Sistema Hidráulico

5/16/2018 Sistema Hidráulico - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/sistema-hidraulico-55ab5133c215f 1/63

1. SISTEMA HIDRAULICO

1.1 INTRODUCCIÓN

Hoy en día, las máquinas usan la hidráulica para activarimplementos, sistema de

dirección, transmisiones, controles pilotos, etc. La necesidad deaumentar la

productividad de la máquina ha traído como resultado el diseño yuso de sistemas de alta presión y mayor caudal con sistemasautomáticos de control y de mando que requieren un mínimoesfuerzo de operación, resultando máquinas de altaconfiabilidad y eficiencia.



La hidráulica es una de las formas más versátiles y flexibles que hainventado elhombre para transmitir energía. Los sistemas hidráulicossencillamente, convierten la energía de una forma a otra paradesempeñar labores útiles. En las máquinas este se traduce en eluso de la energía de un motor diesel o gasolina en potenciahidráulica. Por ejemplo: se usa la energía hidráulica para elevar ydescender el cucharón de un cargador o la hoja topadora de untractor, también se usa para inclinar hacia el frente o atrás y paraaccionar implementos que rotan, agarran, empujan, jalan ydesplazan cargas de un lugar a otro. Otra aplicación importante es

accionar los cilindros de la dirección y el sistema de frenos.



HIDRÁULICA

2.1 LEY DE PASCAL

El aceite es el líquido más usado en los sistemas hidráulicosporque es prácticamente imposible de comprimir. El aceitetiene la ventaja adicional de servir corno lubricante. Si hatratado alguna vez de ponerle un corcho a un termo, Ud. seha encontrado con el principio de incomprensibilidad de loslíquidos. Si la botella está muy llena no habrá podido colocarel corcho perfectamente en su lugar. Si empuja muy duro el

termo explotará.



La incomprensibilidad de los líquidos es lo que

haceposible la energía hidráulica. Esto fue descubiertohace300 años por Blas Pascal quien hizo la siguienteobservación, conocida ahora como la ley dePascal. “La

presión ejercida en un líquido confinado setrasmite sindisminución alguna en todas direcciones y actúaconigual fuerza en todas las superficies de igualárea”.



2.2 LEY DEL MENOR ESFUERZO

La expresión clave de esta ley es que el líquido trabaja con igualfuerza en áreas iguales. En otras palabras, si tenemos doscilindros idénticos (de igual área) conectados por una manguera; yempujamos unos de los pistones hacia abajo con una fuerza de 20

lbs. por pulgada cuadrada el otro pistón estará obligado a elevarsecon una fuerza de 20 lbs. porque las superficies de los dospistones son iguales.Lógicamente deduciremos que si las superficies no son iguales, lasfuerzas tampoco serán iguales.Conectemos ahora, el mismo cilindro de acción a otro cilindro de

trabajo que tenga una superficie cinco veces mayor. Apliquemosuna fuerza de 10 lbs. por pulgada cuadrada al cilindro de trabajode acuerdo con la ley de Pascal se aplican 10 lbs. a cada pulgadacuadrada del cilindro de trabajo. . . Ó 10 veces cinco. . . unafuerza total de 50 lbs.



Por supuesto no podemos ganar algo sin pagar previamentealgún precio por ello y elprecio en este caso es la distancia que el pistón de trabajorecorre.Si la fuerza alimenta cinco veces, la distancia disminuye cincoveces. Uno de los errores más corrientes al comprender lossistemas hidráulicos es la suposición que a mayor presión delcilindro de acción, mayor velocidad tendrá el pistón de trabajo.Esto no es cierto. Normalmente, mas presión no hace que elpistón se mueva más rápido el aumento de la presión solo

aumenta la cantidad de fuerza por lo tanto el ajuste de laválvula de presión máxima nunca debe ser aumentado sobrelas presiones recomendadas por su fabricante.La única manera de aumentar la velocidad de cualquier pistónes aumentando la proporción al flujo.



2.3 ENERGIA HIDRAULICA EN ACCION

La presión puede existir y a menudo acontece sin flujo alguno. Lagravedad es una de las causas.Cuando la gravedad es la única fuerza presente el líquido buscarásu propio nivel.Lo que regularmente se llama succión de una bomba es en

realidad esta fuerza de gravedad empujando al aceite dentro deuna cámara que es vaciada continuamente por la acción rotativade la bomba. Esto nos lleva a considerar otra forma de presión

--la presión principal que pone el líquido a trabajar en la forma quellamamos energía hidráulica.

Como vemos, cierta presión de la fuerza de gravedad. Pero lamayor parte de la presión proviene de la carga misma.



La corriente de líquido llega al pistón de trabajo que,obligado por la carga, representa resistencia al flujo. Lapresión aumenta. Si la fuerza que actúa sobre el pistón es

mayor que aquella causada por el peso de la carga, elpistón de trabajo será obligado a elevase dentro del cilindroy a la vez elevar la carga. Esta vez el flujo y la presión sehan combinado para desempeñar una función útil, esto esenergía hidráulica en acción.



2.4 RESISTENCIA AL FLUJO - PERDIDAS PORFRICCION

El líquido en movimiento crea ciertos efectos. Cadaconexión, cada válvula, cada abertura a través de la cualel líquido debe fluir, cada doblez, cada pulgada demanguera, crea una resistencia al flujo (pérdida deenergía). Todos ellos consumen presión, este consumo semanifiesta en la forma de calor.Igualmente, a mayor flujo mayor resistencia o pérdidas.En la práctica, si usted instala una bomba hidráulica

mayor que las establecidas en las especificaciones...agravará el problema en lugar de resolverlo.Cualquier aumento en el flujo, la viscosidad del aceite ogravedad específica, cualquier modificación en el tamañode las mangueras, cualquier cambio en talsentido tiene una tendencia a aumentar las pérdidas y el

calor.



3 CONCEPTOS BASICOS

Es esencial para entender bien la función de los sistemashidráulicos, conocer algunos conceptosbásicos como fuerza, presión, potencia, torque, etc.

3.1 FUERZA

Empuje o tiro. El empuje o tiro puede o no ser lo bastantefuerte para mover un coche u otro objeto.La fuerza puede resultar de la expansión de algún gas, elempuje o tiro de un imán, la acción de la gravedad terrestreo del impacto de un objeto contra otro. La fuerza se mide enlibra, onzas, kilos, gramos, tonelada, etc.

3.2 AREAEs el tamaño o medida de una superficie. Se expresa enpulgadas cuadradas (pulg2), pie cuadrado (pie2), metrocuadrado (m2), centímetro cuadrado (cm2), etc.



3.3 PRESION

Es la fuerza actuando sobre una superficie o área. Seexpresa en libras por pulgada cuadrada, kilos porcentímetro cuadrado, etc.En forma matemática se puede escribir:

Presión = Fuerza (kg.) o (lbs)/ (pulg2)Area (cm2)

De esta misma fórmula podemos obtener.

Fuerza = Presión x Área

Área = Fuerza /Presión

Ejemplo: Si se aplica una presión de 1000 libras porpulgada cuadrada a un cilindro de 6" de diámetro (28.3pulg2 de área), ¿Cuál será la fuerza resultante del pistón?

Fuerza = Presión x Área = 1000 lb/pulg2 x 28.3 pulg2

Entonces, Fuerza = 28,300 lbs



3.4 ENERGIA

La habilidad de realizar trabajo. La energía puede almacenarsey / o transferirse como en resortes y puede ser en forma decalor, luz, gases o líquidos comprimidos.Los resortes pueden mover piezas mecánicas; y el calor causala explosión de gases y metales; los gases y líquidos

comprimidos son capaces de aplicar fuerza sobre objetos.

3.5 TRABAJO

Es el movimiento de un objeto a través de una distancia. Eltrabajo es una función de fuerza por distancia.

Cuando un peso de una libra se alza una distancia de cincopies, se ha realizado un trabajo de cinco libras-pie.Si se aplica una fuerza de diez libras para mover un automóvildiez pies, entonces se ha realizado 100 lbs-pie de trabajo noimporta el peso del auto.



3.6 TORQUE O TORSION

Es un esfuerzo de torcimiento o de giro, la torsión no tienesu resultado en movimiento rectilíneo.La torsión se mide multiplicando la fuerza aplicada a unapalanca, en otras palabras multiplicamos la fuerza por lalongitud de la palanca, o sea la longitud comprendida entreel extremo donde actúa la fuerza y el extremo donde seapoya la palanca.Si aplicamos al extremo de una llave de boca de dos pies delongitud para ajustar un perno, una fuerza o tiro de 10 lbshemos aplicado 20 lbs-pie de torsión al perno.

3.7 POTENCIA

Es la cantidad de trabajo realizada en un periodo de tiempoo la velocidad a que una cantidad dada de trabajo serealiza. Un hombre puede cargar 5 toneladas de carbón en8 horas, pero otro podría cargar 8 toneladas en 8 horas.El segundo hombre tiene mayor potencia porque realizó

mayor trabajo en el mismo período de tiempo.



3.8 CABALLOS DE FUERZA

Esta es la base y el término utilizado para medir la potencia mecánica.

Se requiere un caballo de fuerza para levantar 33,000 lbs. a un pie dealtura en un minuto o 550 libras a un pie de altura en un segundo.



4 LOS LIQUIDOS COMO UN MULTIPLICADOR DE FUERZA

4.1 Sabemos que usamos una palanca para mover un objeto, el cual esdemasiado pesado para moverlo a mano.

Tenemos un peso de 100 libras que deseamos mover. El peso estácolocado a una distancia a de 1' del punto de apoyo. Aplicando a fuerzade un poco mas de 4 lbs a una distancia de 25 pies del punto de apoyopodemos levantar el peso de 100 lbs. Usando una ventaja mecánica de25 a 1 tenemos que sacrificar la distancia hacia arriba de el peso de 100lbs que se va a mover. Esta será 1/25 de la distancia que el peso de 4

lbs. se moverá hacia abajo.



4.2 Líquido usado como Multiplicador de Fuerza:

Debido a que no es comprensible, un líquido llena todas las áreasdel recipiente o circuito que lo contiene.La presión ejercida en un fluido encerrado es trasmitida sindisminuir en todas direcciones.

Usando la fórmula P=F/A, tenemos que la fuerza inicial de 4lbs.aplicada a una superficie de 1 pulg2 desarrolla una presión de 4lbs/pulg2. En vista de que la presión es igual en cada pulg2 desección se producirá una fuerza de 100 lbs. en el cilindro quetiene 25 pulg2 de área; o sea, 4 libras por cada pulgadacuadrada x 25 pulgadas cuadradas es igual a l00 lbs de fuerza (F

= P x A).



Aplicando mas de 4 lbs/pulg2 y movimiento el pistón deaccionamiento hacia abajo una distancia total de 25", hemosforzado 25 pulg cubicas de líquido fuera de este cilindro. Estas

25 pulg3 desplazadas, son forzadas bajo el pistón B, el cual tiene25 pulg2 de superficie. De esta manera, se mueve una pulgada(25 pulg2 x 1 pulg = 25 pulg3). La misma cantidad desplazadadel cilindro A.



DISEÑO DE UN SISTEMA HIDRAULICO

5.1 VENTAJAS DE UN SISTEMA HIDRAULICO

a)Menos complicados: Eliminan la necesidad de sistemascomplicados de engranajes y palancas

b) Menos fallas: Los líquidos no están sometidos a fallas y loscomponentes del sistema no tienen gran desgaste

e) Controlan fuerzas grandes: Controlan fácilmente.

d) Componentes pueden colocarse en forma remota: Pueden

trasmitirse a distancias considerables con pequeñas pérdidas.



5.2. COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRAULICO

5.2.1 TANQUE: Depósito de aceite para suministro del sistema

hidráulico.

REQUERIMIENTOS:Capacidad adecuada, por lo general sellado, pero no siempre, debemantenerse limpio y debe tener suficiente resistencia. Se diseñan paraevitar la recirculación continua del mismo líquido. Existen desviadores

que constituyen una forma de amortiguar la turbulencia. Además, elaceite tiene tiempo de refrescarse antes de retornar al sistema. Por otrolado, el tubo de aceite, pero sobre el fondo deltanque. De esta forma se reduce las posibilidades de cavitación debidasa la falta de aceite y también se evita la admisión de los sedimentosque se depositan en el fondo.

NOTA.- La suciedad es el peorenemigo de los componentes delsistema hidráulico. Se debe tenermucho cuidado para evitar que penetreal sistema. Asegúrese antes que nada,

que el recipiente y el aceite que use



5.2.2 BOMBA HIDRAULICA: Es el corazón del sistema hidráulico. Su

trabajo, si no nos falla la memoria, es crear flujo y no presión.La bomba puede ser de engranajes, de paletas o de pistones.

a) BOMBA DE ENGRANAJES: Es dedesplazamiento positivo, es decir una bomba en elcual el desplazamiento (caudal) por revolución no

puede variarse.



VENTAJAS:

- De desplazamiento positivo: El caudal es constantedentro de una manera razonable sin importar laresistencia al flujo.- Filtraciones pequeñas: La disminución en la cantidad de

descarga debida a filtraciones que vuelve a la admisión espequeña.-Compacta. La unidad es compacta.

DESVENTAJAS:Limitada a aplicaciones de baja presión, debido al

desequilibrio hidráulica(Cualquier presión excesiva que exista en la salida aplicauna fuerza en los engranajes, produciendo la deflexión deleje).



b) BOMBA DE PALETAS: Pueden ser

- De paletas rectas: Las ranuras paralas aletas en el motor son rectasdesde el centro, por lo tanto la bombapuede girar en cualquier dirección.- De paletas rebajadas: La paleta tieneun rebajo en el cual actúa el aceite a

presión que junto con la fuerzacentrífuga mantiene las paletas contrael anillo.- De paletas con resorte: Las paletasson mantenidas contra el anillo en ellado de descarga por los resortes, la

fuerza centrífuga y la presión deaceite detrás de la paleta.- De inserto en las paletas: La presióndel aceite entre la paleta y el extremode un inserto de acero que sedesplaza en una ranura cortada en la

paleta ayudan a mantener la Paleta



VENTAJAS:- Mayor caudal: El ajuste preciso entre las

paletas y el anillo aumenta el c audal deestas bombas con respecto a las bombasde engranajes- Desplazamiento Positivo : El caudaldisminuye poco a medida que laresistencia al flujo aumenta.

- Equilibrio hidráulico: La mayor parte delas bombas de paletas son equilibradashidráulicamente (Anote que las salidasestán en lados opuestos, al igual que lasentradas. Las fuerzas que se oponen seequilibran entre ellas y reducen las cargas

en los cojinetes y la deflexión en el eje) DESVENTAJAS:- Gran cantidad de partes: muchas partes mecánicas, costo elevado.- Más difícil de mantener que las bombas de engranajes: Pequeñascantidades de materias extrañas causan desgaste rápido, debido al

roce de las paletas.



FILTRO DE ACEITE: Dispositivos para

separar las partículas o sólidos que se hayanen suspensión en el aceite. El aceite puede

filtrarse en cualquier punto del sistema.

En muchos sistemas hidráulicos, el aceite es

filtrado antes de que entre a la válvula de

control. Para hacer esto se requiere un filtro

más o menos grande que pueda soportar lapresión total de la línea. Colocado el filtro en

la línea de retorno tiene también sus ventajas.

Unas de las mayores es su habilidad de

atrapar materiales que entran al sistema

desde los cilindros. El sistema impedirá que

entre suciedad a la bomba.Esto es verdad siempre que no se agreguen

materias extrañas al tanque, Cualquiera de

los dos tipos de filtro en las tuberías debe

equiparse con una válvula de derivación.



VÁLVULA DE CONTROL O DIRECCIONAL:

Consiste en un carrete con dos o más bandas maquinadas que puedemoverse dentro de una perforación o cuerpo de válvula. El juego entre

las bandas de la válvula de carrete y la perforación en el cuerpo de la

válvula es sumamente pequeño el ajuste de alta precisión de la

válvula al cuerpo, necesario para impedir filtraciones a presión alta

requiere limpieza absoluta para evitar desgastes prematuros. A fin de

impedir distorsión del cuerpo de la válvula y atascamientos esnecesario dar el torque correcto a todos los pernos al armar.

Las válvulas de control del tipo de carrete son válvulas deslizantes.

Puesto que el carrete se mueve hacia adelante y hacia atrás permite

que el aceite fluya a través de la válvula o impida su flujo.



VALVULA DE PRESION MAXIMA O VALVULA DE ALIVIO:

Son válvulas limitadoras y que no controlan la presión actual de trabajo.Solamente la carga controla esta presión. Recuerde que la bomba no produce

presión. La presión es el sistema hidráulico es el resultado de la restricción al

flujo y la presión en cualquier momento dependerá de la carga aplicada en el

cilindro hidráulico.



LA BOMBA HIDRÁULICA

El uso de la fuerza para activar implementos y necesidad de levantar la

producción a llevado a usar sistemas a mayor presión y bombas de mayor capacidad.

En un sistema hidráulico se usan las bombas de desplazamiento positivo como

las de engranajes, paletas o de pistones. El uso de éstas depende del rango de

presiones del sistema. Por ejemplo, los rangos donde trabajan sin afectar

negativamente su eficiencia volumétrica son:

- Bomba de engranajes : hasta 1000 psi.- Bomba de paletas : hasta 2000 psi.

- Bomba de pistones : hasta 5000 psi.

Evidentemente el adelanto técnico cambiará periódicamente estos rangos.

Por otro lado estas bombas serán afectadas considerablemente si no evitamos

la acción del enemigo número uno del sistema hidráulico, la suciedad. Cuando

la bomba funciona en un sistema limpio, libre de aire y con el aceite adecuado,tendrá una larga vida. Lógicamente, aparte de su desgaste normal debido a la

fricción, la bomba también puede fallar por diferentes causas ajenas a este

desgaste. En todos los casos cuando una bomba falla, se determinaré primero

la causa a fin de que no vuelva a ocurrir lo mismo en el nuevo repuesto

instalado.



CAUSA DE PROBLEMAS EN LAS BOMBAS HIDRAULICAS

Las fallas pueden ser diversas y será difícil aislar la causa inicial. A su vez,las causas pueden ser muchas pero las podemos agrupar como sigue:

- Contaminación por materias finas.

- Contaminación por materias gruesas

- Aireación

-Cavitación-- Falta de aceite

- Presión excesiva

- Tolerancia insuficiente

- temperatura elevada del aceite

- Ensamble e instalación incorrecta



CONTAMINACION POR PARTICULÁS FINAS

El desgaste abrasivo causado por partículas finas es la más común delas fallas de bombas.

La suciedad y otras materias extrañas circulan a través del sistema

causando desgaste en todos los componentes especialmente en las

placas de presión, lumbreras del cuerpo y en el área del cojinete del eje

en las bombas de engranaje. En la bomba de paletas produce desgaste

en las paletas y en sus ranuras permitiendo que el aceite escape. Almismo tiempo se produce una pérdida de control de las paletas las

cuales rebotan causando ralladuras al anillo.

La suciedad puede entrar al sistema por sellos desgastados o si se le da

servicio en condiciones sucias. Por eso se recomienda siempre limpiar la

tapa del tanque, embudos y toda el área de llenado antes de abrir el

tanque. Chequee el sello limpiador de la varilla del cilindro si trabaja

correctamente.



CONTAMINACION POR MATERIAS GRUESAS

La presencia de estas materias resulta comúnmente de fallas de otroscomponentes en el sistema hidráulico o de un lavado deficiente después

de una falla anterior.

Los daños por estas partículas pueden ocurrir en cualquier momento y

repentinamente dependiendo de la cantidad y tamaño de las partículas.

Indicativo de estos daños son las ralladuras en la superficie de las

placas de presión, ralladuras del eje del cojinete; desgaste en lasranuras en la superficie del cuerpo de la bomba que hace contacto con

la punta del diente del engranaje. En la bomba de paletas se observarán

exceso de raspaduras y ondulaciones en el anillo, las partículas

metálicas pueden llegar al extremo de atascar el motor entre las placas

torciendo o rompiendo el eje.

De allí la importancia del cuidado que se debe tener con el conjunto de

filtrado y colador magnético de partículas.



AIREACION Y CAVITACION

La Aireación y cavitación son discutidos juntos debido a que actúan enforma muy semejante en el sistema. En ambos casos, el vapor del aceite y

las burbujas de aire en el aceite causan daños en las bombas.

Este fenómeno se produce al comprimirse y expandirse rápidamente las

burbujas de vapor de aire que se mezcla con el aceite.

La Aireación se origina por el aire que entra al sistema por conexiones

flojas, por una pequeña fuga o por la agitación del aceite en el tanque.La cavitación se origina usualmente por la restricción de la línea de

succión de la bomba, creando vacíos en el sistema.

La Aireación y cavitación erosiona o pica las placas de presión y la caja de

la bomba de engranajes.

En la bomba de paletas erosiona, raspa y ondula el anillo, desgasta los

bordes y puntas de las paletas.Se recomienda comprobar la viscosidad del aceite, el grado, que no

produzca espuma y el ajuste de la máxima presión.



FALTA DE ACEITE

La falta de aceite puede causar una falla casi instantánea de la bomba y

puede ocurrir por: un bajo nivel de aceite en el tanque, gran succión deaire por la línea, funcionamiento en pendientes muy inclinadas, suciedad

o conexiones flojas, viscosidad del aceite, etc.

Los componentes de una bomba tomarán el color azul rápidamente por

el recalentamiento.

PRESION EXCESIVA

La sobre presión puede deberse a que la válvula de alivio no cumple su

función. Esto produce grandes y repetidas vibraciones de excesiva

presión. O puede deberse a una regulación muy alta de la válvula de

alivio.Como consecuencia puede ocurrir la rotura del eje o rajadura de la caja

en una bomba de engranajes.



TOLERANCIAS INSUFICIENTES

Las luces deben ser las correctas, de lo contrario se producirán fallas apocas horas de funcionamiento.



TEMPERATURA ELEVADA DEL ACEITE

El calor excesivo pondrá negro las placas de presión y engranajes, yendurecerá los anillos o sellos. Si el calor excesivo es de corta duración, una

temperatura de más de 3000°F es suficiente para producir estos problemas.

La temperatura elevada resultará de una válvula pegada o de una válvula de

alivio regulada a muy baja presión.

CONCLUSION

Las presiones altas imponen grandes esfuerzos a todos los componentes del

sistema hidráulico. Al mismo tiempo se requiere aumentar la confiabilidad

para tener operaciones seguras; por lo tanto, es esencial un cuidadoso

mantenimiento preventivo para reducir los períodos de fallas, extender la vida

de servicio, ciclos rápidos y lograr una operación segura de la máquina.Son esenciales para el rendimiento adecuado de la bomba hidráulica, aceite

limpio del grado correcto, cambio regulares de filtro y frecuentes inspecciones

de todos los componentes del sistema hidráulico.



VALVULAS HIDRAULICAS

Las siguientes válvulas hidráulicas las encontraremos en la mayoría de los

sistemas hidráulicos.

VALVULA DE DIRECCION

Su propósito principal es el de bloquear o dirigir el flujo de aceite a un circuitodeterminado, podrá ser para levantar o para bajar la hoja topadora de un tractor

Es también conocida como válvula carrete.

Puede ser de:

Dos posiciones (Avance y retroceso)

Tres posiciones (Levantar, sostener, bajar)

Cuatro posiciones (levantar, sostener, bajar, flotante



VALVULA DE ALIVIO SIMPLE

Su propósito es limitar la presión máxima del sistema Esta válvula

inicialmente es mantenida cerrada por la fuerza del resorte. La presión del

aceite actúa contra la cara de la válvula. Al elevarse la presión del aceite

hasta un determinado valor, suficiente para vencer la fuerza del resorte,

eleva la válvula para permitir que el aceite sea dirigido al tanque.



VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTO

Su función es limitar la presión

máxima. Protege al sistemahidráulico de un aumento excesivo

de presión debido a sobrecargas o

a líneas bloqueadas.

Esta válvula esta compuesta de

una válvula pequeña piloto y una

válvula grande de descarga conun orificio.

El aceite que actúa contra la válvula de descarga fluye al mismo tiempo a

través del orificio para actuar, también contra la válvula piloto cuando la

presión de aceite se eleva sobre la presión máxima, inicialmente se abre

la válvula piloto por tener un resorte pequeño se necesita una fuerza

pequeña para hacerlo, o sea es más sensible desviando una pequeña

cantidad de aceite al tanque.

Esto a la vez, crea el flujo por el agujero de la válvula grande de

descarga. Se inicia el desequilibrio hidráulico: fenómeno que ayuda a

abrir completamente la válvula de descarga desviando el aceite al tanque

y no permitiendo que la presión se eleve más allá de su valor máximo.



VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR UN PISTON

Su función es limitar la presión

máxima. Protege las líneas, cilindrosy válvulas de sobre presiones

producidas por fuerzas externas en

el cucharón de un cargador o la hoja

topadora de un tractor.

Está compuesto por una válvula, un

resorte y un pistón pequeño queactúa contra la válvula.

El aceite a presión actúa directamente contra el pistón, como tiene una

área pequeña comparada con el área de la válvula se necesita poca

fuerza para moverlo. Al elevarse la presión el aceite mueve al pistón y ésta

a la válvula descubriéndose las lumbreras de descarga al tanque. La

válvula tiene unos agujeros a su alrededor que permiten una descargagradual del aceite.



VÁLVULA UNIDIRECCIONAL O VALVULA CHECK

Su función es controlar el flujo en una sola dirección. Esta válvula se

encuentra en el flujo, de tal manera que el aceite pasa por la válvula.

También se le conoce como válvula de retención.



VÁLVULA COMPENSADORA

Esta válvula permite tomar el aceite directamente del tanque para enviarlo

al cilindro hidráulico.

Para que realice esta función se necesita que la presión del tanque sea

mayor que la presión de la línea. Este efecto de succión ocurre por ejemplo

cuando la hoja topadora de un tractor está bajando. Al bajar el pistón se

crea una depresión en el extremo de la cabeza del cilindro hidráulico,

depresión que acciona la válvula para agregar aceite del tanque al flujo quela bomba envía al cilindro con el único propósito de aumentar la velocidad

de desplazamiento del pistón hidráulico y por ende de la hoja topadora.

VALVULA CONTROL DE FLUJO

Esta válvula provee un predeterminado flujo a un circuito y envía el excesode flujo a otro circuito n al tanque. Un ejemplo es el cilindro de inclinación

de la hoja topadora. Este cilindro por ser más pequeño que el cilindro de

levantamiento, necesita un volumen menor de aceite



VALVULA DIVISORA DE FLUJO

Esta válvula se usa para enviar igual

cantidad de aceite a dos dispositivos.

Como los frenos o los embragues

direccionales de un tractor. La división

igual de flujo lo hacen dos cilindros

unidos entre sí que tienen un agujerocentral. Este agujero crea el

desequilibrio hidráulico, necesario para

deslizar el carrete hacia el lado de

menor presión, posición del carrete que

restringirá el flujo y producirá un

aumento de presión igual a larestricción causada en el otro lado, por

la acción de los frenos o embragues de

dirección.



VALVULA REDUCTORA DE PRESION O MODULADORA

Controla la presión cuando hay que

reducirla para fines de control de

presión, como en servo transmisiones

en donde el orden de enganche de los

embragues es determinado por la

presión que se aplica.Esta válvula se encuentra colocada a

través del flujo. Normalmente se abre y

cierra sólo lo suficiente para mantener

una presión correcta.

La válvula tiene un resorte y es

mantenido abierta por la fuerza de esteresorte.



VALVULA DIFERENCIAL DE PRESION

Sirve para restar una cantidad dada de presión utilizando unresorte para compensar la diferencia.

El ajuste del resorte depende de los requerimientos del

sistema.



RECOMENDACIONES DE OPERACION Y MANTENIMIENTO

1. Usar aceite de las especificaciones y cantidad recomendada.

2. Calentar previamente el sistema hidráulico, antes de aplicarle carga.

3. Verificar las posibles fugas de aceite por mangueras, cilindros,

empaquetaduras, etc.

4. Ajustar en posición correcta de trabajo el cucharón y su indicador de

ubicación.5. Para mejorar el ciclo de trabajo limitar la altura de levantamiento del

cucharón de acuerdo a

las necesidades de trabajo.

6. Practicar el lavado del sistema hidráulico, de acuerdo a los métodos

recomendados.

7. Informar de cualquier anormalidad en el funcionamiento del sistemahidráulico.



8. Verificar periódicamente o cuando se requiera, la máxima presión del

sistema usando

instrumentos y personal especializado.9. Los implementos cuando no sean usados deberán permanecer

apoyados en el suelo, y si

fuera necesario levantarlos, deberán apoyarse en caballetes rígidos, la

máquina bien

estacionada y la palanca de la transmisión trabada.

10. Si el aceite esta caliente, tenga cuidado al destapar el depósito puesse encuentra a presión.

11. Usar mangueras, terminales, etc., de resistencia garantizada por el

fabricante.

12. Siga las indicaciones de los Manuales de Mantenimientos de cada

máquina. En ellos encontrará

los períodos de servicio, de cambios, especificaciones de aceites,advertencias para

la seguridad del persona] y de operación.

13. Recuerde que el enemigo número uno del Sistema Hidráulico es la

suciedad.



10. ANÁLISIS DEL SISTEMA HIDRÁULICO

Al analizar el sistema hidráulico, recuerde que para obtener un

funcionamiento óptimo es necesario

tener el flujo y la presión de aceite correctos. El flujo de aceite

depende de la entrega de la bomba,

la cual es función de la velocidad del motor. La presión del aceite

es una consecuencia de

restricción en el flujo del aceite.

En todos los casos, se deben hacer primero inspecciones

visuales. Procede luego a las pruebas

operacionales. y después a las pruebas con instrumentos.



En estas pruebas se determinará lo siguiente:

1. Presión de abertura de las válvulas de alivio: principal y del circuito

de inclinación. Una baja presión de alivio reduce las capacidades de

levantamiento y excavación de la máquina.

Si las presiones de abertura son demasiado altas pueden reducir la

duración de las mangueras, bomba y de los otros componentes.

2. Cantidad de desplazamiento en los circuitos de levantamiento e

inclinación. El desplazamiento

de los circuitos es consecuencia de filtraciones en los sellos de los

pistones de los cilindros en los sellos de anillo o de las válvulas de

control, debido a válvulas de retención o de compensación mal

asentadas y a holguras excesivas entre el carrete y la perforaciónde la válvula.



3. Tiempos de ciclo de los circuitos de levantamiento e inclinación

Si los tiempos de ciclo de los circuitos son excesivos, será señal de

que hay filtraciones desgaste en la bomba y reducción en la

velocidad de la bomba.

El análisis de una falla será más fácil y la conclusión más acertadasi se recuerdan los fundamentos

del sistema hidráulico.

INSPECCION VISUAL



INSPECCION VISUAL

Una inspección visual del sistema con el motor parado debe ser el

primer paso al tratar de ubicar un problema. Lleve a cabo las

siguientes inspecciones con el cucharón en el suelo y el aceite

ligeramente caliente.

1 Compruebe el nivel del aceite. Afloje lentamente la tapa de

llenado del tanque. Si el aceite sale por el agujero de sangría

cuando está aflojando la tapa, permita que se descargue la

presión del tanque antes de quitar la tapa de llenado.

2 Quite los elementos filtrantes y compruebe que no haya material

extraño. Un imán separará los materiales metálicos ferrosos de

los materiales metálicos no ferrosos y los materiales de sellado no

metálicos anillos de pistón, sellos de anillo O, etc.)

3 Inspeccione todos los conductos y conexiones en busca de

daños o filtraciones.

PRUEBAS OPERACIONALES



PRUEBAS OPERACIONALES

La prueba operacional del sistema será útil al ubicar posibles

filtraciones internas, fallas en las válvulas o en la bomba. La

velocidad del funcionamiento de un cilindro puede utilizarse para

comprobar la bomba y los cilindros Levante, baje, incline haciaadelante y hacia atrás varias veces el cucharón.

1.Observe la extensión y retracción de los cilindros en busca de

movimientos erráticos.

2. Escuche si hace ruido la bomba.

3. Escuche el funcionamiento de la válvula de alivio. Las

válvulas de alivio no se deben abrir excepto cuando se trae o

extiende plenamente un cilindro, cuando el cucharón está vacío.

4. Observe el funcionamiento del ubicador del cucharón y del

desenganche del levantamiento.

Pruebe e inspeccione el ajuste de cualquier lugar donde sea

evidente o se sospeche un funcionamiento correcto.



PRUEBAS CON INSTRUMENTOS

Estas pruebas se realizan utilizando equipo de prueba hidráulico de

evaluación cuyos resultados determinan el estado y condición de

los elementos del sistema hidráulico tales como bomba, válvulas y

cilindros.

Es importante recalcar que esta prueba debe hacerse con personal

especializado y capacitado para la correcta interpretación de las

lecturas aplicándolas para un diagnóstico conecto del estado del

sistema hidráulica.



LAVADO DE SISTEMAS HIDRAULICOS CONTAMINADOS

Como parte de cada trabajo de servicio hidráulico se debe remover

todo el material extraño del sistema. Cualquier materia extraña que no

se elimine será una causa posible de una siguiente falla.

LAVADO: es el procedimiento que utiliza aceite limpio para lavar (cambiar) todo el aceite sucio del sistema.

VACIAR: el aceite solamente deja un poco de aceite sucio en los

cilindros y otras cámaras no accesibles.

CIRCULAR: el aceite limpio mueve la suciedad y aceite sucio, hacia eldepósito donde se puede vaciar.



Hay tres formas de limpiar el sistema hidráulico:

NO LAVADO : Vaciar, instalar nuevo elemento de filtro, llenar con aceite

limpio.

LAVADO GENERAL : Método 1

LAVADO GENERAL : Método 2

Se debe elegir la forma que le asegure un trabajo satisfactorio de

limpieza.

El vaciar solamente el aceite generalmente se hace cuando el elemento

que ha fallado queda fuera de la trayectoria del flujo de aceite (sello del

eje de la bomba, cuerpo de bomba agrietado, motor pegado, pernos delcuerpo roto); además ver que no haya pérdidas o remoción de metal que

pueda circular por el sistema.



El método 1 se utiliza cuando las reparaciones se hacen antes deuna falla completa o antes que las partículas de metal hayan

circulado por el sistema, también cuando el daño de los

componentes fue hecho por partícula.

El método 2 se usa después de cualquier falla de la bomba o los

componentes cuando se hayan desprendido partículas metálicasgrandes y hayan circulado por el sistema.

Sistema Hidráulico

Documents

Transcript of Sistema Hidráulico