MAQUINARIA PESADA
CONTENIDO DESCRIPCION DE 5 SISTEMAS IMPORTANTES DE UNA MAQUINARIA U EQUIPO.
DESCRIPCION DE TRES POTENCIA (MECANICA, ELECTRICA E HIDRAULICA).
introduccin Los sistemas son un conjunto de elementos dinmicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivo operando sobre datos, energa y/o materia para proveer informacin.Un sistema siempre est dentro de otro sistema.Por otra parte la potencia es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energa dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concrecin de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energa total dividida por el tiempo.Se puede indicar que la potencia es la fuerza, el poder o la capacidad para conseguir algo.
DESCRIPCION DE 5 SISTEMAS IMPORTANTES DE UNA MAQUINARIA U EQUIPO.1.- Sistema elctrico
El Sistema elctrico es un conjunto de dispositivos cuya funcin es proveer la energa necesaria para el arranque y correcto funcionamiento de los accesorios elctricos tales como las luces, y otros diversos instrumentos.En la actualidad los sistemas elctricos de las mquinas han evolucionado tremendamente comparados con los existentes hace relativamente poco tiempo.Los sistemas elctricos de 12 volts son los ms tradicionales y, a su vez, los menos costosos, los de 24 volts se consideran los ms eficientes.Las funciones bsicas del sistema elctrico comienzan nada ms arrancar la mquina. Los componentes electrnicos que forman parte del sistema elctrico sirven en su mayora para efectuar un control ms fino de los distintos componentes como la inyeccin del motor, control de cambios de la servotransmisin, control de las funciones hidrulicas, etc., y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificacin de los parmetros de funcionamiento, de manera que la mquina se adapte en cada momento a las condiciones en que trabaja, de una forma automtica.SISTEMA DE CARGA Y ARRANQUE.
El sistema se compone de batera, motor de arranque y alternador con su regulador incorporado. Es el sistema que requiere ms potencia de todos los de la mquina.La batera
Es la encargada de mantener una reserva de corriente para hacer funcionar el arranque y los accesorios mientras la mquina esta parada. Tambin acta de reserva cuando el generador no es suficiente porque el consumo elctrico momentneo supere su capacidad de producir corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se producen cuando se enciende o apaga algn componente de fuerte consumo. Normalmente suelen ser de plomo y cido. El almacenamiento de la energa se hace deforma qumica y la potencia la da en forma de electricidad. El motor de arranque
Va montado en la carcasa del volante del motor de manera que, mediante una corona dentada, al accionar la llave de encendido hace girar el cigeal del motor para que comience el ciclo de combustin. Lleva incorporado un rel que tiene la funcin doble de desplazar el pin del arranque para que engrane con la corona y a la vez cierra el circuito de potencia que hace girar el arranque.El alternador
Es un elemento fundamental entre los componentes de un motor y tiene dos funciones fundamentales, la primera recargar la batera y dejarla en condiciones de efectuar un nuevo arranque del motor trmico en cuanto sea preciso y la segunda alimentar de corriente elctrica los componentes auxiliares del motor trmico as como el alumbrado, sensores, indicadores, etc.2.- Sistema hidrulico
Todas las mquinas de movimiento de tierras actuales, en mayor o menor medida, utilizan los sistemas hidrulicos para su funcionamiento; de ah la importancia que estos tienen en la configuracin de los equipos y en su funcionamiento. Un sistema hidrulico constituye un mtodo relativamente simple de aplicar grandes fuerzas que se pueden regular y dirigir de la forma ms conveniente. Otras de las caractersticas de los sistemas hidrulicos son su confiabilidad y su simplicidad. Todo sistema hidrulico consta de unos cuantos componentes relativamente simples y su funcionamiento es fcil de entender.Sin embargo hay dos conceptos que tenemos que tener claros el de fuerza y el de presin. Fuerza es toda accin capaz de cambiar de posicin un objeto y La presin es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo.Los lquidos tienen algunas caractersticas que los hacen ideales para esta funcin, como son las siguientes: Incompresibilidad.(Los lquidos no se pueden comprimir) Viscosidad (Resistencia que oponen las molculas de los lquidos a deslizarse unas sobre otras). Densidad. (Relacin entre el peso y el volumen de un lquido).Generalmente la fuerza Hidrulica se consigue empujando el aceite por medio de una bomba conectada a un motor, se transmite a travs de tuberas metlicas, conductos, latiguillos, etc. y se proyecta en cilindros hidrulicos, motores, etc. Un circuito hidrulico bsico podra constar de un depsito de aceite, una bomba que lo impulsa, una tubera que lo transmite y un cilindro que acta.
Componentes bsicos de los circuitos hidrulicosLos sistemas hidrulicos se componen bsicamente de:Bombas, Tuberas, Vlvulas, Depsitos, Cilindros o botellas, Motores y Filtros.Las bombas hidrulicas en maquinaria suelen ser de tres tipos fundamentalmente: Bombas de engranajes, bombas de paletas y bombas de pistones.Bomba hidrulicaEs un dispositivo tal, que recibiendo energa mecnica de una fuente exterior, la transforma en una energa de presin transmisible de un lugar a otro de un sistema hidrulico a travs de un lquido cuyas molculas estn sometidas precisamente a esa presin.Bombas hidrulicas de engranajes o piones
Este es uno de los tipos ms populares de bombas de caudal constante usados en la maquinaria. En su forma ms comn, se componen de dos piones dentados acoplados quedan vueltas, con un cierto juego, dentro de un cuerpo estanco. El pin motriz o principal esta enchavetado sobre el rbol de arrastre accionando generalmente por el motor disel o por una toma de fuerza de la transmisin, etc. Las tuberas de aspiracin o succin y de salida o descarga van conectadas cada una por un lado, sobre el cuerpo de la bomba. Los dientes de los piones al entrar en contacto por l lado de salida expulsa el aceite contenido en los huecos, en tanto que el vaco que se genera a la salida de los dientes del engranaje provoca la aspiracin del aceite en los mismos huecos.El aceite es atrapado en los espacios entre los dientes y la caja de funcin que los contiene yes transportado alrededor de ambos engranajes desde la lumbrera de aspiracin hasta la descarga. Lgicamente el aceite no puede retornar al lado de admisin a travs del punto de engrane.
Bombas hidrulicas de paletasSe utilizan a menudo en circuitos hidrulicos de diversas mquinas de movimiento de tierras. Son tpicas en los sistemas hidrulicos de direccin de las mquinas. Constan de varias partes:Anillo excntrico, Rotor, Paletas, Tapas o placas de extremo.
El accionamiento se efecta por medio de un eje estriado que engrana con el estriado interior del rotor, en estos modelos se requiere una velocidad mnima de giro para garantizar el correcto apoyo de la paleta sobre el anillo; en otros modelos esta fuerza centrfuga se refuerza con unos muelles colocados entre la paleta y su alojamiento en el rotor, esto disminuye la velocidad mnima necesaria para el apoyo. Las bombas de paletas son relativamente pequeas en funcin de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.Bombas hidrulicas de pistones
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.Las tuberas
De conduccin de los circuitos hidrulicos pueden ser metlicas con tubos rgidos conformados a la medida o bien latiguillos de goma con una o varias capas de alambres de acero trenzado en su interior, dependiendo de la presin para la cual estn diseados.Las vlvulasSon fundamentales en los circuitos hidrulicos, y son las que controlan los flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento.Depsitos hidrulicosPueden ser de dos tipos: Presurizados que mantienen durante el funcionamiento de la mquina una presin en su interior que favorece la descarga de aceite hacia las bombas. Y Los Depsitos con respiradero que no mantienen presin en su interior.Los cilindros o botellasPueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la tapa que varia en funcin de la presin que tengan que soportar. Las tapas que usan tornillos aguantan generalmente ms presin que las tapas que van atornilladas directamente en la camisa. Estas ltimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien en la parte interior de la camisa.Motores hidrulicosSon generalmente de pistones y caudal fijo, se utilizan generalmente para la traslacin de las mquinas.
3.- Sistema de enfriamientoEl sistema de refrigeracin, que es quien mantiene los componentes del motor dentro de unos lmites aceptables de temperatura; en caso de exceso de temperatura elevada, en unos pocos minutos se puede producir la rotura de la culata, o quemarse la junta que la adapta al bloque del motor, averas que suponen un costo notable.El sistema de admisin, en el que se debe vigilar la limpieza de los filtros de aire para evitar que su rotura permita llegar al motor materias pulverulentas que son abrasivas para las camisas y los segmentos y los arruinan en pocas horas de trabajo con aire sin filtrar. La otra precaucin a tener en cuenta es el engrase del turbo para evitar que funcione sin la presin de aceite que necesita, lo cual puede suceder a la hora de estrangular el motor si se hace sin dejarle unos segundos al ralent, y se para despus de darle un acelern, casa que, para algunos operadores, se ha convertido en una mala costumbre.El caudal de las bombas se vera afectado por el rgimen del motor; para que no sea necesario que este sea excesivamente elevado, se utilizan bombas de desplazamiento variable, en las que se puede variar el caudal sin que varen las vueltas del motor.En la parte trasera izquierda se localizan los sistemas de refrigeracin, que, por lo general, son radiadores de aceite, enfriados por aire, que se encuentran por delante del radiador principal del sistema de refrigeracin del motor.Como se ve, todo alrededor del bastidor, hay unas puertas que dan acceso a todos los componentes de la maquina.El ventilador esta por de tras de estos radiadores, con lo que la corriente de aire que produce, pasa sucesivamente por todos ellos. Adems, este montaje permite interponer una pared ignifuga entre el motor disel y los sistemas de bombas y radiadores, lo cual previene el riesgo de incendios si se produjera una prdida de aceite o la rotura de alguna manquera.
Los componentes bsicos de la mayora de los sistemas de enfriamiento son: refrigerante, bomba de agua, enfriador de aceite del motor, termostatos, ventilador y radiador.Radiador
Su misin es enfriar el agua caliente procedente del motor.Ventilador
Es el elemento encargado de hacer pasar una corriente de aire suficiente para refrigerar el agua a travs del radiadorBomba de agua
La circulacin es activada por una bomba que se intercala en el circuito, entre la parte baja del radiador y el bloque, obligando la circulacin del lquido refrigerante (refrigeracin forzada).Termostato
La misin del termostato es mantener la temperatura del motor en la de ptimo rendimiento.Funcionamiento del sistema de refrigeracinDurante el funcionamiento normal, la bomba de agua enva refrigerante al bloque del motor a travs del enfriador de aceite del motor. El refrigerante fluye despus a travs del bloque del motor a la culata o culatas de los cilindros en donde es enviado a las superficies calientes de las mismas, pasa luego a la caja del termostato. Cuando el motor esta fro, los termostatos impiden el flujo del refrigerante hacia el radiador y el refrigerante vuelve directamente a la bomba del agua.
4.- Sistema de frenos
El sistema de frenos est diseado para que a travs del funcionamiento de sus componentes se pueda detener el vehculo a voluntad del conductor.La base del funcionamiento del sistema principal de frenos es la transmisin de fuerza a travs de un fluido que amplia la presin ejercida por el conductor, para conseguir detener el coche con el mnimo esfuerzo posible.Las caractersticas de construccin de los sistemas de frenado se han de disear para conseguir el mnimo de deceleracin establecido en las normas.El sistema de frenos se constituye por dos sistemas:1.- El sistema que se encarga de frenar el vehculo durante su funcionamiento normal (funcionamiento hidrulico).2.-El sistema auxiliar o de emergencia que se utilizar en caso de inmovilizacin o de fallo del sist. principal (funcionamiento mecnico).
Componentes del sistema de frenadoPedal de freno
Pieza metlica que transmite la fuerza ejercida por el conductor al sist. hidrulico. Con el pedal conseguimos hacer menos esfuerzo a la hora de transmitir dicha fuerza. El pedal de freno forma parte del conjunto pedalera , donde se sitan 2 o 3 palancas de accionamiento individual que nos permiten manejar los principales sistemas del vehculo.Bomba de freno:
Es la encargada de crear la fuerza necesaria para que los elementos de friccin frenen el vehculo convenientemente. Al presionar la palanca de freno, desplazamos los elementos interiores de la bomba, generando la fuerza necesaria para frenar el vehculo; Bsicamente, la bomba es un cilindro con diversas aperturas donde se desplaza un mbolo en su interior, provisto de un sistema de estanqueidad y un sistema de oposicin al movimiento, de tal manera que, cuando cese el esfuerzo, vuelva a su posicin de repose.Los orificios que posee la bomba son para que sus elementos interiores admitan o expulsen lquido hidrulico con la correspondiente presin.Canalizaciones: Las canalizaciones se encargan de llevar la presin generada por la bomba a los diferentes receptores, se caracterizan por que son tuberas rgidas y metlicas, que se convierten en flexibles cuando pasan del bastidor a los elementos receptores de presin. Estas partes flexibles se llaman latiguillos y absorben las oscilaciones de las ruedas durante el funcionamiento del vehculo. El ajuste de las tuberas rgidas o flexibles se realiza habitualmente con acoplamientos cnicos, aunque en algunos casos la estanqueidad se consigue a travs de arandelas deformables (cobre o aluminio).Bombines (frenos de expansin interna):
Es un conjunto compuesto por un cilindro por el que pueden desplazarse uno o dos pistones, dependiendo de si el bombn es ciego por un extremo o tiene huecos por ambos lados (los dos pistones se desplazan de forma opuesta hacia el exterior del cilindro.Los bombines receptores de la presin que genera la bomba se pueden montar en cualquiera de los sistemas de frenos que existen en la actualidad.Tipos de Sistemas de frenos:En la actualidad, los dos grandes sistemas que se utilizan en los conjuntos de frenado son: frenos de disco (contraccin externa) y frenos de tambor (expansin interna).
Potencia ElctricaLa potencia elctrica es mayor mientras mayor sea la tensin y mayor sea la corriente. CONCEPTO DE ENERGAPara entender qu es la potencia elctrica es necesario conocer primeramente el concepto de energa, que no es ms que la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo elctrico cualquiera para realizar un trabajo.Cuando conectamos un equipo o consumidor elctrico a un circuito alimentado por una fuente de fuerza electromotriz (F.E.M), como puede ser una batera, la energa elctrica que suministra fluye por el conductor, permitiendo que, por ejemplo, una bombilla de alumbrado, transforme esa energa en luz y calor, o un motor pueda mover una maquinaria.De acuerdo con la definicin de la fsica, la energa ni se crea ni se destruye, se transforma. En el caso de la energa elctrica esa transformacin se manifiesta en la obtencin de luz, calor, fro, movimiento (en un motor), o en otro trabajo til que realice cualquier dispositivo conectado a un circuito elctrico cerrado.La energa utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en joule y se representa con la letra J.QU ES LA POTENCIA ELCTRICAPotencia es la velocidad a la que se consume la energa. Si la energa fuese un lquido, la potencia sera los litros por segundo que vierte el depsito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra P.Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energa elctrica.La unidad de medida de la potencia elctrica P es el watt, y se representa con la letra W.La forma de calcular la potencia es multiplicando el valor de la tensin en volt (V) aplicada por el valor de la intensidad (I) de la corriente que lo recorre, expresada en amper. Para realizar ese clculo matemtico se utiliza la siguiente frmula:
Potencia mecnicaEl concepto de potencia puede emplearse para nombrar a la cantidad de trabajo que se desarrolla por una cierta unidad de tiempo. Puede calcularse, en este sentido, dividiendo la energa invertida por el periodo temporal en cuestin.Mecnica, por su parte, es algo que ejerce un mecanismo o aquello que puede provocar diversos efectos fsicos, como una erosin o un choque. Tambin se trata de la rama de la fsica dedicada a estudiar el movimiento y el equilibrio de los cuerpos que se someten a una fuerza.Entonces de esta manera podemos definir qu es la potencia mecnica. Se trata del trabajo desarrollado por una persona o por una maquinaria en un determino espacio temporal. La potencia mecnica, en este sentido, es aquella transmitida mediante la puesta en marcha de un mecanismo o el ejercicio de la fuerza fsica.Un ejemplo de potencia mecnica lo encontramos en el accionar de un gra que debe levantar una carga. Supongamos que se necesita levantar un contenedor para depositarlo adentro de un camin. Debido a que el contenedor es muy pesado, ninguna persona puede moverlo. Se utiliza, por lo tanto, una gra que est en condiciones de desarrollar una potencia mecnica superior a aquella que puede conseguir cualquier individuo. De este modo, la gra levanta el contenedor y lo deposita en el camin que se encargar de su transporte.Una mquina es ms potente que otra, si es capaz de realizar el mismo trabajo en menos tiempo. La relacin entre potencia, trabajo y tiempo invertido se puede expresar de la manera siguiente:Potencia = Trabajo realizado /tiempo empleadoPotencia hidrulicaEs muy habitual en el transporte de fluidos utilizar elementos mecnicos que aportan energa y presin al mismo para favorecer o incluso posibilitar su movimiento y transporte. Estos elementos reciben el nombre debombas hidrulicas. Uno de los parmetros ms importantes de estos mecanismos es lo que llamaremos potencia hidrulica.La potencia (P) de una bomba hidrulica es la relacin entre la energa de flujo proporcionada por la bomba y el tiempo que la misma ha estado en funcionamiento para comunicar dicha energa.En un sistema hidrulico la velocidad queda indicada por el caudal, en litros por minuto, y la fuerza, por la presin. De esta forma podemos expresar la potencia hidrulica como sigue:
As:
Esta frmula corresponde a la potencia hidrulica a la salida de la bomba.
