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OLEOHIDRAULICAINDUSTRIAL

SISTEMAS OLEOHIDRAULICOSVÁLVULAS

Código: MECA-09-009

INGRESEIMAGEN RELACIONADA

CON EL CURSO

SISTEMAS OLEOHIDRAULICOS

FUNCIÓNLos sistemas neumáticos e hidráulicos lo constituyen

Elementos de informaciónÓrganos de mandoElementos de trabajo

Las válvulas son elementos que gobiernan lossistemas hidráulicos.

Por medios de ellas se regula la presión, sedistribuye el aceite y se regula su caudal a través delos circuitos hidráulicos.

Válvulas Oleohidraulicas

Fuente Imagen: http://www.maquiventa.com/aguilar/valvulas_hidraulicas.htm


Las válvulas en términos generales, tienen lassiguientes misiones.

Regular la presión (control de presión) Regular el caudal (control de caudal)Distribuir el fluido (control direccional)

Válvulas oleohidraulicas


• Este tipo de válvulas regulan la presión existente en el circuito o en alguna parte del circuito, o dan paso a alguna nueva actuación cuando la presión alcanza cierto valor.

• Las válvulas reguladoras de presión están basadas en elementos móviles que reaccionan ante una presión exterior

Válvulas de control de presión.

Fuente Imagen: http://solucionar-problemas-maquinaria.blogspot.com/2013/07/hidraulica-basica-valvulas-de-control_6742.html


• De seguridad

• De descarga

• De secuencia

• De compensación de carga

• Reductoras de presión

Tipos de Válvulas de control de presión.


• Este tipo de válvulas se coloca en todos los circuitos en paralelo con la bomba.

• Sirven de protección contra posibles sobrecargas.

• Son válvulas que están normalmente cerradas.(presión en la línea menor que la de taraje) y que abren cuando la presión alcanza el valor del taraje externo.

Válvula De Seguridad


Válvulas simplesDe cono o bola: puede producir

repiqueteo, por lo que son adecuadas para operación ocasional

Válvula De Seguridad

Fuente Imagen: http://www.reocities.com/madisonavenue/6883/trabajos/1valvulas/valvulas98.htm


Las válvulas de compensación de carga sirven para mantener una determinada presión aguas arriba y, con ello, impedir el embalamiento (aumento) de una carga

Válvula de compensación de carga


• En la práctica la misma válvula puede tener funcionamiento de seguridad, de secuencia, de descarga y hasta de compensación de carga.

• La diferencia entre unas válvulas y otras estaría en los límites de funcionamiento que condicionan sus características constructivas.

Válvula de compensación de carga


Las válvulas de descarga se distinguen de las válvulas de seguridad:

• Tienen la posibilidad de abrir mediante una condición de pilotaje externo

• Se diseñan para circular el flujo hacia tanque de forma más continua que las de seguridad (apertura más puntual)

Válvulas de descarga

Símbolos de una válvula de descarga:a) Con pilotaje ("venting") a tanque. b) Con pilotaje externo.


• Las válvulas de secuencia se distinguen de las anteriores en que no descargan a tanque

• Habilitan alguna parte del circuito al alcanzarse una presión determinada.

Válvulas de secuencia.


• Dentro de las válvulas reguladoras de presión, las reductoras de presión son completamente distintas y sirven para limitar la presión en la zona de salida de la válvula a un determinado valor, inferior a la del resto del circuito.

• A veces pueden funcionar imponiendo una diferencia de presión constante entre entrada y salida.

• Su símbolo se diferencia de las otras válvulas de presión en que el pilotaje se encuentra debajo de la válvula

Válvulas reductoras de presión


• Permiten regular (limitar) el caudal de aceite que circula por un conducto disminuyendo la sección de paso.

• Para hacer esto, se inserta una estrangulación de sección creando una pérdida de carga a través de la misma

• La sección puede ser fija (no regulable) o variable (regulable)

Válvula de Control de Caudal


• Para limitar el caudal en una línea de un circuito se utiliza preferiblemente un estrangulador regulable, por la mayor flexibilidad del mismo.

• Existe también comercialmente la posibilidad de regular en un sentido de paso del flujo, dejando el otro libre (by-pass en paralelo).

• Esto se consigue con una válvula reguladora de caudal con un anti retorno en paralelo.

Características y tipos de válvulas reguladoras de caudal


Reguladores simples• Los reguladores simples presentan una

evolución de las pérdidas de presión (pérdidas de carga) parabólica (en general potencial) frente al caudal.



•Cuando el flujo de aceite está en el sentido normal, la válvula se abre y permite que el aceite fluya alrededor de la válvula y a través del orificio.

•Cuando el aceite intenta fluir en el sentido contrario, la válvula se cierra.

•Todo el aceite que fluye en el sentido contrario va a través del orificio y controla así elrégimen de flujo



• En la válvula de aguja, el tamaño del orificio cambia dependiendo de la posición de la punta de la válvula en relación con el asiento de la válvula.

• El aceite que fluye a través de la válvula de aguja debe hacer un giro de 90° y pasar entre la punta de la válvula y el asiento de la válvula.

• La válvula de aguja es el dispositivo más frecuentemente usado cuando se necesita tener un orificio variable



Valores típicos:• Caída de presión en el estrangulamiento: 3-6 bar• Caída de presión mínima en la válvula: 5-12 bar• Caudal mínimo regulable: 0.1 l/min• Necesidades de filtración: < 10 μmExisten reguladores de caudal compensados en presiónque incluyen una válvula de descarga por la que sedesvía a tanque el caudal sobrante, y que tambiénactúa como compensadora de las variaciones de presiónen la carga.


Fuente Imagen: http://www.festo-didactic.com/es-es/productos/equipos-de-practicas/hidraulica/componentes/regulador-de-flujo-unidireccional.htm?fbid=ZXMuZXMuNTQ3LjE0LjE4LjU2MC4zNDc1


Posición de las válvulas reguladoras de caudal en la línea de derivación.

En este caso, parte del caudal suministrado por la bomba se deriva directamente a tanque. La válvula de seguridad solo se abre cuando el cilindro llega a sus finales de carrera, por lo que el aceite no se calienta tanto como antes.

Este método se usa si hay que derivar un porcentajepequeño del caudal de la bomba, si la presión es bastante constante o si el control de velocidad noes crítico, puesto que lo que se controla más precisamente es el caudal derivado.



Válvulas divisoras de caudal.Consiste en dos estrangulamientos asociados con correderas acopladas de modo que el caudal suministrado se divide en dos, normalmente iguales. Este tipo de válvulas permite la sincronización de los movimientos.

Estos equipos se diseñan para un determinado caudal (inferior a 200 l/min) y la sincronización se hace más difícil para caudales alejados del mismo.



Una válvula distribuidora permite realizar y ordenar los cambios en la dirección del fluido hidráulico, según las necesidades de cada fase del ciclo de trabajo, abriendo o cerrando determinadas vías de paso.Las válvulas distribuidoras se identifican por DOS NÚMEROS:• UNO INDICATIVO DEL NÚMERO DE VÍAS y el otro INDICATIVO DEL NÚMERO DE POSICIONES POSIBLES DE LA VÁLVULA.

Válvulas de control direccional


El carrete de válvula consta de resaltos y surcos. Los resaltos bloquean el flujo de aceite a través del cuerpo de la válvula.

Los surcos hacen que el aceite fluya alrededor del carrete y a través del cuerpode la válvula.



El número de rectángulos representa las posiciones que puede tener la válvula.

Los orificios (vías) de la válvula que conectan las tuberías de operación.



Las líneas y las flechas dentro de los rectángulos indican básicamente el paso y la dirección del flujo entre los orificios.



Designación de las conexiones

• Presión P• Trabajo A, B, C• Retorno R, S, T• Pilotaje X, Y, Z• Drenaje L


Centro Abierto Tipo O. Todo el aceite en las ramas A y B retorna a tanque. La bomba se conecta también a tanque y solo vence pérdidas



Tipo “1”. La bomba descarga a tanque. La rama B queda aislada



Centro Cerrado Tipo “2”. La bomba descarga a tanque a través de la VLO. Se aíslan A y B, de forma que quedara aceite en ambas ramas, una de ellas a presión.



Tipo “3”. Las vías P y B cerrados y A comunicados a tanque.



Tipo “4”. La bomba descarga a tanque y se libera de trabajar a presión. Las ramas A y B quedan bloqueadas y se impide cualquier tipo de movimiento en el circuito.



VALVULAS CHECKSon las válvulas que permiten el flujo de aceite en un sentido y lo impiden en sentido opuesto. El diseño más común consiste en un pistón o una bola y, un resorte. La válvula de retención se utiliza a menudo en combinación con otras válvulas.



Las válvulas de control de flujo se utilizan para regular la velocidad de los actuadores o, para dividir el flujo entre dos o más circuitos.



1. Solenoide Seco (Air Gap Solenoid) Al circular una corriente eléctrica por la bobina (coil) se genera un campo magnético que atrae la armadura, que al moverse empuja el carrete de la válvula con su pin.

El botón de prueba (override) permite verificar el movimiento libre del pin.

Válvula de control accionada por solenoide


2. Solenoide Húmedo (Wet Armature Solenoid) La armadura recibe aceite hidráulico de la misma válvula porque este es un mejor conductor del campo magnético, la fuerza de este solenoide es mayor al empujar el carrete de la válvula con su pin, también el botón de prueba (override) permite verificar el movimiento libre del pin.



Válvula selectora 4 vias, 2 posiciones activada por solenoide, presión

piloto y resorte.



Tanque o deposito de aceiteFunciones• Recipiente destinado a almacenar y

recircular el aceite del circuito• Compensar posibles fugas leves• Regulador térmico• Filtrado del aceite contra impurezas• Decanta, desenmulsiona y desairea el

aceite

Accesorios oleohidráulicos


El tanque presurizado•Está completamente sellado.•La presión atmosférica no afecta la presión del tanque, sin embargo, a medida que el aceite fluye por el sistema, absorbe calor y se expande.•La expansión del aceite comprime el aire del tanque•El aire comprimido obliga que el aceite fluya del tanque al sistema.• La válvula de alivio de vacío tiene dos propósitos:

evitar el vacío y limitar la presión máxima del tanque



Tanque no presurizado •Tiene un respiradero que lo diferencia del tanque presurizado

•El respiradero hace que el aire entre y salga libremente.

•La presión atmosférica que actúa en la superficie del aceite obliga al aceite a fluir del tanque al sistema

•El respiradero tiene una rejilla que impide que la suciedadentre al tanque.



Símbolos ISO del tanque hidráulico


FILTROSe define como un elemento cuya función principal

es la retención, mediante un material poroso, de los contaminantes insolubles de un fluido.

COLADOREs un filtro mas tosco, hecho con tela metálica.Para simplificar, tanto si el elemento es un filtro,

como si es un colador, su función consiste en retener los contaminantes de un fluido que pasa a través de él.

Filtro

Fuente Imagen: http://www.hidragricolamercado.es/producto/es/filtros-hidraulicos/1878/1


Los materiales filtrantes se clasifican en: Material Mecánico: Funcionan captando las partículas entre discos o mallas metálicasestrechamente entrelazadas

Material absorbente: Se construyen con una amplia gama de materiales porosos.

Material Adsorbente: También conocidos como activos como por ejemplo los de carbón Vegetal y arcilla, no se emplean en sistemas oleohidráulicos ya que pueden eliminar aditivos esenciales del fluido

Materiales filtrantes


Filtro de aspiración

Filtro de presión

Filtro


Filtro De Retorno

Filtro


Hilos filtrantes entrelazados con un preparado de papel micro poroso para permitir el paso del fluido a través de el.

• Control muy preciso.• Conformado por capas de material

fibroso.• El tamaño de los poros varia.• La filtración depende del caudal.

Filtro tipo Profundidad


Filtro Proporcional


Filtro con indicador


Los acumuladores son dispositivos hidráulicos que pueden realizar la misma función que una bomba, es decir, actúan como “generadores de energía”.

Propósitos de los acumuladores:

Acumulador de energía Antigolpe de ariete Antipulsaciones Compensador de fugas Fuerza auxiliar de emergencias Amortiguador de vibraciones Transmisor de energía de un fluido a otro

Acumuladores

Fuente Imagen: http://melitopol.all.biz/es/acumuladores-hidraulicos-g1722218


Acumulador de Pistón.

Acumulador de gas no separado.

Tipos de Acumuladores


Acumulador de Diafragma.

Acumulador de Vejiga.



Acumulador de contrapeso

Acumulador cargado por muelle



El cilindro hidráulico es un equipo insustituible para la transformación de energía hidráulica en energía mecánica.Es, por lo tanto, el miembro de unión entre el circuito hidráulico y la máquina de accionamiento.

Ventajas• Diseño simple y accionamiento directo fácil aplicación

para el constructor de máquinas. • Alto rendimiento. No requieren transformar los

movimientos rotatorios en movimientos lineales.

Actuadores Lineales

Fuente Imagen: http://www.sapiensman.com/


• De simple efecto y,

• De doble efecto

Tipos de cilindro según su función

Fuente Imagen: http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/actuador-hidraulico-64972.html


Cilindro simple efecto, (buzo)En esta versión de cilindros, sólo se pueden transmitir fuerzas de compresión ó empuje.



Cilindro Doble efectoLos cilindros de doble efecto poseen dos superficies de trabajo de distinto tamaño y de efecto opuesto. El pistón puede transmitir fuerzas de tracción o de compresión en ambos sentidos de carrera.



Telescópico doble efectoLa salida se produce del mismo modo que en los cilindros telescópicos de simple efecto.El orden del movimiento de entrada de las distintas etapas se rige por el tamaño de la superficie anular y de la carga externa.El pistón con la mayor superficie anular marcha primero a la posición final.


Fuente Imagen: http://www.directindustry.es/prod/penta-hs-spa/cilindros-hidraulicos-telescopicos-simple-efecto-91257-930989.html


De acuerdo al diámetro del pistón, generalmente se seleccionan 2 unidades de sellos tipo mono sello y una banda de desgaste.

SELLOS DEL PISTÓN


De acuerdo al diámetro del vástago, seleccionar un sello cuyo diámetro interior corresponda al diámetro exterior del vástago.

Anillo limpiador:Se selecciona de acuerdo al diámetro del vástago y tipo de aplicación.

Sellos de vástago


Se utilizan generalmente en todos los cilindros que trabajan en posición no vertical.

Nota: para cilindros superiores a 5” de diámetro, utilizar 2 o más anillos antifricción.

Anillo antifricción


Permitir el uso de bombas más pequeñas:• El almacenamiento de un volumen de aceite a una presión específica compensa

el aceite requerido por el sistema piloto o de dirección cuando la demanda excede el flujo de la bomba.

Proporcionar frenado y dirección de emergencia:• El volumen de aceite a una presión específica puede dar la suficiente entrada de

presión al sistema de frenos o de dirección para controlar la máquina por un corto tiempo, en caso de que la bomba o el motor fallen.

Uso de los Acumuladores


Mantener la presión constante:• La capacidad del gas de expandirse y contraerse para cambiar el volumen con

cambios mínimos de presión se usa en los sistemas piloto para mantener los controles firmes aun con variaciones en el suministro del sistema.

Absorber las cargas de choque:• Los acumuladores se usan en equipo móvil para mejorar el desplazamiento. Esto

se realiza cuando el acumulador absorbe la actividad del aceite en el sistema en terreno irregular que de otro modo, crearían crestas de presión y saltos de la máquina.

Uso de los Acumuladores


Control de la temperatura del aceite hidráulico• A medida que los componentes hidráulicos trabajan, aumenta la temperatura del

aceite.

• Algunos sistemas hidráulicos de presión baja pueden disipar el calor a través de las camisas, cilindros, tanque y otras superficies de los componentes, para controlar la temperatura del aceite.

• La mayoría de los sistemas hidráulicos de presión alta requieren un enfriador de aceite, además de otros componentes, para controlar la temperatura del aceite.

Enfriadores


Aire a aceite:• Donde el aceite pasa a través de tubos cubiertos con aletas.• Un ventilador o la acción del movimiento de la máquina sopla aire a los tubos y las aletas, lo

cual enfría el aceite.

Agua a aceite:• Donde el aceite pasa a través de un agrupamiento de tubos, y enfrían el aceite.

• La temperatura del aceite hidráulico debe mantenerse normalmente a un valor menor que 100 °C (212 °F) para evitar el daño de los componentes.

• El aceite a temperaturas mayores que 100 °C (212 °F) causará el deterioro de los sellos. • El aceite también se volverá muy delgado y permitirá el contacto metal a metal entre las

piezas en movimiento del sistema.

Se usan dos tipos de enfriadores hidráulicos en el equipo móvil.


Enfriador Agua-AceiteEnfriador Aire-Aceite

Tipos de Enfriadores


TubosTubería hidráulica rígida, mayormente de acero que conectan componentes que no rozan entre si, dan mayor protección y apariencia a la máquina.

ManguerasLas manqueras hidráulicas se usan cuando se necesita flexibilidad, cuando los componentes rozan unos con otros, estas absorben la vibración resistiendo las variaciones de presión.

Tuberías hidráulicas

Fuente Imagen: http://www.eyshidraulicos.cl/promocionVertical.aspx


Construcción de mangueras.

(1) Tubo interior de polímero(2) Alambre de refuerzo (3) Capa de fricción de polímero(4) Cubierta exterior


Son elementos que se utilizan para conectar las mangueras a los componentes o a otras tuberías.a.- Acoplamiento Rebordeados.

b.-Acoplamientos De Collar (reutilizables)

Acoplamientos


Las bridas se utilizan para conectar mangueras y tubos de gran diámetro a bloques, válvulas y otros componentes, pueden soldarse a un tubo, conectarse a un acoplamiento de manguera y unirse por cuatro pernos a un componente.

Bridas


Tipos de Bridas: Brida SAE (4 tornillos)

Bridas


Tipos de Bridas: Brida JIS (pernos métricos)

Bridas


Son los anillos tóricos de sección circular (O´ring) y los anillos de sección en “D” (D´ring)

Anillos de Sellos


Tipos de Conectores Roscados

•De rosca americana•De rosca alemana•De rosca francesa•De rosca británica japonesa

Se utilizan para conectar tubos como mangueras.

Conectores Roscados

Fuente Imagen: http://www.hidraulicajac.es/accesorios-y-conectores-para-fluidos.html


Tipos de Conectores Roscados De rosca americana

• Sello Anular rosca SAE

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca americana• JIC 37°

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca americana• SAE 45°

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca americana• ORFS O’ring face seal, sello anular de superficie

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca americana• NPSM

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca americana• NPTF

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca alemana • DIN 3901 / 3902

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca alemana • DIN 7631 / 7647

Conectores Roscados


Tipos de Conectores RoscadosDe rosca francesa • GAZ y serie milimétrica

Conectores Roscados


Simbología ISO de Líneas Hidráulicas

Tuberías y Mangueras

FUNDAMENTOS DE OLEOHIDRAULICA

Libros

Web

Bibliografía

Circuitos Hidráulicos y Neumáticos. Felip Roca Ravell, Oleohidráulica Básica Editorial Alfaomega, 1999.

http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn212.html#seccion21

http://www.serviciohidraulico.com.mx/simbologia-hidraulica.html

• Tecnología Industrial (Tomo I y II) Sonia Val BlascoJosé Luis Huertos TalónJesús Ibáñez BelléJosé Antonio González EsterasFernando Torres LezaMc Graw Hill1996

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