Camion Volquete

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    CAMIN-VOLQUETE

    PROYECTO DE MODIFICACIN DE IMPORTANCIA EN VEHCULOS.

    ANDRES LASRY HERNANDEZ

    RAFAEL ORTEGA GARCIA IGNACIO FERNANDEZ SANCHEZ

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    INDICE

    0.- Objetivos del trabajo

    1.- Introduccin. 1.1.- Ventajas. 1.2.- Desventajas. 2.- Consideraciones previas.

    3.- Descripcin de la aplicacin hidrulica. 3.1.- El camin volquete.

    3.2.- El circuito mecnico. 3.3.- El circuito hidrulico. 3.4.- Funcionamiento del circuito completo. 3.5.- Caractersticas del fluido hidrulico.

    4.- Clculos mecnicos e hidrulicos. 4.1- Teora del clculo del camin basculante. 4.2.- Metodologa de clculo para la aplicacin real. 4.3.- Presentacin de los clculos. 4.4.- Calculo de tuberas.

    5.- Seleccin de componentes y aceite.

    6.- Mantenimiento de equipos hidrulicos 7.- Plan de mantenimiento. 8.- Plan de seguridad.

    9.- Conclusiones.

    10.- Bibliografa.

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    0. OBJETIVOS DEL TRABAJO

    0.1.-Anlisis de un caso real de aplicacin hidrulica: modificacin de importancia en un vehculo.

    0.1.1 Conocer los detalles constructivos del volquete, su articulacin y sus principales parmetros.

    0.1.2 Observar la solucin hidrulica implementada en un caso real con

    viabilidad comercial.

    0.1.3 Determinar los condicionantes que influyen en la solucin implementada (reduccin de costes de instalacin, de mantenimiento y fiabilidad) y su valoracin.

    0.2 Aprender la aplicacin de clculos mecnicos en el diseo de un circuito

    hidrulico. 0.3 Observar los distintos valores que influyen en el diseo y su grado de incidencia. 0.4 Manejar informacin tcnica de fabricantes de componentes hidrulicos. 0.5 Integrar la seguridad en el propio diseo. 0.6 Determinar los posibles riesgos y el plan para evitarlos o minimizarlos. 0.7 Determinar las posibles causas de averas y el plan de mantenimiento preventivo

    en consecuencia.

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    1. INTRODUCCION

    La hidrulica se ocupa fundamentalmente de la transmisin de los efectos de fuerzas y potencias mediante la presin esttica del fluido. Esta tarea se realiza a travs de sistemas hidrulicos, los cuales compiten con dispositivos mecnicos, elctricos y neumticos. A diferencias de estos muestran muchas ventajas pero tambin ciertas debilidades. 1.1.- Ventajas

    Transmisin de grandes fuerzas en espacios reducidos. Elevada densidad de energa. Es posible el almacenamiento de energa. Variacin sin salto de magnitudes, como velocidad, fuerzas y momentos. Buena regulacin de las fuerzas actuantes. Veloz inversin de servicio debido a inercia reducida de los elementos. Dinmica elevada de conmutacin. Movimientos regulares (exentos de golpes y vibraciones). Grandes rangos de transmisin. Conversin simple de movimientos rotantes a rectilneos o a la inversa. Libertad constructiva en la disposicin de los elementos. Montaje en diferentes ambientes de la fuente de energa y accionamiento con

    unin por tuberas rgidas o flexibles. Posibilidad de automatizacin de todo tipo de movimientos y movimientos

    auxiliares mediante vlvulas piloto y transmisin de rdenes elctricas. Posibilidad de utilizacin de elementos y mdulos estndar. Proteccin contra sobrecargas. Desgaste reducido debido a la lubricacin de los elementos mediante el propio

    fluido. Elevada vida til. Posibilidad de recuperacin de energa.

    1.2.- Desventajas

    Prdida de presin y caudal en tuberas y rganos de comando. Dependencia de la viscosidad del aceite con la temperatura y la presin. Problemas de fugas. Compresibilidad del fluido hidrulico. A continuacin podemos ver una tabla con los distintos campos de aplicacin de la hidrulica en funcin de los mercados individuales y su rango de presiones.

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    2. CONSIDERACIONES PREVIAS

    Vamos a partir de un camin real al que se le ha hecho una modificacin de importancia introducindole un volquete o basculante.

    El camin es un Nissan Cabstar de doble cabina y modelo 110.45 cuyos datos

    bsicos son:

    Se trata de una aplicacin real en la que se tienen en cuenta conceptos como:

    o Mxima funcionalidad. o Mnimo coste. o Mxima robustez. o Simplicidad de operacin. o Seguridad de operacin.

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    3. DESCRIPCIN DE LA APLICACIN HIDRALICA

    Nuestro trabajo va a consistir en convertir un camin nuevo (de fabrica) en un camin volquete mediante la unin al chasis bsico un cilindro hidrulico y todo su equipamiento. Adems de una caja para transportar mercanca.

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    A continuacin vamos a explicar en que consiste un camin volquete y para que sirve, como se realiza el basculamiento, como se acciona la bomba hidrulica.

    3.1.- El volquete o basculante.

    El vehculo volquete o basculante es normalmente utilizado para descargar mercancas sin la intervencin humana. Lgicamente el tipo de mercanca a descargar por el sistema de basculamiento ha de tener unas cualidades especiales para que no se daen, por ejemplo: arena, piedra, escombro, basura, trigo, etc. Su utilizacin ms comn es en obras de excavaciones, rellenos y transporte de piedra o arena.

    El basculamiento de la caja de carga se realiza por medio de un sistema hidrulico, compuesto de un depsito de aceite, de una bomba y normalmente, de uno o varios cilindros de tipo telescpico (aunque no es este nuestro caso) que actan de empuje sobre la caja de carga.

    3.2.- El circuito mecnico.

    El accionamiento de la bomba hidrulica se realiza generalmente por medio de una toma de fuerza que se acopla sobre la caja de cambio del vehculo. Las cajas de cambios de los vehculos industriales llevan al menos un registro en forma de ventana en la que aparece un pin que est fijado sobre el eje intermediario de la caja de cambios, y que es independiente del resto de los piones que sobre este mismo eje existen para obtener las relaciones de velocidades del vehculo.

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    RReeggiissttrroo eenn ccaajjaa ddee ccaammbbiiooss ppaarraa ttoommaa ddee ffuueerrzzaa nnoorrmmaalliizzaaddaa

    AAccooppllaammiieennttoo eenn ccaajjaa ddee ccaammbbiiooss

    CCaabbllee ppaallaannccaa ddee eemmbbrraagguuee

    BBoommbbaa

    TToommaa ddee ffuueerrzzaa

    CCaajjaa ddee ccaammbbiiooss

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    El referido pin engrana con otro de la toma de fuerza que est compuesta de varios piones con objeto de que pueda transmitir a la bomba hidrulica distintas revoluciones en funcin de la resistencia que se opone al levantamiento de la caja de carga.

    Por consiguiente la toma de fuerza es como una caja de cambios compuesta de una o dos relaciones que se acopla sobre la caja de cambios del vehculo y que su uso principal es transmitir la potencia del motor a la bomba hidrulica a voluntad propia del conductor.

    Hay que tener en cuenta a la hora de modificar el vehculo que el bastidor del vehculo normal deber realizar trabajos que se salgan de los previstos. Por ejemplo, en este caso los de un volquete, en los que los esfuerzos a soportar por el bastidor son muy superiores a los correspondientes en el caso de carga uniformemente repartida.

    SSeeppaarraacciinn ddeell rrbbooll ccoonndduuccttoorr yy eell ccoonndduucciiddoo

    AAnniilllloo ddeessppllaazzaabbllee mmeeddiiaannttee uuaa aacccciioonnaaddaa ppoorr ccaabbllee yy ppaallaannccaa

    rrbboolleess ssoolliiddaarriiooss

    DDEESSEEMMBBRRAAGGAADDOO EEMMBBRRAAGGAADDOO

    rrbbooll ccoonndduuccttoorr rrbbooll

    ccoonndduucciiddoo

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    Suponiendo que el autobastidor est preparado para soportar el trabajo que sobre l va a actuar, y tambin que el montaje del volquete sea el correcto, hay que tener mucha precaucin cuando se realiza la descarga de la mercanca, ajustndose a unas normas, ya que podra dar lugar a que se produzcan grandes averas.

    El taller que se encarga de preparar el autobastidor deber realizar un proyecto, justificando de forma matemtica el coeficiente de seguridad correspondiente al bastidor y a cualquier otro elemento que haya intervenido en la ejecucin de la reforma, ya que todo ello, independientemente de que as lo exige la ley vigente, le servir para justificar cualquier tipo de reclamacin que pudiese existir si se produjese algn fallo.

    3.3.- El circuito hidrulico.

    Nuestro circuito hidrulico va a constar de los siguientes elementos.

    Bomba hidrulica de engranajes.

    Filtro.

    Vlvula antirretorno.

    Limitador de presin.

    Un tanque de aceite.

    Una vlvula 2/2 de palanca.

    Una T.

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    Un cilindro de simple efecto limitado por drenaje.

    Mangueras.

    Bomba hidrulica de engranajes.

    Se trata de una bomba de engranajes que se acopla a la toma de fuerza y que suministra la presin necesaria al pistn.

    Esta bomba se presenta con un limitador de presin que protege contra sobrepresiones y con filtro para limpiar las impurezas.

    El funcionamiento y la construccin de una bomba de engranajes son los siguientes.

    Construccin

    La bomba de engranajes consta de los siguientes componentes importantes para su funcionamiento:

    Bomba hidrulica con un solo sentido de impulsin.

    Cuerpo con brida.

    Dos ruedas dentadas.

    Juntas.

    Las ruedas dentadas estn bien ajustadas axialmente y en su periferia con respecto al cuerpo, con el objeto de mantener las prdidas por fugas lo ms pequeas posible. La estructura de la bomba de engranajes es sencilla.

    Funcionamiento

    La bomba de engranajes funciona segn el principio del desplazamiento. La rueda dentada A, impulsada en el sentido de la flecha, arrastra la rueda B con su dentado, hacindola girar en sentido opuesto.

    La cmara S tiene comunicacin con el depsito. Al girar las ruedas y separarse los dientes quedan vacos los entre dientes (cmaras de los dientes). Por la depresin originada, se aspira lquido del depsito. Este lquido llena las cmaras de los dientes. stas transportan el lquido a lo largo de las paredes del cuerpo hasta la cmara P.

    Los dientes engranados impelen el lquido de sus cmaras al espacio P y evitan que regrese de sta a la S. Como consecuencia, el lquido enviado a la cmara P ha de salir forzosamente de la cmara del cuerpo, para dirigirse hacia el consumidor. Como en una revolucin de la rueda, la cantidad de cmaras que transportan el lquido

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    (desplazndolo) es una determinada, el volumen de lquido impulsado por revolucin es constante. Se denomina volumen de extraccin V (centmetros cbicos por revolucin;

    El caudal (V en l/mm) resulta del volumen de extraccin (v) multiplicado por el nmero de revoluciones n por minuto.

    En los entre dientes entre las cmaras de aspiracin y de presin se encuentra lquida aplastado. Este se conduce a la cmara de presin por una ranura practicada en la cara frontal del cuerpo.

    Aplicacin

    Se utiliza para producir una corriente de lquido en instalaciones hidrulicas y para producir una corriente de lubricacin.

    Smbolo segn ISO 1219

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    Tanque de aceite

    Se trata de un depsito de aceite que ha de satisfacer diversas tareas como son:

    Deposito de reserva.

    Separador del lquido a presin y aire.

    Evacuador del calor.

    Conexin con una bomba.

    Placa base para diversas piezas de mando

    Un depsito estndar consta de las siguientes partes

    Filtro de aire.

    Todo depsito debe disponer de un sistema suficiente de aireacin y desaireacin, provisto de un filtro de aire. Es necesario para que la presin atmosfrica pueda actuar sobre el nivel del lquido con objeto de que la bomba pueda aspirar y el aceite se mantenga libre de burbujas. Al regresar el aceite tiene lugar una compensacin de nivel y, con ello, una salida sin presin.

    Tapa desmontable.

    Tornillo de apertura de llenado, con varilla indicadora de nivel y cesta tamiz.

    El tamiz se encarga de filtrar sustancias ajenas al llenar el depsito.

    Tubo de aspiracin.

    Tornillo de purga de lquido.

    Deber hallarse en el lugar mas bajo del depsito. En caso de sustituir el lquido, limpiar el depsito y el filtro.

    Mirilla de control nivel mximo y nivel mnimo.

    Tubo de retorno.

    Chapa tranquilizadora.

    Divide al depsito en una cmara de aspiracin y otra de retorno. En esta ultima, el liquido puede tranquilizarse y los cuerpos ajenos a l depositarse.

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    Vlvula hidrulica 2/2 accionada por palanca

    Se trata de una vlvula de 2 vas con 2 posiciones. El paso de una posicin a otra se regula mediante una palanca. Se puede decir que gobiernan la corriente de lquido, bloqueando o abriendo el paso.

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    Cilindro de simple efecto limitado por drenaje.

    Se trata de un cilindro no telescpico de simple efecto que tiene la mxima funcionalidad y simplicidad de operacin. En la entrada del cilindro, el aceite ejerce la presin contra el mbolo, sacando el vstago de la carcasa. Al final de la carcasa se practica un orificio que se conecta a una manguera y esta retorna el aceite al depsito. Cuando el mbolo sobrepase este orificio se producir el drenaje y el vstago se detendr.

    Es una ejecucin artesanal sobre el cilindro y produce un coste mnimo ya que nos ahorramos finales de carrera que por otro lado habra que mantener debido a las condiciones tan exigentes en las que operan este tipo de vehculos.

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    3.4.- Funcionamiento del circuito completo

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    Motor del

    vehculo

    Toma de

    fuerza

    Embrague

    por cable

    Bomba de engranajes con filtro

    Cilindro simple efecto limitado por drenaje

    Vlvula 2/2

    Tanque

    T

    Con el motor del camin al ralent, se opera sobre el embrague por cable que conectar un pin del motor a la toma de fuerza. La toma de fuerza mover la bomba que suministrar la presin necesaria al pistn. Si la vlvula 2/2 esta cerrada el cilindro se ir llenando y levantar la carga hasta un mximo en el que el liquido se drenar. La presin y la bomba y el drenaje mantendrn al mbolo totalmente extendido. Tanto la bajada de la caja a su posicin inicial como la regulacin en una posicin intermedia se har mediante la vlvula 2/2 accionada por palanca por el operador. Si la vlvula la abrimos parcialmente parte del fluido se escapa al tanque y la presin en el vstago disminuir por lo que la caja bajara hasta que la presin iguale a la carga. Si la abrimos totalmente, la caja bajara por su propio peso que ira desalojando el lquido hacia el tanque. Todo mientras la bomba sigue mandando presin.

    Destacar la gran sencillez del sistema as como su mnimo coste.

    Vlvula 2/2Vlvula 2/2

    Embrague de la toma de Embrague de la toma de fuerzafuerza

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    3.5.- Caractersticas del fluido hidrulico. Introduccin

    Tericamente podra utilizarse como fluido hidrulico cualquier fluido ya que todos cumplen con las leyes de Pascal.

    Inicialmente se utiliz agua.

    El agua pura no es adecuada para las exigencias de los modernos equipos hidrulicos debido a que no impide el desgaste y en combinacin con el oxgeno puede producir una severa corrosin.

    Debido a las buenas cualidades lubricantes y a una elevada proteccin contra corrosin han dado buenos resultados como fluidos hidrulicos sobre todo los aceites minerales. Con sustancias especiales (aditivos) los aceites minerales fueron y son mejorados permanentemente.

    Los aceites minerales tienen sin embargo una desventaja, su inflamabilidad. Debido a ello, los equipos hidrulicos en las cercanas de llamas, metales fundidos o reas de elevadas temperaturas, utilizan muchas veces fluidos de difcil inflamabilidad.

    No existe un fluido hidrulico ideal.

    La seleccin minuciosa de acuerdo a las exigencias del equipo es por eso una condicin previa para un correcto funcionamiento.

    Exigencias sobre fluidos hidrulicos

    Se imponen a stos muchas exigencias. Los puntos principales se incluyen en la siguiente lista.

    buena cualidad lubricante

    no atacar el material

    buen comportamiento viscosidad-temperatura

    elevada resistencia trmica y a la oxidacin

    compresibilidad reducida

    reducida tendencia a formar espuma

    elevada densidad

    buena capacidad de conduccin trmica

    difcil inflamabilidad para aplicaciones especiales

    toxicidad nula

    costos reducidos

    buenas posibilidades de aprovisionamiento

    bajo costo de mantenimiento

    descarte sin inconvenientes

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    Caractersticas de fluidos hidrulicos de base mineral y sus criterios de seleccin

    La mayora de los equipos hidrulicos funcionan con fluidos de base mineral (aceites hidrulicos). La correcta seleccin del aceite hidrulico es un prerrequisito para un correcto funcionamiento del equipo, cuyas condiciones de servicio deben verificarse cuidadosamente.

    Las cualidades del aceite hidrulico dependen de:

    el tipo de aceite de base

    el grado de refinacin y

    el tipo y cantidad de sustancias agregadas (aditivos)

    Los fluidos hidrulicos con buena fluidez en fro se producen de aceites para naftas. Se emplean en equipos que arrancan a bajas temperaturas y con mx. temperaturas de aceite de hasta 30 C.

    Si la fluencia en fro no es el criterio decisivo de seleccin, se recomienda el empleo de fluidos con base de parafinas que tienen una mayor resistencia a la oxidacin y un mejor comportamiento viscosidad temperatura.

    Se producen sin embargo, predominantemente mezclas de aceite de base de naftas y parafinas con aceites aromticos, para ampliar en lo posible el rango de aplicacin.

    Los componentes indeseados del aceite, por ejemplo cadenas de azufre, se eliminan por refinacin. Mediante el agregado de sustancias especiales se mejoran las cualidades del aceite hidrulico, por ejemplo la proteccin contra el desgaste.

    Las exigencias mnimas para el aceite hidrulico se establecen en DIN 51 524.

    Grupos de fluidos hidrulicos

    Aceites HL segn DIN 51 524 Parte 1

    Los aceites hidrulicos HL son aceites combinados en los cuales mediante sustancias activas se mejora la resistencia al envejecimiento y se aumenta la proteccin contra corrosin.

    Se utilizan en equipos en los que se esperan temperaturas hasta 50C y/o corrosin por entrada de humedad.

    Se utilizan con limitaciones debido a que no contienen sustancias para reducir el desgaste. Las limitaciones afectan la seleccin del equipo, sobre todo bombas y motores y el rango de presin. Una indicacin global no tiene sentido ya que los equipos son perfeccionados continuamente. Las indicaciones correspondientes se encuentran en la informacin provista por el fabricante.

    Los aceites hidrulicos que atacan el plomo o materiales que lo contengan, no deben ser empleados an cuando cumplimenten la especificacin HL segn DIN 51 524

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    parte 1. Son principalmente aceites multiuso, por ejemplo aceites de bancada que contienen aceites grasos o steres grasos.

    Aceites HLP segn DIN 51 524 Parte 2

    Los aceites HLP ofrecen respecto de los HL una mejor proteccin contra desgaste. Contienen inhibidores de envejecimiento, aditivos anticorrosin y sustancias adicionales para disminuir el desgaste en el caso de roza miento mltiple, en el que por una lubricacin insuficiente de las partes metlicas en contacto puede aparecer un desgaste excesivo.

    La proteccin contra desgaste se juzga con los ensayos segn DIN 51 354 Parte 2 y DIN 51 389 Parte 2. Los valores de medicin no son comparables entre s debido a las distintas condiciones de ensayo.

    Tampoco deben utilizarse los aceites HLP cuando ata que el plomo o materiales que lo contengan.

    Aceites HV

    Para equipos sometidos a fuertes variaciones de temperatura o bajas temperaturas ambientes, por ejemplo ex puestos a la intemperie, deben emplearse aceites con mayor ndice de viscosidad (VI) denominados aceites HV. Algunos cumplen las exigencias de los aceites HLP segn DIN 51 524 Parte 2, pero tienen aditivos para mejorar el comportamiento viscosidad/temperatura (denominado mejorador VI). Los mejoradores VI pueden empeorar el comportamiento desemulsionante y la capacidad de eliminacin de aire y son por ello recomendables slo para equipos con las condiciones de temperatura conocidas. Est en preparacin la Norma DIN 51 524 Parte 3 para la determinacin de los requisitos mnimos para estos aceites.

    En la seleccin de los aceites HV debe considerarse una importante prdida de la viscosidad de hasta un 30 %. Significa por ejemplo, que para una bomba con una viscosidad mnima admisible de 25 mm debe utilizarse un aceite HV con una viscosidad de 36 mm con lo que considerando la prdida en servicio la viscosidad no cae debajo del mnimo admisible.

    Aceites HLP-D

    Estos aceites contienen aditivos detergentes y dispersantes.

    Con estos aditivos se logra desprender los sedimentos y mantener en suspensin las impurezas (por ejemplo debidas a envejecimiento y abrasin) contenidas en el aceite junto con el agua que hubiera ingresado.

    Estas impurezas son eliminadas del aceite por filtracin. Para ello se requiere incrementar la superficie de filtracin (dimensionado a p = 0,2 bar) y disminuir la malla en 1 nivel, por ejemplo de 20 a 10m. De esto resulta por regla general una duplicacin del tamao del filtro de, por ejemplo, TN 330 a TN 660.

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    El agua contenida puede reducir la proteccin contra desgaste. No deben usarse por lo tanto aceites HLP-D cuando se cuenta con una intensa entrada de humedad.

    Los distintos aceites HLP-D contienen cidos grasos o steres de cidos grasos que atacan el plomo o a materiales que lo contienen. Su empleo no es admisible.

    Aceites no contaminantes

    Con la creciente conciencia de la importancia del medio ambiente y disposiciones legales ms severas se re quieren aceites no contaminantes, sobre todo para aplicacin en mviles. Los fluidos biolgicamente degradables disponibles en el mercado pueden dividirse en dos grupos:

    fluidos de base vegetal

    fluidos de base glicol

    La seleccin del material de los equipos debe estar de acuerdo con los nuevos fluidos, por ejemplo estabilidad de las juntas, tolerancia al plomo, pintura.

    Aceites multipropsito

    Algunos de estos aceites cumplen con DIN 51 524 y son empleados por eso no slo como lubricantes de banca das sino tambin como fluidos hidrulicos.

    Antes de la utilizacin de aceites multipropsito se recomienda la consulta con el fabricante de aparatos/equipos a los efectos de verificar la resistencia de los materiales.

    Seleccin

    Para un funcionamiento seguro de los sistemas hidrulicos la correcta seleccin del fluido es tan importante como la seleccin de las partes componentes.

    Para la seleccin de los datos ms importantes puede recurrirse a las Normas DIN 51 524 Partes 1 y 2, a pesar que en ellas se indican slo exigencias mnimas. Por ello deben controlarse las indicaciones del fabricante, PC ejemplo sobre resistencia al envejecimiento, predisposicin a la formacin de espuma, tolerancia al plomo metales no ferrosos, limpieza en las condiciones d suministro y filtrabilidad.

    Viscosidad

    Con la viscosidad de los aceites hidrulicos se determina su resistencia a la fluidez. Es decir, es la medida de la resistencia a un movimiento relativo entre partculas del fluido.

    Se ha impuesto el dato de la viscosidad cinemtica que se determina segn DIN 51 562. Se indica en la unida SI (sist. internacional) mm donde 1 mm2 /s= 1 cSt.

    Una viscosidad muy elevada conduce a grandes prdidas por rozamiento y flujo, medible como cada de presin y sobre calentamiento del aceite. El arranque en fro del equipo empeora, aparecen retardos de conmutacin, se dificulta la eliminacin del aire.

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    Una viscosidad demasiado baja origina fugas, un mayor desgaste y con ello tambin un sobrecalentamiento de aceite.

    La viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura.

    La medida para la variacin de viscosidad es el ndice de viscosidad que se determina segn DIN ISO 2909.

    Cuanto mayor es el ndice de viscosidad menor es e1 dependencia de sta con la temperatura.

    Esto hace que se utilicen aceites HV, los que se desarrollan para grandes variaciones de temperatura y baja temperaturas ambientes. Se puede, en ocasiones, ahorrar el cambio del aceite segn estaciones; por ejemplo en equipos que trabajan a la intemperie.

    La relacin viscosidad-presin de aceites hidrulico gana en significado cuanto mayor es la presin de servicio. Si el incremento de la viscosidad hasta una presin de 200 bar. es reducido, se duplica sin embargo para un presin de aproximadamente 400 bar.

    Diagrama viscosidad temperatura

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    Tabla de viscosidad segn ISO

    Las clases de viscosidad para aceites hidrulicos estn reunidas en la Norma DIN 51 519 originada como apoyo de la ISO 3448. Lo mismo ocurre en DIN 51 524 con las clases de viscosidad ISO VG 10, 22, 32, 46, 68 y 100.

    En la seleccin de las clases de viscosidad se deben tener en cuenta las indicaciones del fabricante del aparato hidrulico.

    Ejemplo

    Rango de viscosidad de una bomba de paletas.

    Mx. 800 mm2/s arranque comprimiendo

    Mx. 200 mm2/s arranque con carrera nula

    mn. 16 mm2/s para mx. temperatura

    Por encima de los valores mximos pueden producirse daos por falta de lubricante, por debajo de los valores mnimos se originan mayor desgaste y fugas.

    Punto de fluencia

    Se denomina punto de fluencia a la menor temperatura admisible para la cual el aceite an fluye. El mtodo para su determinacin se describe en DIN ISO 3016.

    En la seleccin de aceites hidrulicos tener en cuenta que la temperatura mnima admisible en el equipo se encuentre como mnimo 8 C por encima del punto de fluencia.

    Compresibilidad

    Se denomina compresibilidad del aceite al cambio de volumen bajo presin.

    En aceites sin burbujas de aire, el volumen se reduce en un 0,7 % para un aumento de presin de 100 bar.

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    Hasta 150 bar suele no tenerse en cuenta la compresibilidad por lo que puede producirse un perjuicio en el funcionamiento, sobre todo en vinculacin con grandes caudales.

    El aceite se comprime debido al aire que contiene y puede ya en bajas presiones, hasta 50 bar, provocar perturbaciones como movimientos ruidosos, vibratorios, bruscos.

    Dependencia de la viscosidad con la temperatura y la presin

    Capacidad de eliminacin de aire

    Los aceites hidrulicos contienen aire en forma disuelta

    Si por una cada de presin, por ejemplo detrs de un estrangulador, se excede el lmite de saturacin se desprenden burbujas de aire.

    Las burbujas de aire pueden ingresar al aceite desde exterior, por ejemplo por falta de hermeticidad en las tuberas de aspiracin.

    Este aire disuelto modifica la compresibilidad, reduce 1a proteccin contra desgaste y disminuye la conductibilidad trmica. Las consecuencias son perturbaciones e el servicio debido a movimientos bruscos, ruidos, vibraciones y daos en el material.

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    Tiempo de ascenso de burbujas de aire en aceite mineral (segn Hayward)

    Por esta razn, las burbujas de aire deben separarse rpidamente del aceite.

    La capacidad de eliminacin de aire de un aceite s establece segn DIN 51 381 Determinacin de la capacidad de eliminacin de aire, mtodo Impinger. Segn este mtodo se mide el tiempo en el cual el aire disperso en el aceite se separa hasta un volumen de 0,2 %.

    Formacin de espuma

    La formacin de espuma debido a las burbujas de aire que desde el seno del aceite suben a la superficie, debe mantenerse reducida mediante un cuidadoso diseo del depsito.

    La superficie de aceite debe ser en lo posible grande, con lo que las burbujas pueden desprenderse rpidamente. Con el montaje de rompeolas en el depsito, la eliminacin del aire puede mejorarse tanto como con tamices separadores de aire.

    Los aceites contienen aditivos antiespumantes, la contaminacin mediante agua, suciedad y productos que provocan envejecimiento incrementan sin embargo la predisposicin a la formacin de espuma.

    Capacidad desemulsionante

    El agua incorporada al aceite debe eliminarse rpidamente ya que perjudica la viscosidad y la proteccin contra corrosin y provoca sedimentacin. Por eso es importante, en lo posible, un prolongado tiempo de permanencia del aceite en el depsito, ya que el agua se separa ms rpidamente cuando el aceite est en reposo que cuando est circulando.

    La capacidad desemulsionante de un aceite es el tiempo que requiere una mezcla de aceite-agua para su separacin. Se determina mediante el mtodo segn DIN 51599.

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    27

    Resistencia a la oxidacin

    El envejecimiento del aceite depende de la composicin qumica del mismo y puede ser distinto para aceites de la misma norma. Se acelera por el aire disuelto en el aceite debido a elevadas presiones, la temperatura y los metales con los que entra en contacto as como por las contaminaciones debido a suciedad, xido y agua.

    Los productos que provocan envejecimiento pueden pegar vlvulas, taponar filtros o ensuciar intercambiadores de calor. Con ello empeora la capacidad desemulsionante as como la proteccin contra corrosin y desgaste.

    Puede contrarrestarse con un prolongado tiempo de permanencia del aceite en el depsito, un buen filtrado y enfriamiento y una comprobacin regular de la calidad del aceite.

    Proteccin contra corrosin

    Los aceites hidrulicos no slo deben evitar la formacin de xidos en partes metlicas, tambin deben tolerar metales no ferrosos y aleaciones.

    Las caractersticas de proteccin contra corrosin respecto del acero pueden determinarse segn DIN 51 585, los efectos de la corrosin sobre el cobre segn DIN 51 587.

    Los aceites que atacan el plomo o materiales que lo contienen no deben utilizarse an cuando cumplan con las exigencias mnimas segn DIN 51 524.

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    28

    4. CLCULOS MECNICOS E HIDRULICOS

    4.1.- Teora de clculo del volquete basculante

    La Figura representa uno de los sistemas que se emplean para hacer bascular una caja de carga, siendo tal vez el ms generalizado y simple. En cualquier caso, si el sistema fuese distinto, los clculos seran parecidos a los que posteriormente se detallan.

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    29

    Basculamiento hacia atrs.

    Designando por:

    O1 = Punto de articulacin de la caja de carga.

    O2 = Punto soporte del cilindro elevador.

    O3 = Punto de empuje del cilindro elevador sobre la caja de carga.

    = Angulo de inclinacin de la caja de carga con respecto al bastidor.

    = Angulo que forma la unin de 0 con el c.d.g. de la carga (punto M).

    = Angulo de inclinacin del cilindro elevador con respecto al bastidor.

    = Angulo de inclinacin del cilindro elevador con respecto a la caja de carga.

    h = Altura del c.d.g. i de la carga con respecto al eje de articulacin de la caja.

    L = Longitud de la caja de carga.

    p = Distancia entre ejes del vehculo.

    c = Distancia entre los puntos 0 y 02.

    f = Distancia entre el eje de articulacin de la caja de carga y el extremo de sta.

    e = Distancia del eje posterior del vehculo al punto de articulacin 0 de la caja de

    carga.

    a = e +f = Voladizo posterior del vehculo.

    m = Distancia entre el eje delantero del vehculo y el comienzo de la caja de la caja de

    carga.

    Q = Peso total de la carga (mercanca ms caja de carga).

    Q = Peso propio del autobastidor.

    RA = Reparto de carga sobre el eje delantero del vehculo debido al peso propio del

    autobastidor en posicin de marcha ( = 0).

    RA = Reparto de carga sobre el eje delantero del vehculo debido a la carga (mercanca

    ms caja de carga) en posicin de marcha ( = 0).

    RB = Reparto de carga sobre el eje trasero del vehculo debido al propio del

    autobastidor en posicin de marcha ( = 0).

    RB = Reparto de carga sobre el eje trasero debido a la carga (mercanca ms caja de

    carga) en posicin de marcha ( = 0).

    R1 = Esfuerzo sobre la articulacin de la caja de carga.

    R2 = Esfuerzo sobre la caja de carga debido al empuje del cilindro elevador.

    R3 = Componente perpendicular al bastidor del esfuerzo de empuje del cilindro

    elevador.

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    30

    Las restantes cotas, ngulos y esfuerzos quedan perfectamente definidos en la citada figura.

    ngulo mximo de inclinacin de la caja de carga

    La carga total que va montada sobre el bastidor del vehculo Q, se compone del peso de la mercanca cargado y del peso de la caja de carga pC. Por lo tanto el peso de la carga propiamente dicha (mercanca que lleva el vehculo) ser:

    (QPC)

    La fuerza de adherencia entre la mercanca y caja de carga, siendo a el coeficiente de adherencia, es:

    ( ) cosa a CF Q P =

    Para un determinado valor () del ngulo de inclinacin de la caja de carga (), la fuerza F1 que tiende a desplazar la mercanca hacia atrs tomar un valor F1 igual a la fuerza de adherencia Fa correspondiente a esa inclinacin .

    Fa = F1

    Como 1 ( )a CF Q P sen=

    ( ) cos ( )a a C CF Q P Q P sen = =

    Si 45 = y 1a =

    Por lo tanto la inclinacin de la caja de carga hasta 45 marcara el lmite en que empezara a desplazarse la carga, siendo el coeficiente de adherencia igual a 1. Como normalmente este coeficiente de adherencia es menor que 1, el lmite de desplazamiento correspondera a un ngulo menor de 45, y la mercanca se descargar con una inclinacin de la caja de carga menor de 45

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    31

    Seguridad en la conduccin y vuelco

    Con objeto de asegurar un funcionamiento correcto en la conduccin, la carga sobre el eje delantero ha de ser, en todos los casos de carga, por lo me nos del 25 % del peso total del vehculo QT. Pero como medida de seguridad contra el vuelco, se admite que la inclinacin mxima de la caja de carga debe limitarse de modo que sobre el eje delantero del vehculo gravite al menos el 30 % de dicho peso total QT.

    Dicho de otra forma se ha de cumplir:

    25

    100A A TR R Q+ (Vehculo en conduccin de marcha, = 0).

    30

    100A A TR R Q + (Vehculo parado descargando la mercanca, > 0).

    Tambin es buen a norma para evitar el vuelco, que el reparto de carga sobre el eje delantero en cualquier inclinacin de la caja de carga, no sea nunca inferior al peso propio sobre este mismo eje del autobastidor en posicin horizontal ( = 0), es decir:

    A A AR R R +

    en la que RA y RA son, respectivamente, las cargas sobre el eje delantero debidas al peso propio del autobastidor y carga de la mercanca ms caja de carga cuando sta se encuentra en una posicin 0.

    Para que esto ocurra es necesario que la resultante Q del peso de la carga est entre los dos ejes del vehculo, o sea:

    n0

    Tomando momentos respecto del eje trasero, se tiene:

    AR p Q n = AR pnQ

    =

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    32

    Para que n sea igual o mayor que cero, es preciso que RA sea tambin igual o mayor que cero. En el caso lmite n = 0, RA = 0 ya que todo el peso Q gravita sobre el eje trasero.

    Clculo de la distancia x e y.

    Observando la figura del camin, se verifica:

    z = y tg

    y tg x tg = x tgy tg

    =

    z = y tg

    x y tg tg

    y tg

    + +=

    c tg tg

    y tg

    +=

    Pero en el abatimiento de la caja de carga, para cualquier valor de , la distancia O1, O2 es igual a la O1, O3 con lo cual el tringulo O1, O2, O3 es siempre issceles, verificndose:

    18090 / 2

    2

    = = =

    (90 / 2) cotg / 2

    (90 / 2) cotg(90 / 2) 1 / 2

    c tg c cy

    tg tg tg tg tg

    = = =

    + + +

    / 2

    1 / 2 1 / 2(902

    tg c tg c tg tgx y

    tg tg tg tg tg tgtg

    = = =+ +

    Si = 45 ; tg 45 = 1 ; tg 22,5 = 0,4142

    70

    100y c=

    30

    100x c=

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    33

    Reparto de carga en posicin de marcha.

    Tomando momentos respecto de los ejes del vehculo, se tiene:

    ( )2

    A

    LQ a

    Rp

    =

    ( )2

    B

    LQ m

    Rp

    +=

    Por consiguiente el reparto total de cargas sobre los ejes ser:

    DEBIDO A : PRIMER EJE SEGUNDO EJE TOTAL

    AUTOBASTIDOR RA RB RA+ RB

    CARGA + CAJA RA RB RA + RB

    TOTAL RA + RA RB + RB RA + RA + RB + RB

    Las cargas debidas al peso propio del autobastidor son datos que ha de facilitar el fabricante. En cualquier caso, de no conocerse, son fciles de obtener, pues bastara pesar el vehculo por ejes.

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    34

    4.2.- Metodologa de clculo para la aplicacin real.

    CLCULO DE ESFUERZOS EN EL BASCULANTE:

    Distribucin de cargas:

    Tomando momentos con respecto al eje del volquete en la posicin inicial:

    ( )

    ( )

    1 2

    1 2

    1

    1 2

    2

    2 22 2

    02 2

    1

    2

    2 2

    y

    y

    y

    t v vC F b C

    F C t v C vb

    t vC C

    tC C C

    vC C

    t

    t vC v CF t v

    b t t b t

    =

    =

    =

    + =

    =

    = = +

    22tv v ( )2

    2yt v

    F Cb

    =

    Calculando la fuerza total que ejercer el cilindro en el caso ms desfavorable,

    es decir, al inicio del proceso:

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    35

    ( )

    ( )

    1

    1

    1

    1

    2 21

    2 2

    2

    22

    2

    2

    2

    y

    y

    L F

    h F

    LF F

    h

    Lt vF C

    b h

    t v LF C

    b h

    L a h

    t vF C a h

    b h

    =

    =

    =

    =

    = +

    = +

    Clculo del ngulo mximo de basculacin

    Se trata de calcular el ngulo mximo que gira el volquete a partir de los datos geomtricos y de la carrera del cilindro.

    El anclaje del vstago del cilindro en el volquete describe la circunferencia I de radio L, siendo L la longitud entre ejes del cilindro totalmente extendido, es decir, su longitud inicial L1 mas su carrera.

    Tomando el centro de coordenadas cartesianas en al apoyo del cilindro en el sobrechasis, la ecuacin de esta circunferencia queda como sigue:

    2 2 2Iy L x=

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    36

    El apoyo del volquete describe una circunferencia de radio b entorno al eje de rotacin del volquete, cuya ecuacin se puede describir como:

    ( )

    ( )

    22 2

    22 2

    (para simplificar notacin)II

    II

    y b a b x h

    d a b

    y b d x h

    = + +

    = +

    = +

    El punto de mxima basculacin se da en el corte de ambas circunferencias:

    ( )( )

    2 2

    22 2 2

    2 2 2 2 2

    2 2

    2

    I II

    I II

    y y

    y y

    L x b d x h

    L x b d x dx h

    L x

    =

    =

    = +

    = + +

    2 2 2b d x=

    2 2 2

    2 2

    22 2 22

    22 2 22

    2 2 2

    2

    2despejando y de I:

    = L

    2

    en el grfico:

    sustituyendo:

    2

    2

    dx h

    L b d hx

    d

    y x

    L b d hy L

    d

    y harctg

    d x

    L b d hL h

    darctg

    L b d hd

    d

    + +

    + =

    + =

    =

    +

    =

    +

    Obtenindose as un valor de ngulo para una geometra concreta.

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    37

    Clculo de la presin en funcin del ngulo:

    El caso ya calculado es el ms desfavorable, es decir, la presin ser mxima en el punto inicial. Conforme se eleve el volquete, los momentos de las cargas C1 y C2 cambian, ya que las distancias de sus respectivos centros de gravedad al eje de rotacin tambin cambian.

    Son constantes geomtricas:

    ( )2 211

    2 21

    2

    11

    12

    2

    2h

    arctangt v

    harctang

    v

    t v hhipo

    v hhipo

    +=

    +=

    =

    =

    El ngulo que formar el cilindro con la horizontal y su longitud sern funciones del ngulo basculado:

    ( ) ( )2 2cos

    arc cos

    cos

    d b

    L

    L d b h b sen

    =

    = + +

    Los brazos de palanca de las respectivas cargas con respecto al eje para cualquier ngulo sern:

    ( )( )

    1 1 1

    2 2 2

    cos

    cos

    a hipo

    a hipo

    = +

    =

    La componente en la direccin perpendicular al fondo de la caja (que ejerce par efectivo, ya que en la del plano del fondo no ejerce par) ser:

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    38

    ( )

    ( )

    p

    p

    F F sen

    FF

    sen

    = +

    =

    +

    El sumatorio de momentos respecto al eje de rotacin nos dar la relacin entre las fuerzas:

    ( )

    2 2 1 1

    1

    1 2

    2

    1 1 2 2

    p

    p

    F b C a C a

    t vC C

    tC C C

    vC C

    t

    C a C aF

    b sen

    + =

    =

    + =

    =

    =

    +

    Obtenindose as la presin hidrulica en funcin del ngulo basculado:

    ( )1 1 2 2

    24

    C a C aP

    b sen diam pi

    =

    +

    Con las cotas en mm y las cargas en T quedar:

    ( ) ( )1 1 2 2

    2392000

    C a C aP Bares

    b sen diam pi

    =

    +

    El caso ya calculado es el ms desfavorable, es decir, la presin ser mxima en el punto inicial. Conforme se eleve el volquete, los momentos de las cargas C1 y C2 cambian, ya que las distancias de sus respectivos centros de gravedad al eje de rotacin tambin cambian:

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    39

    ( )

    ( ) ( )( ) ( )

    2 21

    1

    2 21

    2

    1 1 1 2 2 2

    1 1 1 2 2 2

    1

    1 2

    2

    1

    2

    2sumatorio de momentos en un ngulo cualquiera :

    cos cos

    cos cos

    co

    y

    y

    y

    t v hhipo

    v hhipo

    C hipo F b C hipo

    C hipo C hipoF

    b

    t vC C

    tC C C

    vC C

    t

    C t vF hipo

    b t

    +=

    +=

    =

    =

    + =

    =

    = ( ) ( )1 2 2s cosv hipot

    4.3.- Presentacin de los clculos

    Los datos calculados se presentan de una hoja de clculo de Microsoft Excel.

    Existen 3 recuadros que podemos modificar: carga y datos, actuadores y bombas y toma de fuerza.

    Los valores de Carga Y Datos son suministrados por el fabricante del camin.

    Tanto los valores de los Actuadores como los de la Bomba y Toma de Fuerza son introducidos para obtener unas soluciones concretas. Si colocamos un actuador con parmetros demasiado grande nos cambiar las soluciones e incluso podr dar alguna errnea. Esto tambin es aplicable al recuadro de la Bomba. La Toma de Fuerza de fuerza es especfica para el tipo de camin, en este caso, un Nissan Cabstar.

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    40

    Por lo tanto, seleccionaremos un actuador cuyo requisito iniciales son que sea adecuadamente largo para el bastidor del camin. Una vez determinada esta longitud tenemos la del embolo y seleccionados un dimetro de embolo. Con estos datos obtenemos la presin necesaria para elevar la carga. Seleccionamos a continuacin la bomba para esta presin. Para los datos de la bomba debemos tener en cuenta que la debemos acoplar a la toma de fuerza que es especifica para el Nissan Cabstar. Estos datos nos proporcionarn el tiempo de subida que no debe ser ni muy rpido ni muy lento.

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    41

    Tambin existen sistemas de seguridad para no disear errneamente. En el caso de la foto, se ha seleccionado una bomba que es insuficiente para dar la presin mxima determinada por el cilindro. Si elegimos la opcin de continuar nos dejar proseguir con los clculos pero nos lo tachara y marcar en rojo. Por otra parte tambin se ha hecho un estudio de la presin y la fuerza realizada tanto en carga como en vaci en funcin del ngulo de elevacin. Se han tomado 100 valores que se vern reflejados en una grafica.

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    42

    En esta foto podemos ver los esquemas utilizados para los clculos.

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    43

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    44

    Podemos observar que la presin en carga nunca supera a la que puede suministrar nuestra bomba. El mximo se produce, como hemos explicado ya, para los 0. Con estos valores podemos realizar un grfico en funcin del ngulo de basculamiento y de la presin.

    4.4.- Clculo estimativo de tubera. Las tuberas tendrn los dimetros marcados por las salidas y entradas de los distintos elementos del circuito. Lo nico a tener en cuenta ser que para los valores dados de presin y caudal con los que trabaja nuestra instalacin no se sobrepase determinados valores de velocidad del fluido hidrulico que por experiencia se saben perjudiciales. Tales valores son: Para aspiracin se tomara 1,3 m/s de velocidad mxima. Para presin se tomara 6 m/s de velocidad mxima.

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    45

    5. SELECCIN DE COMPONENTES Y ACEITE

    Con los datos obtenidos en el apartado de clculo (reflejados en la primera tabla de presentacin de los clculos) seleccionaremos los componentes y el aceite. Como ya dijimos, los datos del camin estn dados de fbrica. Los dems los seleccionamos nosotros en funcin de los clculos.

    Los componentes tanto mecnicos como hidrulicos que vamos a seleccionar son los siguientes.

    Toma de fuerza.

    Cable y palanca de embrague.

    Bomba hidrulica de engranajes.

    Filtro.

    Limitador de presin.

    Vlvula antirretorno.

    Un tanque de aceite.

    Una vlvula 2/2 de palanca.

    Una T.

    Un cilindro de simple efecto limitado por drenaje.

    Mangueras.

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    46

    Toma de fuerza

    La toma de fuerza ser especfica de la marca de camin al que se le aplica el montaje. En nuestro caso se trata de un Nissan.

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    47

    Bomba hidrulica

    Para su seleccin tenemos como datos el desplazamiento que queramos tener en funcin del tiempo de subida de la carga que deseemos y la presin mxima de utilizacin. Del catalogo de Bezares elegimos la BR40.

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    48

    Cable y palanca de embrague, mangueras, depsito de aceite y dems elementos de

    conexin.

    En el catalogo de Bezares encontramos que venden un Kit para camiones tanto pequeos como grandes. El nuestro se considera un camin pequeo.

    En este Kit podemos seleccionar algunos componentes y otros vienen impuestos. los seleccionable son la bomba y el deposito de aceite mientras que la vlvula 2/2 de accionamiento por palanca, el cable y el mando del embrague y las mangueras vienen impuestos.

    Este tipo de Kits presentan las siguientes ventajas:

    Exponemos a continuacin la hoja del catalogo y luego indicaremos como seleccionar los elementos.

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    49

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    50

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    51

    Para la seleccin seguimos el siguiente proceso: 1.- Vemos si nuestro camin es pequeo o grande, para ello deberemos saber el caudal de nuestra instalacin.

    De la tabla de clculos obtenemos el valor de:

    Con este dato y el de la presin mxima podremos seleccionar el tipo de camin encontrando que es de tipo pequeo.

    Para este tipo de camin el Kit como max puede tener un caudal de 70 L

    y una presin max de 350 bar. Nuestra presin max es de unos 120 bar.

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    52

    2.- Seleccionamos los componentes mediante la hoja de seleccin.

    el Kit que deberemos seleccionar es:

    KIT 71 BR40 M15 C20

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    53

    Vlvula de 2/2 accionada por palanca.

    Del mismo catalogo de Bezares y para el Kit que hemos elegido venden una vlvulas 2/2 accionada por palanca.

    Cilindro de simple efecto limitado por drenaje.

    Se encargar un cilindro especial como el que hemos descrito en el apartado de circuito hidrulico al fabricante,

    Pedro Roquet S.L.

    El cilindro tendr las siguientes caractersticas:

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    54

    Limitador de presion

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    Valvula antirretorno

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    Filtro

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    Aceite

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    58

    6. MANTENIMIENTO DE EQUIPOS HIDRALICOS

    6.1.- Introduccin

    Bajo el concepto mantenimiento se renen, segn la norma DIN 31 051, las siguientes actividades:

    Mantenimiento

    Medidas para conservar el estado nominal, es decir previsiones para hacer tan pequea como sea posible, a travs de medidas adecuadas, la reduccin de la denominada reserva de desgaste durante la vida til.

    Inspeccin

    Medidas para el reconocimiento del correspondiente estado real, es decir, reconocer cmo y porqu avanza la reduccin de la reserva de desgaste.

    Reparacin

    Medidas para reponer el estado nominal, es decir, compensar la reduccin de potencia, reponer la reserva de desgaste.

    En equipos hidrulicos se entiende por reserva de desgaste:

    Aumento del juego entre mbolos y agujeros antes de una parada prolongada (por ejemplo en vacaciones).

    Desgaste de elementos dinmicos de cierre

    Erosin en cantos de comando

    Fatiga de materiales de rodamientos

    Incremento del juego entre cojinete y eje

    Daos por cavitacin en partes de bombas y vlvulas

    Cambios qumicos en fluidos hidrulicos

    Todas estas manifestaciones de desgaste provocan un lento agotamiento de las reservas previstas en el proyecto, hasta el punto en el que no pueden alcanzarse los valores nominales pretendidos (este punto no debe coincidir con la falla de un equipo) o hasta la falla abrupta de un componente individual.

    6.2.- Mantenimiento de equipos hidrulicos.

    Debido al variado y amplio campo de aplicacin de los equipos hidrulicos, existen todos los niveles intermedios. Desde los equipos mas simples hasta los mas grandes.

    Se deben planear y ejecutar las medidas de mantenimiento en funcin de la importancia y el uso, de las consecuencias de una falla, y de la disponibilidad necesaria.

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

    59

    6.2.1.- Inspeccin

    Los puntos individuales de inspeccin especficos del equipo deben indicarse en la correspondiente lista de inspeccin, para que el control pueda ser realizado correctamente aun por operarios de distintos niveles de capacitacin.

    En grandes equipos son necesarios diferentes puntos de inspeccin segn distintos tipos de servicio, por ejemplo: puntos de inspeccin diarios, mensuales o inmediatamente antes de una parada prolongada.

    Los puntos importantes de inspeccin son:

    6.2.1.1 -Verificar nivel de fluido en el tanque

    Niveles demasiado bajos indican normalmente prdidas por fugas externas; despus de grandes reparaciones, el nivel puede bajar lentamente durante un tiempo cuando el equipo se ventila en forma automtica.

    Niveles demasiado altos pueden indicar un vaciado de partes elevadas durante el tiempo de parada debido a la entrada de aire. Debido a la falta de estanqueidad de intercambiadores agua-aceite puede ingresar agua al sistema hidrulico.

    6.2.1.2 Verificar eficiencia del intercambiador de calor

    Intercambiador aire-fluido hidrulico

    En lugares muy polvorientos se reduce rpidamente la capacidad de evacuacin de calor por deposicin del polvo sobre la superficie del intercambiador. Cuando el aire de enfriamiento contiene niebla de aceite, proveniente de fugas externas, la evacuacin de calor se interrumpe rpidamente.

    Intercambiador agua-fluido hidrulico

    El agua de enfriamiento debe ser lo suficientemente limpia de manera de que la transmisin del calor no se vea impedida por capas aislantes de barro. Esto es particularmente importante cuando la temperatura de servicio del fluido se mantiene constante mediante la dosificacin del agua de enfriamiento, en cuyo caso no se dispone de elevadas velocidades de agua para arrastrar los sedimentos. Es importante que el intercambiador no pueda funcionar semivaco del lado del agua ni del lado del fluido, puesto que en ese caso se utiliza slo parcialmente la superficie de intercambio de calor.

    6.2.1.3-Verificar estanqueidad del equipo hacia el exterior (inspeccin visual)

    Se deben verificar tuberas, mangueras (especial mente en los puntos de conexin), bombas, aparatos de comando motores hidrulicos y cilindros.

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    6.2.1.4.-Verificar la temperatura de fluido

    Un incremento de la temperatura del fluido puede atribuirse a las siguientes causas:

    El intercambiador de calor tiene un efecto reducido(superficie sucia, ventilador fuera de servicio, alimentacin de agua escasa o interrumpida, temperatura del agua de entrada muy alta, intercambiador sucio con depsitos de barro, etc.). La generacin de calor en bombas y motores hidrulicos se incrementa por daos en cojinetes y rodamientos. La irradiacin de calor del tanque de fluido, el sistema de tuberas y los componentes hidrulicos se reduce por depsitos de suciedad.

    Las perdidas internas de componentes individuales se han incrementado, las vlvulas limitadoras de presin reaccionan a valores muy reducidos, el control esta fuera de servicio, los equipos son utilizados en condiciones que exceden los datos admisibles, etc.

    6.2.1.5-Verificar presiones

    Verificar presiones de apertura de vlvulas limitadoras ubicadas del lado primario, de las vlvulas secundarias y de control limitadoras de presin, controlar la presin de acumuladores hidrulicos, presiones de ajuste de vlvulas reductoras, verificar vlvulas de conexin y desconexin de presin.

    6.2.1.6-Verificar fugas

    En motores hidrulicos y en parte de bombas hidrulicas se puede conocer la magnitud del desgaste mediante la medicin del aceite de fuga. Esto vale tambin para una serie de vlvulas de control, regulacin y bloqueo. La respuesta en movimiento lenta de un cilindro sometido a carga externa, con los rganos de bloqueo cerrados, implican defectos en juntas de mbolos.

    6.2.1.7-Verificar limpieza del fluido

    Una inspeccin visual proporciona solo una estimacin a grosso modo. Para de terminar la limpieza del fluido pueden usarse tres mtodos:

    Determinacin gravimetrica de sustancias slidas mediante filtrado fino de una determinada cantidad de fluido.

    Conteo de partculas mediante aparatos electrnicos de conteo y clasificacin.

    Investigacin al microscopio.

    Para ello es muy importante el comoy donde se obtienen las muestras de fluido. La mejor informacin es suministrada por muestras tomadas en sistemas en servicio.

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    Resulta muy adecuada la toma de muestras de la tubera de presin tan prxima a la bomba como sea posible. En esta tubera existen por lo general lugares de medicin de presin que pueden ser utilizados para la toma de muestras. Cuanto mas prximo a la salida de la bomba se encuentre la toma de muestras, mayor es la pulsacin de presin, lo cual reduce la diferencia entre flujo laminar y turbulento.

    Si la muestra se toma a travs de una manguera de medicin se debe drenar primero una cantidad de fluido mayor con la mayor velocidad de flujo posible, para asegurar que la muestra tomada no sea falseada por sedimentaciones en las mangueras y griteras de la toma de muestras. Una toma esttica de muestra de tanque de fluido puede proporcionar un resultado que no permite deducir nada sobre las sustancias slidas del fluido en circulacin. Debido a que este mtodo es muy simple, se utiliza, a pesar de todo, con mucha frecuenta.

    6.2.1.8.- Verificar ensuciamiento de filtros

    Con los filtros profundos, actualmente muy difundidos, ya no es posible una inspeccin visual.

    La determinacin del grado de ensuciamiento slo es posible a travs de la medicin de la diferenciada presin sobre el elemento filtrante (o la medicin de la presin de retencin antes del filtro, en filtros de retorno cuando del lado limpio no se presenta una resistencia al flujo). Para poder realizar dicho control sin aparatos de medicin slo se deben emplear filtros con indicadores pticos de ensuciamiento o con supervisin permanente mediante indicadores elctricos.

    El contenido de sustancias slidas en el fluido es prcticamente la principal causa de desgaste en componentes hidrulicos. Entre el 75% y el 80% de los aparatos enviados por los clientes para una reparacin general, han salido de servicio debido a un desgaste y erosin provocados por un elevado contenido de sustancias slidas en el fluido hidrulico. Aprox. 10% de los aparatos muestran daos por cavitacin.

    Al emplear fluidos HFA, HFC y HFD la proporcin de daos por cavitacin se incrementa a 15% hasta 20% aprox. La proporcin de slidos de menor tamao que

    Los poros del filtro utilizado, tambin es de importancia ya que debido a ello se favorece la erosin y una especie de proceso de pulido incrementa las tolerancias, pule las y desgasta los elementos de cierre dinmicos. De ese modo se produce a menudo una salida abrupta de servicio del aparato, se reduce as a una fraccin la vida til posible desde el punto de vista constructivo.

    6.2.1.9.- Verificar las caractersticas qumicas del fluido hidrulico

    La estabilidad qumica no permanece intacta debido a que el fluido hidrulico est expuesto a solicitaciones elevadas por variaciones de presin, elevadas velocidades de flujo, elevados esfuerzos de corte, recalentamiento local, contacto y saturacin con aire (oxgeno del aire),contacto con distintos metales, elastmeros y plsticos, agua condensada y partculas de slidos

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    Se deben controlar peridicamente:

    ndice de acidez, ndice de saponificacin, proporcin de productos de oxidacin, viscosidad e ndice de viscosidad.

    Con fluidos HFA, HFC y H FD este tipo de anlisis es ms importante y debe realizarse con mayor frecuencia que para aceites minerales, ya que est establecido que cambios qumicos que transcurren rpidamente y que no son explicables por ningn motivo exterior evidente, producen grandes daos (por ejemplo daos por corrosin en rodamientos y cojinetes, etc.).

    Cuando no se tiene a disposicin un laboratorio propio, se puede realizar con el fabricante del fluido hidrulico un acuerdo sobre los anlisis peridicos a efectuar.

    Con pequeas cantidades es ms ventajoso y ms simple reemplazar peridicamente el fluido para evitar los gastos de anlisis qumicos.

    6.2.1.10.- Verificar temperaturas de cojinetes

    Cuando se producen las primeras picaduras en las superficies de rodadura de los cojinetes se puede determinar, en la zona de montaje del cojinete, un incremento de la temperatura debido a mayores prdidas de potencia. Es necesario, despus de un funcionamiento inicial, realizar en los mismos puntos mediciones de temperatura en ciclos de trabajo similares para obtener un valor de referencia. Slo la comparacin de las mismas permite una conclusin.

    6.2.1.11-Verificar la generacin de ruido

    Tambin aqu es slo interesante cuando se pueden comparar variaciones del ruido respecto al estado inicial.

    Cuando abren las vlvulas limitadoras de presin se oye un siseo. Un ruido de tableteo o un silbido sealan daos en las vlvulas limitadoras o reductoras de presin.

    Los cilindros pueden tabletear o rechinar en el arranque o parada. Esto puede indicar guas desgastadas, movimientos forzados (por ejemplo rodamientos oxidados en articulaciones), fluido inadecuado, etc.

    Un incremento del ruido de carcasa de la bomba (vale tambin para motores hidrulicos) al aumentar la presin, puede indicar daos por erosin o cavitacin en la zona de las superficies de comando, o aumento del juego de los elementos de impulsin o un comienzo de daos en rodamientos. Un ruido desagradablemente alto de las bombas, independientemente de la carga pero que aumenta en relacin ms proporcional con el incremento del nmero de revoluciones, indica una incorrecta presin de alimentacin o una depresin muy alta en la tubera de aspiracin (o alimentacin)

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    6.2.1.12-Verificar potencia y velocidad

    Los tiempos de arranque y parada de cilindros con respecto a los valores garantizados, el nmero de revoluciones de salida (velocidades) de motores, el consumo de potencia de bombas, se determinan segn el tipo de equipo con mayor o menor facilidad. De ello se puede deducir el estado general del equipo.

    6.2.2.-Mantenimiento

    Los trabajos de inspeccin, mantenimiento y reparacin frecuentemente no estn en la prctica tan rigurosamente separados como lo establecen las definiciones. Con frecuencia los trabajos de mantenimiento se realizan junto con las inspecciones. Trabajos importantes de mantenimiento son:

    6.2.2.1.-Reposicin de fluido hidrulico

    Bsicamente debe reponerse el mismo fluido con el que se ha llenado el sistema. Esto debe ser tenido en cuenta incluso para aceites minerales, puesto que los aceites que por cierto satisfacen DIN 51 524, Parte 1 o Parte II, son distintos en sus aditivos y en sus componentes.

    Con fluidos de las clases HFA, HFC y HFD se deben evitar en todo caso las mezclas de distintos fabricantes. No se aceptar responsabilidad por daos originados por la mezcla de fluidos del mismo tipo pero de distintos fabricantes. A menudo se ofrecen aditivos para fluidos hidrulicos que reducen el rozamiento mecnico, prcticamente anulan el denominado efecto stick-slip, prolongan la duracin del fluido y otras cosas por el estilo. Antes de agregar un aditivo de ese tipo se debe solicitar en cada caso autorizacin al fabricante del fluido para asegurar que est garantizada la compatibilidad. El fabricante del fluido no acepta, con frecuencia, ninguna responsabilidad cuando el fluido es mezclado con algunos aditivos de otros fabricantes . De manera similar se comporta el fabricante de aparatos hidrulicos, ya que se requiere mucho tiempo y un notable esfuerzo econmico para determinar el efecto a largo plazo y la compatibilidad de variaciones de dosificacin y cargas sobre el fluido, especficas de cada aplicacin,

    6.2.2.2.-Cambio del fluido hidrulico

    Es necesario un reemplazo del fluido cuando el mismo comienza a cambiar qumicamente (presencia de productos de oxidacin, aumento del ndice de acidez o del nmero de saponificacin, prdida de aditivos necesarios, variacin de las viscosidad, etc.).

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    Adems el fluido debe ser reemplazado cuando la suciedad fina (= proporcin de slidos con un tamao de grano inferior al de los poros del filtro utilizado) ha aumentado tanto que se estima un incremento del desgaste a largo plazo (por ejemplo ms de 250.000 partculas entre 5 y 15 m cada 100 ml). Los costosos mtodos de limpieza como centrifugado (en caso que el tipo de fluido lo admita) o filtros prensas, son econmicos slo para grandes cantidades de fluido. Debido a que la cantidad de fluido que se encuentra en el sistema (bombas, tuberas, aparatos de comando y sobre todo cilindros) es en ocasiones varias veces el volumen del tanque, no es suficiente reemplazar slo el volumen del mismo (sobre todo cuando el fluido a reemplazar muestra cambios qumicos!). En cada cambio del fluido se debe realizar una limpieza del tanque.

    Tanto para la reposicin como para el cambio de fluido hidrulico, se debe tener en cuenta que el nuevo fluido no es adecuado para el servicio en el estado de suministro, en lo que concierne a la proporcin de sustancias slidas. La limpieza necesaria no puede ser garantizada debido a la, generalmente muy larga, cadena de transporte desde el fabricante hasta el usuario (tanque de reserva, buques y trenes cisterna y envases de todo tipo, etc.). Por eso tanto para la reposicin como para una nueva carga, el fluido debe ingresarse a travs de un filtro. La calidad del filtro utilizado debe corresponder en lo que se refiere al tamao del poro, a la de los filtros de servicio que se encuentran en el equipo. Es mejor utilizar para la carga un filtro con poros ms pequeos.

    Este punto es muy importante puesto que pueden producirse perturbaciones el servicio despus de un cambio de fluido.

    6.2.2.3.- Limpieza de filtros

    Bsicamente los elementos filtrantes deben limpiarse o reemplazarse para cada cambio de fluido. De los filtros actuales, apenas unos pocos pueden ser limpiados sin un gasto considerable, es por eso que normalmente se cambian los elementos filtrantes.

    Debido a que a simple vista no es visible desde el exterior el ensuciamiento de elementos de mltiples capas (el ojo humano sin elementos auxiliares de aumento, slo puede ver en el lugar, partculas de 45 m a 50 tm), el grado de ensuciamiento de un elemento filtrante slo puede ser apreciado por la diferencia de presin antes y despus del filtro. Por eso actualmente slo se utilizan filtros que mediante un indicador ptico o elctrico sealan cuando se ha alcanzado el lmite de suciedad. Los filtros sin supervisin deben ser reemplazados en un perodo lo suficientemente corto como para evitar una apertura de la vlvula de by-pass o la destruccin del elemento bloqueado.

    6.2.2.4 Reajustar presiones

    Reajustar la totalidad de las presiones. Esto vale para vlvulas limitadoras en el rango de presin de trabajo, en circuitos de comando y en la gama de bajas presiones, para vlvulas reductoras y de conexin y desconexin de presin.

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    6.2.2.5 Eliminar prdidas en el sistema de tuberas

    Los trabajos de estanqueidad en el sistema de tuberas se llevan a cabo sin presin. En los lugares en que se utilizan juntas blandas (anillos tericos, anillos perfilados, etc.) no se pueden eliminar las fugas reajustando los elementos de cierre, ya que estos elementos se destruyen o endurecen. La estanqueizacin slo es posible mediante el reemplazo del elemento correspondiente.

    6.2.2.6- Limpiar el equipo

    De tiempo en tiempo debe limpiarse exteriormente el equipo hidrulico para facilitar la bsqueda de los lugares de fugas, para no arrastrar suciedad al interior al reponer el fluido, para evitarla entrada de suciedad al cambiar el elemento filtrante, para proteger durante arranques y paradas a los vstagos de cilindros, para no reducir o interrumpir completamente la radiacin trmica calculada en el dimensionamiento. Al efectuar la limpieza debe tenerse en cuenta fundamentalmente que el lquido utilizado no ingrese al sistema hidrulico.

    Al emplear equipos de limpieza mediante vapor a alta presin se debe asegurar que la tapa del tanque, los pasatabiques de tuberas, los retenes de ejes, la instalacin elctrica, etc., tambin soporten este efectivo mtodo de limpieza.

    6.2.2.7-Mantenimiento de depsitos presurizados

    Cada pas tiene para ello sus propias reglamentaciones. En la Repblica Federal Alemana valen las prescripciones de la Reglamentacin sobre depsitos presurizados.

    Depsitos de gas a presin y equipos de llenado (disposicin sobre depsitos presurizados y) y Disposiciones administrativas generales, as como las correspondientes Normas tcnicas sobre depsitos presurizados TRB.

    Las disposiciones reunidas en estas normas industriales sirven para la seguridad del servicio y tienen como objetivo evitar en lo posible riesgos para los seres humanos y el medio ambiente.

    En equipos hidrulicos se consideran como depsitos presurizados a los depsitos de fluido que estn sometidos a una sobre presin (por ejemplo depsitos de carga de prensas de forjado, etc.), a los acumuladores hidrulicos (acumuladores de vejiga, mbolo, membrana) y a las botellas de gas correspondientes.

    El lado de gas de los acumuladores se llena, salvo pocas excepciones, exclusivamente con nitrgeno.

    Al efectuar trabajos de mantenimiento en equipos con acumuladores hidrulicos se debe despresurizar siempre el equipo, del lado del fluido, antes de comenzar el trabajo. Placas con el siguiente texto se deben colocar sobre todos los equipos en forma bien visible y sin limitaciones (eventualmente en varios idiomas!).

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    Atencin, equipo bajo presin! Despresurizar el lado del fluido

    antes de comenzar una reparacin!

    6.2.2.8.- Reemplazo de partes gastadas.

    La salida de servicio de la mayora de los componentes no es fcilmente determinable con anticipacin. Para ello son de importancia decisiva las condiciones de empleo (presin dinmica de carga, velocidades de flujo, tipo de fluido hidrulico, carga trmica, influencias ambientales, etc.).

    En condiciones de uso conocidas, la duracin promedio de rodamientos y juntas sometidas a cargas dinmicas son predecibles con cierta aproximacin. Puede ser importante un reemplazo preventivo de rodamientos, juntas de cilindros, eliminadores de impurezas, retenes de ejes y mangueras, cuando la falla de tales componentes pueda ocasionar grandes daos (por ejemplo cuando el dao en un rodamiento provoque el dao total de un accionamiento completo o cuando el descenso de un cilindro tenga como consecuencia la colisin con otras partes de la mquina o cuando la falla de una manguera provoque grandes daos al medio ambiente o ponga en grave peligro a seres humanos).

    Tambin es importante durante los trabajos de mantenimiento, un reemplazo preventivo de piezas sujetas a desgaste cuando los equipos trabajan en mltiples turnos estn integrados a la lnea de fabricacin, de manera que la falla de un componente tiene como consecuencia la parada de la lnea completa.

    Se consideran como piezas sujetas a desgaste, junto a las mencionadas anteriormente:

    Todos los elementos de estanqueidad utilizados esttica y dinmicamente en base a elastmeros y poliuretanos (denominados juntas blandas).

    Dispositivos de vlvulas limitadoras (principalmente en servicio) y reductoras, de conexin y desconexin de presin.

    Electroimanes (principalmente de alterna, en aire) cuando el nmero de operaciones es muy grande.

    Elementos filtrantes (cuando el lmite de la capacidad filtrante no sea supervisado regularmente).

    Mangueras en la gama de altas presiones, cuando debido a las condiciones de uso, el fabricante slo puede garantizarlas para un determinado nmero de variaciones de carga.

    Elementos de transmisin de acoplamientos elsticos de ejes.

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    6.3.-Reparacin de equipos hidrulicos y componentes individuales

    6.3.1 Localizacin de fallas

    Se supone para la reparacin del sistema una bsqueda de fallas eficaz y

    sistemtica. Se supone en cada caso que la documentacin necesaria est disponible y es accesible sin condicionamientos. Es deseable mantener a disposicin en forma permanente, en las proximidades del equipo, un plano hidrulico con una lista de partes y un esquema funcional.

    Da buenos resultados la impresin de esta documentacin sobre placas,

    protegindolas de suciedad y daos con laca transparente o con plexigls e iluminndolas adecuadamente. Los aparatos ms importantes de medicin deben estar al alcance de la mano, especialmente en grandes equipos. Para un especialista en reparacin los aparatos ms importantes de bsqueda de fallas son: manmetros con los rangos de medicin necesarios para el equipo. Para lograr una exactitud de medicin y una aceptable vida til, la seleccin de los manmetros debe efectuarse de manera que normalmente slo sean utilizados a 2/3 hasta 3/4 del rango indicado en la escala. Se conectan rpidamente y sin prdidas de fluido mediante mini acoplamientos rpidos de medicin y mangueras de dimetros nominales 1,8 mm hasta 2,4 mm. Es importante que despus de la medicin, este acoplamiento de conexin sea taponado nuevamente con el capuchn roscado (suciedad, cuidado del cono o bola de cierre).

    Herramientas estndar:

    Termmetro:

    Los ms adecuados son los termmetros electrnicos con sensor superficial:

    para descubrir rpidamente lugares de desarrollo de elevadas temperaturas (fugas elevadas, prdidas de potencia).

    Multmetro elctrico:

    Para controlar la resistencia de bobinas de solenoides,

    Para determinar la tensin de alimentacin de solenoides (la tensin se mide sobre la bobina, no en el tablero elctrico!), .

    Para medir la corriente en vlvulas proporcionales y servo-vlvulas.

    Naturalmente se obtienen tambin en el mercado apara- tos especiales de medicin para tensiones de solenoides de conmutacin y corrientes en solenoides de regulacin, los cuales se intercalan segn el caso especial de medicin y son muy simples de manipular.

    Estetoscopio industrial:

    Para la localizacin de fuentes sonoras mediante el ruido de estructura.

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    Cronmetro:

    Para medir el tiempo de arranque y parada de cilindros,

    Para medir fugas de bombas y motores hidrulicos. .

    Cuentavueltas:

    Para medir el nmero de revoluciones de salida de motores hidrulicos,

    Mediciones de caudal:

    A diferencia de los electricistas, que miden corrientes sin mayores dificultades, los especialistas en hidrulica tienen considerables problemas con la medicin de caudales.

    Para la instalacin de caudalmetros se debe abrir el sistema (prdidas de fluido, entrada de suciedad).

    Pocos aparatos de medicin soportan las presiones presentes. El rango de medicin es proporcionalmente varias veces ms pequeo. Por eso generalmente el especialista debe determinar el caudal en forma indirecta, a travs de los tiempos de desplazamiento de cilindros y el nmero de revoluciones de motores hidrulicos.

    6.3.2 Eliminacin de fallas

    Fundamentalmente no se debe reparar en el lugar los aparatos daados, ya que normalmente no se dispone en el lugar ni de herramientas ni la limpieza necesarias.

    En el lugar se debe reemplazar siempre que sea posible el aparato completo, para exponer el equipo abierto slo lo imprescindible,

    para mantener las prdidas de fluido tan pequeas como sea posible,

    para tener la seguridad mediante el uso de aparatos reparados y verificados, de reducir al mnimo posible el tiempo de parada del equipo

    Es muy importante verificar despus de la localizacin del aparato daado, si se ha ensuciado el sistema total o parte del mismo, debido a la rotura de la pieza o a gran des cantidades de limaduras metlicas.

    Si se presentaran contaminaciones de ese tipo ( control de filtros y tanques), se deber limpiar (por ejemplo mediante lavado) en cada caso el equipo antes de una nueva puesta en servicio, se debern reemplazar los elementos filtrantes y eventualmente, segn el tipo de equipo, ser necesario un cambio de fluido (para pequeos equipos).

    En grandes equipos se deber limpiar el fluido (por ejemplo despus de una limpieza del tanque se repone el fluido a travs de un filtro ms fino o a travs de una centrfuga).

    Slo as se podrn prevenir daos adicionales al equipo y la salida de servicio de otros componentes.

    Para incorporar una seguridad adicional es importante en equipos delicados, equipar el filtro durante un tiempo limitado (por ejemplo hasta alcanzar el lmite de eliminacin de suciedad) con conjuntos filtrantes de malla ms fina. Esto es casi siempre posible para los filtros utilizados actualmente. Luego de ser puesto nuevamente en servicio, el

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    equipo que ha sido reparado debe ser observado por algn tiempo para tener la seguridad que mediante la reparacin efectuada se ha eliminado todas las averas. A veces se presenta por algn tiempo un comportamiento irregular cuando no se ha purgado de aire correctamente alguna parte del sistema (por ejemplo los cilindros oscilan o se pasan de la posicin, las bombas producen en forma espordica fuertes ruidos de detonacin, etc.).

    Si los equipos se purgan en forma automtica, dichos efectos pueden ser observados por varias horas.

    6.3.3.- Reparacin de componentes hidrulicos

    Se debe decidir bsicamente qu componentes pueden ser reparados por el usuario y cuales deben ser reparados slo por el fabricante.

    Para la reparacin se debe disponer de un taller adecuadamente equipado y con un grado de limpieza, en promedio, superior al de servicio del componente. Esto es realizable econmicamente slo cuando la empresa tiene en servicio un gran parque de equipos con elevada proporcin de hidrulica.

    La segunda suposicin es que se disponedle personal capacitado correspondientemente y la necesaria documentacin.

    Estas suposiciones son ciertamente ineficaces y no econmicas si no se dispone tambin de un depsito con partes de repuesto Qu componentes pueden ser reparados o mantenidos por el usuario con ventajas econmicas?

    6.3.3.1.- Cilindro hidrulico (motor lineal)

    Los daos ms importantes en cilindros son:

    Juntas gastadas, stas pueden ser reemplazadas. En casos particulares se deben montar juntas para las cuales se utilizan herramientas especiales.

    Pistn, tubo de cilindro y/o guas de vstagos rayados y vstagos de mbolos daados por golpes (o perlas de soldadura). Cuando los daos no son muy grandes, mediante el bruido de los tubos, rectificado y nuevo cromado de vstagos, se pueden hacer nuevamente utilizables. Sobre la cabeza y cuerpo del cilindro debe eventualmente efectuarse el mecanizado necesario para no sobrepasar las tolerancias admisibles para juntas.

    6.3.3.2.-Vlvulas de bloqueo

    Prcticamente todos los tipos de vlvulas de bloqueo tienen asientos metlicos de cierre. A menudo los conos son ms duros que los asientos en la carcasa. Los daos principales de esta familia de aparatos (vlvulas de retencin, de llenado, direccionales de 2/2 vas denominadas elementos lgicos) son:

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    Endurecimiento de juntas. Estas son fcilmente reemplazables. Debido en parte a las elevadas fuerzas de resorte se deben adoptar para la apertura las correspondientes medidas de seguridad.

    Falta de hermeticidad interna debido a asientos de vlvula daados

    Daos de este tipo son originados siempre por cuerpos extraos o por erosin.

    La reparacin es posible mediante el mecanizado de los asientos o por el reemplazo de los asientos y conos.

    Los trabajos de mecanizado de asientos de carcasa slo son posibles con herramientas de alta precisin, ya que entre asiento y gua no puede haber prcticamente ninguna desadaptacin.

    Una prueba esttica de estanqueidad no implica inconvenientes.

    6.3.3.3.-Vlvulas direccionales

    Las vlvulas direccionales estn construidas para pequeos tamaos de manera que una reparacin econmica no es posible cuando, adems del reemplazo de elementos de cierre o solenoides, existen daos en la parte hidrulica.

    Segn el tipo constructivo es necesario, al cambiar el solenoide, un nuevo ajuste que slo es posible con dispositivos especiales.

    Vlvulas direccionales de corredera:

    Adems del reemplazo de juntas y partes del accionamiento (por ejemplo electroimanes, linternas o partes de elementos de accionamiento manual, mecnico, hidrulico o neumtico) las reparaciones prcticamente no son posibles por parte del usuario, ya que son necesarias intervenciones sobre la geometra, como bruido o esmerilado de agujeros y mecanizado de pistones sobremedida rectificados con precisin. Debido a las reducidas tolerancias usuales actualmente, se debe trabajar con maquinas de mxima precisin, para alcanzar nuevamente los datos tcnicos iniciales.

    Para una prueba final de funcionamiento es necesario un banco de ensayo.

    6.3.3.4-Vlvulas de presin

    Para todas las vlvulas de presin son posibles tanto el tipo de corredera como el de asiento cnico.

    Para la reparacin del tipo de corredera vale lo explicado anteriormente.

    Las vlvulas de asiento cnico se pueden reparar reemplazando el cono y el asiento en la parte de prerregulacin y cambiando el casquillo y el cono en la etapa principal.

    Actualmente se utilizan cada vez con ms frecuencia vlvulas de presin compuestas de una carcasa y un cartucho roscado. La reparacin consiste en el reemplazo del cartucho completo.

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    El gasto para una verificacin del funcionamiento que permite evaluar el estado de una vlvula de presin es bastante alto y por eso a menudo no es econmico para el usuario.

    6.3.3.4-Vlvulas de caudal

    Las vlvulas estranguladoras y estranguladoras de retencin se utilizan para montaje sobre placas, en lnea y como cartuchos de insercin.

    Una reparacin de estos dispositivos de pequeo tamao se imita slo al cambio de los elementos de estanqueidad. Otras reparaciones como el cambio de partes gastadas, no es econmica en la mayora de los casos.

    Para vlvulas complicadas como las estranguladoras de precisin, estranguladoras de retencin de tamao mayores, estranguladoras gemelas y de frenado con o sin vlvula de retencin, slo es posible una reparacin econmica cuando sta se imita al cambio de juntas, disponindose de las herramientas necesarias.

    Para recuperar en estos aparatos la calidad original se necesitan entre otras cosas los planos de mecanizado del fabricante. Cuando se deben ajustar determinadas caractersticas se hace imprescindible un banco de ensayo.

    Las vlvulas reguladoras de caudal imponen las mximas exigencias sobre aparatos y calificacin del personal de reparacin y sobre la tcnica de bancos de ensayo. Es por eso que no se recomienda el reemplazo por parte del usuario de los elementos de estanqueidad.

    6.3.3.5.-Vlvulas proporcionales

    Vlvulas direccionales, de presin y de caudal proporcionales. Esta serie de aparatos est tan difundido actualmente que se puede hablar de aparatos estndar. Las posibilidades de aplicacin aumentan muy rpidamente.

    Es desaconsejable una reparacin por parte del usuario cuando deba efectuarse algo ms que un cambio de juntas.

    Esto no debe interpretarse como que dichos aparatos son tan sensibles, frgiles o complicados, que un montador no disponga de la capacidad para reparar con xito vlvulas proporcionales en el lugar de instalacin.

    Solamente el gasto en bancos de ensayo y (electrnica de comando y aparatos de impresin para la obtencin y correspondiente ajuste de las caractersticas necesarias) es tan elevado, que el mismo fabricante adquiere para el sector de reparacin un equipamiento tan extenso, recin cuando el grado de ocupacin del mismo es de 5 a 7 horas diarias. Por debajo de este nivel de ocupacin los aparatos reparados se verifican y documentan en bancos de ensayo comunes.

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    6.3.3.7 Servovalvulas

    Lo dicho en el punto anterior es vlido para servovlvulas. Debido a que el rectificado de mbolos en los casquillos de control requiere mquinas especiales (el solapamiento nulo hidrulico no es idntico al mecnico, etc.) y el gasto de ajuste y ensayo es mximo, no sera recomendable al usuario (a menos que tuviera varios cientos de servovlvulas en uso permanente) efectuar las inversiones necesarias para la reparacin de las mismas.

    Es posible el servicio de la servovlvula por parte del usuario. As, es posible en cualquier momento limpiar o cambiar el filtro de proteccin de la primera etapa.

    Un ajuste posterior del punto nulo es posible por parte de personal capacitado incluso sin un gran despliegue de aparatos de medicin. Se debe destacar que el personal de mantenimiento tanto de vlvulas proporcionales como tambin de servovlvulas, debe ser capacitado por el fabricante de las mismas antes de que este grupo de aparatos sea empleado en el equipo.

    6.3.3.8-Acumulador hidrulico

    Debido a que los acumuladores hidrulicos estn sujetos a las reglamentaciones para depsitos presurizados, valen las disposiciones correspondientes, cuyo tratamiento detallado excedera los lmites de este captulo.

    Los acumuladores por gravedad y por resorte hoy no son prcticamente utilizados salvo en unas pocas reas especiales. En ambos casos la separacin entre el lado de fluido y la atmsfera que lo rodea se logra mediante mbolos con juntas blandas.

    En acumuladores de mbolo la separacin entre fluido y gas a presin se logra asimismo mediante un mbolo con elementos de cierre en base a elastmeros, tejidos o ser reemplazados por el usuario sin grandes problemas. poliuretanos. Estos elementos de estanqueidad pueden ser reemplazados por el usuario sin muchos problemas.

    Para el gran grupo de acumuladores de vejiga y membrana, la separacin entre fluido y gas a presin se logra mediante una vejiga o membrana fabricada con un elastmero.

    La seleccin del elastmero se efecta en correspondencia con el tipo de fluido. Si se reemplazaran vejigas o membranas (ambas estn sujetas a desgaste) en la gama de las se deber tener en cuenta que sean de un material unidades variables compatible con el fluido hidrulico utilizado.

    Los acumuladores de vejiga deben ser reparados slo por el correspondiente personal capacitado, puesto que los errores de montaje van asociados casi siempre con considerables riesgos de accidentes (para equipo y personal).

    Normalmente debe llenarse el lado de gas de los acumuladores slo con nitrgeno (para evitar los riesgos de incendios y explosiones). Los acumuladores pequeos estn en parte soldados y por ello no son reparables(denominados aparatos descartables).

  • Laboratorio neumtico e hidrulico

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    6.3.3.9-Bombas y motores hidrulicos/Bombas y motores de engranajes

    En todos los tipos de bombas de engranajes las juntas son reemplazables. Asimismo no es posible una reparacin econmica de la mayora de estas bombas, sobretodo cuando la carcasa genera el huelgo de cierre. Por lo general el equipo se inutiliza en forma total cuando se presentan daos en los cojinetes o cuando se producen averas debido a la presencia de cuerpos extraos.

    Bombas de paletas con cilindrada constante y variable:

    Fundamentalmente slo el correspondiente personal capacitado puede realizar los trabajos de reparacin. Junto al cambio de los elementos de estanqueidad es posible en la mayora de los casos una reparacin general econmica mediante el reemplazo de los grupos de accionamiento.

    Debido a que las prd