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M e c a t r ó n i c a 4
S e m e s t r e
J a v i e r
R o d r í g u e z L e ó n
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Mecatrónica
Las fallas tanto en los cilindros como en las bombas de
los sistemas Hidráulicas son importantes detectarlas para
poder solucionar los problemas de los sistemas sin
alterar el funcionamiento del mismo. Y a su vez se deben
realizar inspecciones a los sistemas para poder a largar la
vida de los cilindros y así contar con el sistema en
optimas condiciones y produciendo al 100%.
Fallas en los
sistemasHidráulicos
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FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010
Mecatrónica 4 Semestre | 2
Los sistemas hidráulicos son importantes para la industria ya que pueden producir productos en serie o masa por ello es importante conservarlos en buen estado y
optimas condiciones, llevando acabo un mantenimiento adecuado para evitar fallas,
las cuales pueden ser catastróficas en economía y en cuanto a todo el sistemahidráulico.Los sistemas hidráulicos actuales son más sofisticados que nunca, para queproporcionen la máxima productividad, al menor costo posible. Hay muchos factoresque están trabajando todos los días para erosionar esta eficiencia.
La contaminación es un causa principal falla, algunoscomponentes están expuestos al polvo, arena y aguaque, pueden entrar en el sistema hidráulico y causarun desgaste prematuro. Si puede controlar estacontaminación podrá mantener la eficiencia del sistemay corregir los problemas antes de que se conviertan en
costosas averías.
Los sistemas hidráulicos son cerrados, lo que quiere decir que la mayor parte deldesgaste de los componentes se produce internamente. Para detectar el desgaste yotros problemas dentro del sistema no hay más herramienta disponible que elanalizar el aceite periódicamente.
= Fallas de los cilindros Hidráulicos =
La falla de efecto diesel
El efecto de diesel se produce en un cilindro hidráulico cuando el aire se extrae de
los sellos vara, se mezcla con el fluido hidráulico y explota cuanto a presión. Cuandosucede esto afecta al cilindro de la siguiente forma:
Cuando un cilindro hidráulico de doble acción se retrae bajo el peso de su carga, elvolumen de fluido que se exige por el lado de la barra del cilindro puede exceder elvolumen de líquido suministrado por la bomba.
Cuando esto sucede, se desarrolla una presión negativa en el lado de la barra delcilindro hidráulico, que se traduce en el aire está elaborando en el cilindro más alláde sus sellos barra. Esto ocurre porque la mayoría de los sellos de la barra estándiseñados mantener alta la presión en el líquido y no están diseñados para mantener
el aire fuera. El resultado de esto es la aireación - la mezcla de aire con el fluidohidráulico.
Aireación causa daños por la pérdida de la lubricación, el recalentamiento y, cuandouna mezcla de aire y aceite es comprimido se puede explotar, dañar el cilindrohidráulico y la quema de sus sellos. La causa de la aireación es un flotadordefectuoso de la válvula. La función de una válvula de flotador es permitir que elbrazo pueda bajar rápidamente bajo su propio peso.
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Cuando se activa, esta válvula se conecta a los puertos del cilindro hidráulico que lepermite, junto a retractarse bajo el peso del brazo. El fluido desplazado por el ladodel pistón del cilindro se dirige con prioridad a la barra lateral, antes de cualquierexceso de volumen se devuelve al depósito hidráulico. Un orificio controla lavelocidad con la que se retrae el cilindro hidráulico.
Los tres causas de fracaso del cilindro hidráulico
-La instalación inadecuada es una causa del fracaso de los sellos:la limpieza, proteger el sello de rasguños y cortes, y la lubricaciónadecuada. Otros problemas son el endurecimiento de la glándulasello donde hay un seguidor ajustable en un borde del sellodurante la instalación. Instalar el sello del revés es unaocurrencia común.
-Descomposición química del material de sellado es más amenudo el resultado de la selección de material incorrecto. Laaplicación incorrecta o el uso de materiales no compatibles
pueden conducir a un ataque químico en el sello de los aditivoslíquidos, la hidrólisis y la reducción de la oxidación de loselementos de sello. De descomposición química puede resultaren la pérdida de la interfaz de la junta de labio, de ablandamientode dureza sello, hinchazón excesiva o de la contracción. La decoloración de la juntatambién puede ser un indicador de ataque químico.
-La degradación de calor es la pérdida de eficacia de sellado a través de los labios,sistema de compresión excesiva y pérdida de material de sellado. Las causas deesta condición puede ser el uso de material de sellado incorrecto, la friccióndinámica de alta, la carga excesiva de los labios, sin autorización del talón y laproximidad a la fuente de calor exterior. Los problemas de degradación de calorpuede implicar la reducción de la interferencia los labios de obturación, el aumentode la lubricación, o un cambio en el material de sellado. .
Fugas en cilindros
Inspección de puntos importantes
-Verificar fugas internas, los cuales se pueden verificar por reducción en las
velocidades de desplazamiento o por perdidas de potencia.
-Verificar fugas externas, los cuales se pueden detectar por perdidas de fluido endiferentes partes del cilindro, los cuales ocasionan pedidas de velocidad, potencia y
consumo de aceite.
-Verificación visual del estado del vástago (rayas, poros, golpes, corrosión o flexión)
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-Verificar fisuras en el diámetro exterior de la camisa, soldaduras y tapas frontal y
posterior.
-Verificar ruidos (rechinar o tabletear) que se puedan presentar y estos pueden ser
generados por desgaste en guías, movimientos forzados por desgaste en anclajes o
desalineamientos en estructuras, por rotulas o bujes oxidadas en pivotes; por falta de
lubricación o por estar reventadas y por fluidos inadecuados.
-Cuando se decide bajar el cilindro de la máquina, este se debe desensamblar
inspeccionar y reparar en un lugar adecuado donde se disponga de las herramientas
y equipos adecuados (metrología, maquinados, rectificados, procesos de soldadura e
información técnica), limpieza y aparatos de ensayos y pruebas, para garantizar en
forma total su reparación.
Reparaciones
-Rectificado o reparaciones de las camisas internamente, manteniéndose dentro del
rango de tolerancia de acuerdo a los ajustes dados por los fabricantes. Otras
alternativas si el desgaste se sale del estándar son cromar internamente para
recuperar medida y al mismo tiempo darle una vida útil mayor que la original y otra
alternativa es la fabricación, debido a desgastes demasiado grandes, que se pasen de
0.5 mm en diámetro.
-Cromado y rectificado de los vástagos, manteniéndose dentro del rango de toleranciade acuerdo a los ajustes dados por los fabricantes. Otras alternativas son la
fabricación de acuerdo a las fallas presentadas.
-De acuerdo a los desgastes generados, del pistón y de las tapas se podrían
recuperar o dependiendo de su estado se podrían fabricar.
-Los pivotes u horquillas dependiendo de los desgastes generados se pueden
reconstruir o dependiendo de su estado se podrían fabricar.
Resolución de problemas de falta de cilindros hidráulicos
Síntoma Posibles causas Remedios
Vástago anotó La contaminación del aceite
La contaminación del rodamiento
Enjuague el sistema hidráulico
completo
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de la glándula
Error teniendo Glándula
Cambiar todos los filtros
Hora teniendo glándula
Diámetro de los
cilindros se
calificó
La contaminación del aceite
Error de rodamiento de pistón
Enjuague el sistema hidráulico
completo
Cambiar todos los filtros
Compruebe que lleven la cabeza
del pistón
Vástago Bent La sobrecarga de la Operación
posible problema
Fuera de impacto
Bajo la especificación de la barra
de pistón
Compruebe parametersIncrease
especificación operación varilla
Split de
soldadura en la
base y los
puertos
Cargas de choque
Pobre soldadura original
Compruebe los parámetros de
operación de
M / C apagado y volver a soldar
correctamente
Teniendo los
ojos rotos
Especificación de loadingUnder
Choque de bearingOverloading de
cilindro
ParametersIncrease Revise la
operación teniendo horquilla
specificationIncrease pin tamaño
Rod lleva en un
lado
La falta de rodamiento de apoyo
Demasiado carga lateral mucho
Rod demasiado pequeño
Aumentar teniendo varilla
operationIncrease areaChange
sizeIncorporate guías externos
Glándula
soplado
Posible intensificación de la
presión interna
Hilos usados
Deformación del tubo del cilindro
Comprobar el funcionamiento de
la válvula hidráulica de
Hilos Hora
Compruebe que el tubo oviality &
Wear hilo
La fuga de todo
el od de la
glándula
O-ring fracaso
craqueada glándula
Verificar las separaciones
Ajuste de back-up anillo O-ring
Glándula prueba Crack
Vástago
picaduras
Corrosión Varilla de material de
actualización a las
especificaciones marinas
Proteger de la barra de tiempo
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Barril de
corrosión interna
El agua en el aceite Cambie el aceite
Proteger de la entrada de agua
Fugas en las
juntas regulares
Sellos incorrecta equipada
Sello corroídos o surcos
marcados
El aire atrapado en las
separaciones de metal oilIncorrect
La contaminación del aceite
Sellos instalado incorrectamente
Los tamaños de la vivienda Sello
incorrecta
Compruebe el sello de
compatibilidad con las
condiciones
Marque todas las ranuras de
sello para marcar y la corrosión
Cilindro Asegúrese de que está
correctamente Bled
Compruebe que la contaminación
de petróleo
Verifique el estado de todas las
superficies de rodadura
Cilindro está
poniendo
caliente
De fugas internas Prueba para eludir la presión
interna
Franja de cilindro e inspeccionar
la cabeza del pistón y diámetro
interior de tubo de
Eliminar pistón y el sello de
verificación interna de
Rod levantar al
final de la
carrera
Desgaste de los rodamientos
internos
La alineación incorrecta de pistón
a la glándula
Franja e inspeccionar la cabeza
del pistón y cojinetes de la
glándula
Revise la alineación del pistón a
la glándula
Vástago no se
retrae
Bloqueo interno leakagePort Franja e inspeccionar la cabeza
del pistón y tubo
Los puertos que todos los tubos
de los bloqueos
Funcionamiento de la válvula
Hora
Pérdida de
poder
De fugas internas
Fallo de la bomba hidráulica
Configuración incorrecto de las
válvulas
Franja e inspeccionar la cabeza
del pistón y tubo
Hora de la bomba y válvulas
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Stick Slip o
trepidación
La falta de lubricante para los
cojinetes y sellos de la glándula
Acabados de superficie rugosa
sobre la barra o tubo de
La falta de presión hidráulica
Pasar la aspiradora o aire
atrapado
Teniendo tolerancias muy
apretado
Sellos demasiado apretado
Fugas en bombas
¿Que es la Eficiencia Volumétrica?
La eficiencia volumétrica es una medida de las perdidas en volumen debidas a fugasinternas de la bomba hidráulica y se calcula dividiendo el caudal actual que entregala bomba en litros o galones por minuto, entre el caudal teórico que por construcciónla bomba debería de entregar y se expresa en porcentaje. El caudal actual de labomba se mide utilizando un medidor de flujo o bien vaciando la entrega de labomba en un recipiente y midiendo el tiempo de llenado y el volumencorrespondiente.
Debido a que las fugas internas se incrementan conforme se incrementa la presiónde operación y conforme disminuye la viscosidad del fluido, estas variables debenser establecidas cuando se documenta la eficiencia volumétrica.
La viscosidad del fluido se establece, tomando la temperatura del fluido a la salidade la bomba y verificando la tabla de viscosidad, del fluido que se esta utilizando enel sistema hidráulico.
Significado de la Eficiencia Volumétrica
Conforme una bomba hidráulica se va desgastando por estar en servicio, seincrementan las fugas internas y por lo tanto la cantidad de flujo útil disponible pararealizar un trabajo, disminuye. Si el valor de eficiencia volumétrica disminuye pordebajo de un valor considerado como aceptable, deberá hacerse una revisióncompleta de los componentes de la bomba.
La adecuada selección de racores hidráulicos permite a los diseñadores
controlar las fugas en sistemas hidráulicos
A pesar de los avances en la tecnología de los racores, es frecuente ver charcos
bajo las máquinas o fluido hidráulico goteando a través de un trapo anudado a una
conexión roscada. Es obvio que las fugas hidráulicas continúan siendo un problema
generalizado.
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FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010
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La gran cantidad de conexiones que unen sistemas de tubería hidráulica, son las
fuentes principales de las fugas hidráulicas, especialmente bajo vibraciones
mecánicas intensas. Para reducir las vibraciones que se pueden generar en los
sistemas Hidráulicos se colocan mangueras con coplees integrados, estos coplees
son conexiones rápidas, conocidas también como Checks. Estas manguerasabsorben y amortiguan los golpes y vibraciones para no transmitirlas al sistema
Hidráulico. Existe también otro elemento el llamado acumulador el cual tiene la
función de absorber las vibraciones creadas por presión de vacio creadas en los
conductos de flujo caudal.
Falla de curvatura del embolo
La curvatura de las varillas del cilindro puede ser causada por el diámetro de la barra
insuficiente, la resistencia del material, el cilindro inadecuada disposición de montajeo una combinación de los tres. Una vez que la varilla se dobla, la carga excesiva se
coloca en la junta de vástago que resulta en una falla prematura de la junta.
Pruebas de Rod Rectitud La prueba de Rectitud Rod siempre se
debe revisar cuando un cilindro hidráulicoestá siendo reparado. Para probar la
rectitud, el lugar de la varilla en los rodillos y
medir la ejecución con un ancho de línea.
La posición de la barra de modo que ladistancia entre los rodillos (L) es lo más
grande posible, y luego medir el run-out en
el punto medio entre los rodillos (L / 2).
La vara debe ser lo más recto posible, sin embargo, una segunda de 0,5 milímetrospor metro lineal de barra se considera generalmente aceptable.
Si una varilla se dobla, la carga de la barra actual debería examinarse en la barra
carga admisible sobre la base de arreglo del montaje del cilindro y la resistencia a la
tracción del material de la barra. Si la carga es superior a la barra de carga
admisible, entonces una nueva caña debe ser fabricada en material de tracciónsuperior y el aumento de diámetro de la varilla para evitar que la varilla se doble en
el servicio.
