal. El aceite a temperatura muy elevada origina quemaduras.
