mandos de maquinas hidraulicas

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

ELECTROTECNIA

FASCCULO DE APRENDIZAJE MANDOS DE MQUINAS

HIDRULICAS

Tcnico de Nivel Operativo

AUTORIZACIN Y DIFUSIN

MATERIAL DIDCTICO ESCRITO

FAMILIA OCUPACIONAL ELECTROTECNIA NIVEL TCNICO OPERATIVO Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formacin y capacitacin a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualizacin permanente, se autoriza la APLICACIN Y DIFUSIN de material didctico escrito referido a MANDOS DE MQUINAS HIDRULICAS. Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusin y aplicacin oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TCNICO DEL SENATI

N de Pgina162 Firma .. Nombre: Jorge Saavedra Gamn Fecha: 04.06.09.

Registro de derecho de autor:

INDICE

1. Presentacin................................................................................................

2. Tarea 1 ........................................................................................................ Operacin de bombas hidrulicas y verificacin de sistemas de redes hidrulicas.

3. Tarea 2 ......................................................................................................... Montaje y operacin de circuitos hidrulicas bsicos.

4. Tarea 3 ......................................................................................................... Montaje y operacin de circuitos electrohidrulicos bsicos.

5. Tarea 4 ......................................................................................................... Montaje y operacin de circuitos hidrulicos industriales.

6. Tarea 5 ......................................................................................................... Montaje y operacin de circuitos hidrulicos industriales.

7. Tareas de Reforzamiento. ............................................................................

8. Hoja de Trabajo............................................................................................

9. Bibliografa...................................................................................................

2

3-40

41-69

70-87

88-107

108-130

131-155

156-158

159

Pg.

El presente Manual de Aprendizaje de la Ocupacin Controlista de Mquinas y Procesos Industriales, corresponde al Mdulo Formativo 04.04.04 Mandos de Mquinas Hidrulicas y tiene como objetivo analizar circuitos de mando hidrulico de mquinas industriales, armar circuitos de mando hidrulico de mquinas industriales, detectar y reparar fallas en circuitos de mando hidrulico de mquinas industriales.

El Mdulo Formativo Mandos de Mquinas Hidrulicas est estructurando por los siguientes tareas:

- Operacin de bombas hidrulicas y verificacin de sistemas de redes hidrulicas.

- Montaje y operacin de circuitos hidrulicos bsicos- Montaje y operacin de circuitos electrohidrulicos bsicos.- Montaje y operacin de circuitos hidrulicos industriales.- Montaje y operacin de circuitos hidrulicos proporcionales.

Para una adecuada informacin, el presente Manual de Aprendizaje, est ordenado de la siguiente forma:

H. T. Hoja de Tarea.H. O. Hoja de Operacin.H. T. E. Hoja de Tecnologa Especfica.H. C. T. A. Hoja de Conocimientos Tecnolgicos Aplicados.H. Tr. Hoja de Trabajo.

Asimismo incluye tareas de reforzamiento y la bibliografa empleada.

PRESENTACION

Elaborando en la Zonal : Lambayeque Cajamarca NorteAo : 2002Instructor : Ing Ricardo Rodrguez Paredes.

MANDOS DE MAQUINAS HIDRAULICAS

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES 3

OPERACIN DE BOMBAS HIDRULICASY VERIFICACIN DE SISTEMAS DE REDES

HIDRULICAS

N ORDEN DE EJECUCION MATERIALES / INSTRUMENTOS1.2.3.4.

Revisar instalacin elctrica de la bombaArrancar la bombaVerificar red de distribucinVerificar filtros, depsitos y refirgeradores

Grupo hidrulicoVlvula estranguladoraVlvula de asiento esfricoProbeta graduadaMangueras de presinRacoresManmetros

PZA. CANT. DENOMINACION - NORMA / DIMENSIONESOPERACION DE BOMBAS HIDRULICAS Y

VERIFICACIN DE SISTEMAS DE REDES HIDRULICASCONTROLISTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

MATERIAL OBSERVACIONES

TIEMPOESCALA:

HOJA : 1/1 2002

H.T. Ref. H.T.12 H

4

2

5 6

13

9

P

Pe1 10

11

12

4

T T

13

1. Motor Elctrico

2. Bomba Variable

3. Filtro de retorno con indicador de ensuciamiento

4. Filtro de aire

5. Indicador de nivel de aceite

6. Indicador de Temperatura

7. Tapn de descarga de aceite/ tapn de llenado de aceite.

8. Tanque con tapa

9. Manmetro

10. Manmetro

11. Vlvula estranguladora

12. Probeta graduada

13. Vlvula de asiento esfrico

LEYENDA

M

PER

7/8


OPERACION

Revisar instalacin elctrica de la bomba

En primer lugar se verificar el estado de operatividad de los elementos elctricos del sistema de fuerza y control

Tambin se verificar el correcto conexionado de los conductores elctricos.

PROCESO DE EJECUCIN1. Verifique el estado de operatividad de los elementos, pruebe continuidad y

resistencia de aislamiento, utilizando el multmetro y megohmetro.

PRECAUCIONES

1. Slo se debe intervenir en mando elctrico si previamente se han asegurado posibles fuentes de peligro en la instalacin a comandar. Al efectuar cualquier intervencin en mandos elctricos se debe tomar conciencia de que posiblemente se provoquen movimientos de mquina que pueden poner en peligro a personas y materiales.

GUARDAMOTOR

CONTACTOR

RFLE TERMICODIFERENCIAL

L1 L2 L3

BOMBA MOTOR

MP.E.

NA2

Bobina delContactor

A1K

K13

14

Contacto Auxiliardel ContactorMarcha

Paro

InterruptorEmergencia

Contacto delRel Trmico

9596

F

L

H.O. 1/1



OPERACINArrancar la bomba

En esta operacin se realiza el arranque de la bomba. Se determinan las relaciones entre la bomba hidrulica, el caudal y el incremento de presin debido a las resistencias en el sistema.

Se emplea la vlvula estranguladora para incrementar la resistencia del sistema.

PROCESO DE EJECUCIN1. Verifique que la bomba est desenergizada, el equipo sin presin

2. Realice el montaje de los elementos hidrulicos y conexionado de las mangueras de Presin, segn se muestra en el esquema:

P

Pe1

T T

M

H.O. 1/3



P R E C A U C I N :Verifique mangueras de presin de ben estar correctamente conectadas.

3. Cierre la vlvula estranguladora mientras gira la perilla de ajuste en sentido horario has el tope.

4. Abra la vlvula de bloqueo de la probeta graduada.

5. Arranque la bomba.

6. Cierre la vlvula de asiento esfrico.

7. Abra la vlvula estranguladora hasta que el manmetro indique Pe = 10 bar.

8. Comience la medicin de tiempo.

9. Cierre la vlvula de bloqueo de la probeta

10. Finalice la medicin de Tiempo.

11.Luego de 10 segundos abra la vlvula de asiento esfrico

12.Observe el nivel de llenado de la probeta graduada, Luego de los 10 s e g u n d o s s e p u e d e d e t e n e r tambin la bomba.

13.Abra la vlvula de bloqueo de la probeta graduada.

OBSERVACIN- Si se eligiera otro valor de tiempo, se debe tener en cuenta que la probeta graduada

no se llene completamente, en caso contrario circulara fluido hidrulico por el rebalse deseguridad superior de la probeta graduada.

Probetagraduada

Vlvula debloqueo dela probeta graduada

Vlvula estranguladoraPerilla de Ajuste

Carcasa

Resorte de presinEmbolo regulador

H.O. 2/3



14. Repita los pasos 6 hasta 11 para las presiones 30, 40, 45, 50, 52 bar15. Desconecte la bomba.

Evaluacin

Presin P en bare

Tiempo t en s

Volumen V en L

Caudal Q en L/min

10 30 40 45 50 52

Observaciones

I. En bombas variables de paletas el caudal se reduce levemente con..................... . crecientes.

II. En bombas reguladoras de presin el ................................... se reduce bruscamente (carrera nula) al alcanzar el valor mximo ajustado.

Diagrama relativo a la tabla

Debido a que la probeta graduada tiene una capacidad de 2,5 litros, el tiempo de medicin de caudal no debe superar 10 segundos. El caudal se calcula con la frmula Q = V/t.

Q. (L/min)

8

7

6

5

4

3

2

1

100 20 30 40 50 P(bar)

H.O. 3/3



OPERACIN:Verificar red de distribucin

Para que el sistema hidrulico funcione correctamente, es necesario revisar el montaje y las conexin es de los elementos. Es recomendable elaborar un registro de datos y protocolo de verificaciones.

PROCESO DE EJECUCIN1. Verifique mangueras y tuberas

- En caso de que estos elementos se encuen t ren daados , debe remplazarlos inmediatamente.

2. Verifique que el aceite hidrulico no est contaminado con agua. Cuando llene el aceite, nunca remueva el filtro o sus partes.

3. Verifique la correcta direccin de rotacin del motor, presionando brevemente el botn de arranque de tal manera que el motor de solamente unas cuantas vueltas.

4. Purgue el sistema en las lneas con carga. La purga finaliza cuando no aparece mas espuma en el tanque, cuando todos los movimientos son suaves y libres de tirones y cuando no se presentan ruidos anormales.

5. Revise el nivel de aceite hidrulico.

6. Observe la temperatura final de Operacin.Despus de la operacin por varias horas a plena carga, la temperatura final no debera subir de 70C, Si esto ocurre , revise la ventilacin del grupo hidrulico.

7. Revise los acoplamientos entre el motor y la bomba (ruidos).

PRECAUCIN:- Por razones de seguridad las lineas de conexin, los pernos de ajuste y las

unidades no deben ser aflojadas y desconectadas mientras la instalacin esta con presin.

Reglas para el conexionadode tuberas

Incorrecto

Correcto

Incorrecto

Correcto

Incorrecto

Correcto

H.O. 1/1



OPERACION:

Verificar filtros, depsitos y refrigeradores

Mediante esta verificacin se determinar las condiciones de operatividad de los filtros depsitos y refirgeradores.

PROCESO DE EJECUCIN

1. Verifique filtros.- Realice la prueba de la burbuja

para comprobar la calidad de fabricacin y la integridad de un filtro.

- El elemento filtrante se sumerge en isopropanol y se carga por dentro con aceite comprimido.

Se aumenta la presin hasta que aparece la primera burbuja en la superficie del elemento. Hasta el valor de presin del aire especificado por el fabricante no deben producirse burbujas.

2 . Ve r i f i q u e o p e r a t i v i d a d d e l o s refrigeradores.

3. Verifique depsitos.- Cuando oscila el nivel de aceite, es

necesario agregar o evacuar aire a modo de compensacin.

- Verifique conexiones y ausencia de fugas.

1. Motor y bomba2. Ventilacin con filtro3. Filtro para llenado4.Indicador del nivel de aceite (nivel max)5.Compuerta para limpieza.6.Indicador del nivel de aceite (nivel mnimo).7. Tornillo de evacuacin.8. Cmara para aceite de retorno.9. Placa de amortiguacin10. Cmara de aspiracin11. Tubo de aspiracin.

1. Manmetro2. Elemento a probar3. Isopropanol filtrado

4. Aliment. de aire5. Regul. Baja pres. 6 Filtro de aire

DEPOSITO

Retornodel flujo

PRUEBA DE BURBUJAS

1

11

10

987

6

43

2

1

2

3

4

56

H.O. 1/1



HIDRAULICA

I INTRODUCCION

Se comprende por hidrulica, la transmisin y el reglaje de fuerzas y movimientos por medio de lquidos. Instalaciones y mecanismos hidrulicos son de frecuente empleo. Los encontramos por el ejemplo, en:

1. Industrias del metal: Sector mquinas herramientas (tornos y fresadoras), mandrinadoras, brochadoras, plegadoras y rectificadoras.

2. Sector manutencin: en lnea automticas de transporte interno.

3. Sector prensas y cizallas

4. Industria siderrgica: laminadores en fro y caliente, lineas de acabado y mquinas de colada continua, etc.

Las ventajas ofrecidas por la hidrulica son las posibilidades de transmitir grandes fuerzas, utilizando pequeos elementos constitutivos, as como la gran facilidad de realizar maniobras de mando y reglaje.En instalaciones hidrulica se transforma energa mecnica en energa hidrulica.De ese modo es transportada, comandada y regulada para ser transformada nuevamente en energa mecnica.

Fig. 1 Transformacin de energa en instalaciones hidrulicas

Accionamiento Mando Elementoconducido Mquina

Motor ElctricoMotor de combustin

o manualBomba

HidrulicaVlvula hidr.de mando yregulacin

Cilindros hidr.Motor hidrulico

Elemento detrabajo aaccionar

Energa elctricaEnerga trmica

Trabajomecnico

Energa mecnica

Energa mecnica

Energa hidrulica



II VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGA HIDRULICA

1. Ventajas: - Simplicidad: hay pocas piezas en movimientos (bombas, motores y cilindros)- Flexibilidad: el aceite se adapta a las tuberas y transmite la fuerza como si

fuera una barra de acero.- Tamao: es pequeo comparado con la mecnica y la electricidad a igual

potencia.- Seguridad: salvo algn peligro de incendios en ciertas instalaciones.- Multiplicacin de fuerzas: la prensa hidrulica.

2. Inconvenientes:- Limpieza en la manipulacin de los aceites, aparatos y tuberas, como el lugar

de ubicacin de la mquina. En la prctica, hay muy pocas mquinas hidrulicas en las que se extremen la medidas de limpieza.

- Alta presin: exige un buen mantenimiento.- Precio: las bombas, motores, vlvulas proporcionales y servovlvulas, son

costosas.

CAVITACION

Cuando la bomba gira a mucha velocidad, circulando el aceite con poca resistencia, existiendo una estrangulacin que limita el paso de aceite del depsito a la bomba. Tiende a aspirar ms aceite del que recibe, formando burbujas de aceite en el aceite.

La bomba sufre dao al pasar estas burbujas gaseosas del lado de baja presin al de alta, se produce una implosin, que hace que se desprendan partculas metlicas de la bomba, vibra, hace ruido, se desgata excesivamente y termina por agarrotarse.

AIRE EN LA ASPIRACION

La presin de aire en la aspiracin produce ruido, en el deposito se forma espuma, disminuye el caudal y el funcionamiento se hace irregular. Cuando se comprimen las burbujas de aire, se puede deteriorar el cuerpo interno de bomba (se erosiona). Se produce la entrada de aire cuando la tubera no es estanca.

No confundir la cavitacin con la entrada del aire. En la cavitacin son burbujas de aceite (gaseoso) en el aceite, en la entrada de aire son burbujas de aire.



BOMBA HIDRAULICA

I. Descripcin:Las bombas hidrulicas deben convertir energa mecnica (par de giro, velocidad de rotacin) en energa hidrulica (caudal, presin). Una bomba hidrulica tiene que cumplir dos misiones: mover el lquido y obligarle a trabajar.

Todos las bombas desplazan lquidos, pero este desplazamiento puede ser positivo o no positivo. Los no hidrulicas tienen un desplazamiento no positivo (por ejemplo, rueda de cangilones), las bombas hidrulicas producen un caudal de lquido, y adems lo sostienen contra la resistencia opuesta a su circulacin. O sea que el lquido que sale de la bomba es apoyado por esta, entonces se dice que el desplazamiento es positivo. Las bombas de los circuitos hidrulicos son positiva.

La bomba succiona el aceite y alimenta el sistema de tuberas. En el sistema hidrulico se crea una presin a raz de las resistencias que se oponen al aceite que fluye. La presin corresponde a la resistencia total, la que por su parte se compone de resistencias externas e internas y del caudal volumtrico.

* Resistencias externas

Son las que se producen por efecto de carga tiles, friccin mecnica, cargas estticas y fuerzas de aceleracin.

* Resistencias internas.

Son producto de la friccin total en los conductos y elementos del sistema, de la friccin propia del aceite y de las reducciones del flujo (zonas de estrangulamiento).

Ello significa que la presin del fluido en un sistema no est dada por la potencia de la bomba, sino que va creciendo un funcin de las resistencias y, en casos extremos, aumenta hasta que se produce la destruccin de un elemento del sistema. Es evidente que esta circunstancia se procura evitar es la realidad prctica, incorporando una vlvula de seguridad limitadora de la presin inmediatamente detrs de la bomba o integrndola en la bomba misma. Dicha vlvula permite regular la presin de trabajo mxima en funcin de la potencia de la bomba.



II. TIPOS DE BOMBAS.Las bombas hidrulicas pueden clasificarse en tres tipos bsicos aplicando el criterio del volumen de expulsin.* Bombas de funcionamiento constante: volumen de expulsin constante.* Bombas ajustables: volumen de expulsin ajustable * Bombas regulables: posibilidad de regular la presin, el caudal volumtrico o

la potencia y el volumen de expulsin.Segn su construccin, existen bombas de las ms diversa ndole. No obstante, todas funcionan segn el mismo principio de expulsin. La expulsin del fluido sometido a presin se producen por accin de mbolos, aletas celulares, eje helicoidales o engranajes.

A continuacin, se describirn los ms usadas:

A. Bombas de husillos helicoidalesSe caracterizan por un nivel de ruido sumamente bajo. Por esta razn se emplean por ejemplo, en instalaciones para teatros y operas. La camara de desplazamiento se forma entre los husillos helicoidales y la carcasa. Dentro de la carcasa se encuentran 2 a 3 husillos.

El husillo unido a la mquina de accionamiento con rosca hacia la derecha transmite el movimiento giratorio a los dems husillos, que tienen rosca hacia la izquierda.

Se forma un espacio cerrado entre los filetes roscados de los husillos, el cual transporta por reduccin de volumen desde la conexin de aspiracin hasta la conexin de presin de la bomba, Ello conduce a un caudal uniforme, prcticamente libre de pulsaciones y, con ello, a una marcha muy silenciosa.

Princ. de desplaz. Tipo de constructivo Versin CilindradaEngran. a dentado exteriorEngran. a dentado interiorBomba a rueda planetariaB. a huesillos helicoidales

Una carreraDos carreras

Apoyo externo de pistnApoyo interno de pistn

Bomba de placa inclinadaBomba de eje inclinado

ConstanteConstanteConstanteConstante

Constante/variableConstante

Constante/variableConstante/variable

Constante/variableConstante/variable

Bomba de engran

Bomba de husillosDENTADO

Bomba de paletasPALETA

B. de pistones rad.

B. de pistones axialPISTON



Magnitudes caractersticas importantes3Cilindrada 15 hasta 3500 cm

Presin de servicio hasta 200 bar-1Rango de rotaciones 1000 hasta 3500 min

Fig. 3 bomba de husillos helicoidales

B. Bombas de Engranajes a dentado exteriorEste tipo de bomba se emplea especialmente en la hidrulica mvil en grandes cantidades.El motivo radica en las caractersticas constructivas:- Presin relativamente alta y reducido peso,- Precio bajo,- Gran rango de velocidad de rotacin y- Elevado rango de temperatura / viscosidad,,

1. Carcasa 2. Brida 3. Eje 4,5. Mancales 6. Tapa7,8. Rueda dentadas 9. Juntas

Fig. 4 Bomba de engranajes a dentado exterior

9

3

2

4 5

699

8

P

1 7

s



Funcionamiento

La rueda dentada (7) est unida a la mquina de accionamiento (motor elctrico, motor Diesel, etc) mediante un acoplamiento. La rueda dentada (7) y la rueda dentada (8) se posicionan mediante los mancales (4 y 5) de modo tal de que en el movimiento giratorio las ruedas dentadas engranen con un juego mnimo.Las cmaras de desplazamiento se forman entre los flancos de los dientes, la pared interna de la carcasa y las superficies frontales de los mancales (4 y 5).En el momento de la puesta en marcha, en dichas cmaras primero se transporta del lado de aspiracin S hacia el lado de presin P el aire que se encuentra en la tubera de aspiracin. De este modo se produce una depresin en tubera de aspiracin. A medida que la depresin aumenta, el fluido fluye del tanque a la tubera de aspiracin, hasta alcanzar la bomba.

Ahora el fluido se transporta en las cmaras de los dientes y se conduce al sistema hidrulico a travs de la conexin de presin. Condicin para el funcionamiento de la bomba es, por lo tanto, que las cmaras de los dientes sean suficientemente estancas como para transportar aire o fluido sin que se produzcan prdidas.

Las bombas de engranajes a dentado exterior poseen juntas con intersticios. De este modo se producen prdidas del lado de presin hacia el lado de aspiracin en funcin de la presin de servicio. Para disminuir el caudal que se pierde por dichos intersticios a medida que la presin aumenta, se oprime al mancal (5) del lado de la tapa en los lados frontales de las ruedas dentadas a travs de un campo de presin axial.

MAGNITUDES CARACTERSTICAS IMPORTANTES 3Cilindrada 0,2 hasta 200 cm

Presin de servicio hasta 200 bar-1Rango de rotaciones500 hasta 6000 min

C. Bombas de engranajes a dentado interiorLa caracterstica principal de estas bombas es muy bajo nivel de ruido. Por ello se emplean especialmente en hidrulica estacionaria (prensa, mquinas para plsticos, mquinas herramientas, etc.) y en vehculos que trabajan en espacios cerrados (estibadores elctricos por horquilla, etc.)Funcionamiento

El rotor dentado est unido a la mquina de accionamiento. Con el movimiento de rotacin de rotor dentado y de la rueda dentada interior aumenta el volumen entre los flancos de los dientes. La bomba "aspira".

Este aumento de volumen se produce en un ngulo de giro aprox. 120. Por esta razn la cmara de desplazamiento no se llena repentinamente sino relativamente despacio.



Esto conduce a una marcha sumamente tranquila y a una muy buena conducta de aspiracin.

En el sector de la pieza de llenado, el fluido se transporta sin variacin de volumen.

La cmara que sigue a la pieza de llenado est unida a la conexin de presin. Aqu se reduce el volumen entre los flancos de dientes, el fluido es desplazado.

En el sector del engranaje dentado la forma especial de los dientes resulta ventajosa, dado que entre el rotor dentado y la rueda dentada (a diferencia de las bombas con dentado exterior) prcticamente no existe un espacio muerto.En dichos espacios muertos el volumen de aceite se comprime. Ello produce pulsacin de presin y, por ende, ruido.

1. Carcasa 2. Tapa 3. Rotor dentado 4. Rueda dent. Int.

Figura 5 Bomba de engranajes a dentado interior

Magnitudes caractersticas importantesCilindradapresin de serviciorango de rotaciones

33 hasta 250 mhasta 300 bar

-1500 hasta 3000 min

ca. 120

c . 12 a 0

4

2 1

3



D. Bomba de paletas:Son muy silenciosas, caudal con muy pocas pulsaciones, muy sensible a las puntas de presin, pudiendo romperse las paletas. Tambin son sensibles a la suciedad del aceite. El nmero de paletas normalmente est comprendido entre 8 y 14.Hay dos tipos de bombas de paletas:- Bombas de paletas equilibradas- Bombas de paletas sin equilibrar

1. Bomba de Paletas equilibradas

Son de caudal constante. Se llama de paletas equilibradas por la posicin de las bocas por donde entra y sale el aceite.

Funcionamiento:

En la fig. 6 vemos una seccin de este tipo de bomba.

1. paleta

2. motor

3. entrada de aceite

4. salida

5. anillo

La bomba consta de un cuerpo en el cual van montadas dos discos laterales, cada uno de los cuatro tiene cuatro ventanas: dos de entrada y dos de salida. Lleva una camisa de perfil elptico (casquillo estator).

El rbol de mando va al rotor, con gargantas inclinadas con relacin a los radios, gargantas por la que se deslizan las paletas.

Por el diseo del casquillo estator, las paletas salen dos veces de su ranura por vuelta del rotor, aspirando aceite. Tambin entran dos veces por vuelta, comprimiendo. Son de doble accin.

Las paletas son de acero rpido. El casquillo estator es de acero al cromo. El rotor es de acero al cromo - Mo, las gargantas templadas, rectificadas y cementadas.

Fig. 6 Bomba de Paletas equilibradas

1 2

4

53



2. Bomba de paletas sin equilibrarEl principio de funcionamiento es el mismo que el de paletas equilibradas, pero tienen un grave defecto y es el gran dejaste de cojinetes al hacer presin el aceite por un lado nada ms y al no estar equilibrados las presiones.

Esta bomba es de caudal variable, variando ste segn la excentricidad entre el motor y el casquillo estator.

En la Fig. 7 representamos este tipo de bomba.

1. Tornillo de posicionamiento para cilindrada2. Tornillo de ajuste de la altura3. Tornillo de ajuste para la presin mxima de servicio

Fig. 7 bomba de paletas de mando directo

Magnitudes caractersticas importantesCilindrada

Presin de servicio

Rango de rotaciones

35 hasta 250 m

hasta 100 bar-11000 hasta 3000 min

2

Fv

P

3

S

1

Fp

Fh



E. Bomba de pistones radialesEstas bombas se emplean para presiones de servicios superiores a 400 bar. Para prensas, mquinas para la elaboracin de plsticos, en hidrulica de sujecin, para mquinas herramienta y en muchos otros sectores que requieran presiones de servicio de hasta 700 bar.

Funcionamiento

Una bomba de pistones radiales, con apoyo interior del pistn, trabaja del siguiente modo:El eje de accionamiento (1) en el sector de los elementos de la bomba (2) es excntrico. El elemento de la bomba se compone del pistn (3), del buje del cilindro (4), de la rtula (5), de un resorte de presin (6), de la vlvula de aspiracin (7) y de la vlvula de presin (8).

La rtula est atornillada en la carcasa (9). El pistn con el patn se encuentra sobre la excntrica. El resorte asegura que durante el movimiento de rotacin del eje excntrico el patn siempre apoye sobre la excntrica y el buje del cilindro apoye sobre la rtula.

Magnitudes caractersticas importantes

Cilindrada

presin de servicio

rango de rotaciones

30,5 hasta 100 m

hasta 700 bar-11000 hasta 3000 min

Fig. 8 Bomba de pistones radialess



F. Bomba de pistones axiales

1. Eje inclinadoEl mecanismo propulsor de eje inclinado es una mquina de desplazamiento, cuyos

pistones de desplazamiento estn dispuestos en forma inclinada respecto al eje motor.

Las unidades de pistones axiales segn el principio de eje inclinado pueden trabajar como bombas hidrulicas o como motores hidrulicos.

Como bomba, el caudal es proporcional a la velocidad de rotacin de accionamiento y al ngulo de basculamiento. Como motor, la velocidad de rotacin de accionamiento es proporcional al caudal que entra. El par de giro absorbido (bomba) o entregado (motor) aumenta con la diferencia de presin entre los lados de alta y baja presin. En servicio como bomba se convierte de energa mecnica en energa hidrosttica. Variando el ngulo de basculamiento, las bombas y los motores variables pueden variar su cilindrada, es decir, el caudal de la bomba o el caudal absorbido por el motor.

1234567

Eje motorPosicin 0Placa de mando para a = variableRiones de mandoPlaca de mando para a = constanteCilindroPistn cnico

h = Carrera del mboloA = Superficie del mboloD = Dimetro de la circunferencia de T giro de los pist. Sobre el eje motor = Angulo de basculam. (p.ej. 25)

3V = Cilindrada geomtrica en cmgx = Cantidad de pistones (p.ej, 7)

h = D . Sen TV = x . A . hgV = x . A . D . sen g T

1h

h

A

7

DT

2

3

4

65



123456789

Eje motorPlaca inclinadaCilindroArrastreRiones de mandoPlaca de mandoPistnPatnPosicin 0

h = Carrera del pistnA = Superficie del pistnD = Dimetro de la circunf. parcialT para = 0 = Ang. de basculamiento (p.ej. 15)

3V = Cilindrada geom. en cmgx = Nmero de pistones (p.ej, 9)

h = D . Tang TV = x . A . HgV = x . A . D . tangg T

2. Placa inclinada

El grupo rotativo de placa inclinada es una mquina de desplazamiento, cuyos pistones de desplazamiento se encuentran dispuestos axialmente al eje motor. Se apoyan sobre una placa inclinada.

Las cilindradas de pistones axiales segn el principio de placa inclinada con cilindrada constante o variable pueden trabajar como bombas hidrulicas o como motores hidrulicos. Al utilizarlos como bomba, el caudal es proporcional a la velocidad de rotacin de accionamiento y al ngulo de basculamiento. Al utilizarlos como motor, la velocidad de rotacin saliente es proporcional al caudal que le llega.

El par de giro absorbido (bomba) o entregado (motor) aumenta con la diferencia de presin entre el lado de alta y el de baja presin.Al funcionar como bomba, la energa mecnica se convierte en energa hidrosttica. Al funcionar como motor, se convierte energa hidrosttica en energa mecnica.Variando el ngulo de basculamiento, en las bombas y motores variables, se puede cambiar la cilindrada, es decir, variar el caudal de la bomba o las rotaciones del motor.


2

1

3 A4

5

6789

h

DT

23CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

En la regulacin de caudal, el caudal de bomba se adapta a un valor prefijado.Para alcanzar esto se conduce el caudal a travs de un diafragma medidor (que puede ser un estrangulador, una vlvula direccional proporcional, etc.) La diferencia de presin en el diafragma medidor se toma como magnitud de regulacin.La presin delante del diafragma medidor se conduce a la superficie frontal del pistn del regulador. Esta presin tambin acta detrs del pistn pequeo.La presin detrs del diafragma medidor (inferior a la presin delante del mismo) se conduce a travs de un conducto a la cmara del resorte del regulador.En el pistn del regulador y en el pistn de posicionamiento se produce un equilibrio de fuerzas.En la posicin indicada la diferencia de presin en el diafragma medidor es igual a

la fuerza del resorte en el regulador.A travs del canto de mando (X) en el regulador constantemente drena aceite piloto, de modo que en el pistn grande se instala una determinada presin.El estator es mantenido en una posicin estable.Si p.e.j. se aumenta la seccin transversal en el diafragma medidor, la diferencia de presin se reduce.Por ello el resorte desplaza el pistn regulador.La seccin transversal en el canto de mando se reduce y aumenta la presin detrs del pistn grande.El estator se desplaza en sentido de mayor excentricidad, la cilindrada de la bomba aumenta. Como consecuencia de la mayor cilindrada aumenta la p en el diafragma medidor hasta que se vuelva a un estado estable.( p en el diafragma medidor = fuerza del resorte en el regulador).

Fig. 9 Regulacin de Caudal

FF

FP

REGULACIN DE CAUDAL

X



CLCULOS DE RENDIMIENTO VOLUMTRICO DE UNA BOMBA HIDRULICALa curva caracterstica de la bomba permite obtener el rendimiento volumtrico de la bomba. Esta curva es la expresin de la curva caracterstica del caudal de transporte en funcin de la presin. La curva caracterstica demuestra que el caudal de transporte efectivo (Qef) disminuye en funcin el aumento de presin. El caudal de transporte real (Qr) es el que, adems, toma en cuanta el aceite de fuga (Qf).Observemos, por ejemplo, la curva caracterstica de una bomba nueva en relacin a la de una bomba desgastada (averiada).

Fig. 10 Curva Q - p Presin p (bar)

Curva caracterstica de la bombanueva: el caudal de aceite de fuga es de 6% a 230 bar.

Curva caracterstica de la bombaaveriada: el caudal de aceite de fuga es de 14,30% a 230 bar.

3Q = 10,0 dm /min(p=0)3Q = 9,4dm /min(p=230) 3Q = 0,6 dm /minL

3Q = 10,0 dm /min(p=0)3Q = 8,7dm /min(p=230) 3Q = 1,3 dm /minL

El rendimiento volumtrico ser: El rendimiento volumtrico ser:

N = 9,4V 10 N = 0,94V

N = 8,7V 10 N = 0,87V

bomba nuevabomba nueva

bomba averiadabomba averiada

13 %

13 %

100 150 200 25050

Volum

en de

tra

nspo

rteVo

lumen

de

tra

nspo

rte

10,09,89,69,49,29,08,88,6

10,09,89,69,49,29,08,88,6

3 [dm / min]3 [dm / min]



FLUIDOS HIDRULICOS

La funcin principal del fluido hidrulico en una instalacin hidrulica es la transmisin de fuerzas y movimientos.

Debido a las mltiples posibilidades de aplicacin y de empleo en los accionamientos hidrulicos, se le exigen a los fluidos hidrulicos diversas funciones y caractersticas.

Dado que no existe un fluido hidrulico igualmente adecuado para todos los sectores de aplicacin, al elegir el mismo debern considerarse las caractersticas especficas en cada caso de aplicacin. Slo de ese modo resulta un servicio libre de inconvenientes y econmico.

Exigencias a los fluidos hidrulicos:

- Caractersticas de lubrificacin y proteccin contra desgaste- Viscosidad- Compatibilidad con materiales- Estabilidad de cizallamiento- Resistente a cargas trmicas- Resistente a solicitacin oxidativa- Baja Compresibilidad- Baja dilatacin por temperatura- Reducida formacin de espuma- Poca absorcin de aire y buena liberacin del mismo- Elevado punto de ebullicin y baja presin de vapor- Elevada densidad- Buena conduccin de calor- Buenas caractersticas dielctricas (no conductivas)- No higroscpicas- Poco inflamable - NO COMBUSTIBLES- Buena proteccin anticorrosiva- No contaminante



Aceite hidrulico a ba-se de aceite mineral WGK

Fluidos hidrulicos pocoinflamables WGK

Fluidos hidrulicos nocontaminantes WGK

Fluidos hidrulicosespeciales

Aceites sintticos

(p.ej.poli olefinas y glcoles)

Fluidos hidrulicospara aeronutica

Fluidos hidrulicoscompatibles con acei-tes para laminadores

etc.

WGK

DIN 51524, parte 1aceite hidrulico HL

fluido hidr. A base deaceite min. con sust.

activas para aumentarla proteccin anticorro-siva y la resistencia al

envejecimiento.DIN 51524, parte 2

aceite hidrulico HLP

Como aceites hidr HLpero sust. Adicionalespara reducir el desgas-te por agarrotamientoen el sector de friccin

mixta.

DIN 51524, parte 2aceite hidr. HLP - D

Como aceites h idr.HLP, pero sust.

adicionales de dispersiny detergentes

A diferencia de losaceites HPL no existenexigencias en cuanto a

capacidad de separacinde aire y agua

DIN 51524, parte 1aceite hidrulico HLP

Como aceites HLP, perocon aditivos para

mejorar la conductaviscosidad - temperatura

2

2

3

Agua pura

Tipos HFA(95/5)

HFA-E (Emulsin)HFA - M

(Microemulsin)HFA - S (Solucin)HFA - V (espesado)

80% H2O+20% concentrado

HFB (Emulsin aguaen aceite)40% H2O+

60% aceite mineral

HFC (glicol acuoso)40% H2O +60% glicol

HFD - R(ester fosfrico)HFD - U (otracomposicin)

(por lo generalPolioster)

2 0

3

3

0-1

1

3

0-1

1-(2)

-1

Lquidos bsicos

Aceites vegetales(HTG)

(Trigliceridos)Poliglicoles (HPG)

Esteres sintticos (HE)

0-1

0-1

0-1

Resumen de fluidos hidrulicos de uso corriente

Cuadro 1: Fluidos hidrulicos y su clase de riesgo para el agua (WGK)WGZ- Valores de riesgo para el aguaWGZ- Clases de riesgo para el agua

Comentario

Cuadro 2

0 hasta 1,9

0 1 2 3

2 hasta 3,9 4 hasta 5,9 > 6

Por lo gral. no revisteriesgo para el agua

Poco riesgoso para elagua

Riesgoso para el agua Muy riesgoso para elagua



TIPOS DE FILTROS

1. Filtro ambiente: El aire contenido en el depsito, encima del nivel de aceite, est en comunicacin con el exterior a travs de un filtro de ambiente y generalmente de 25 , que impiden que las impurezas del aire ambiente penetren en el depsito. Estos filtros son de papel celulsico y no sirven para filtrar aceite.

2. Filtros de superficie: Retienen sobre su s u p e r f i c i e e x t e r n a l a s p a r t c u l a s contaminantes.

- Papel micronic, son hoja de celulosa tratada y grado de filtracin de 50 a 160 . Los que son de hoja plisada aumentan la superficie filtrante.

FIG.11 Filtro de ambiente

FIG.12 Filtro de papel micronic

FILTROS

Es muy importante para la duracin de los aparatos hidrulicos el trabajar con aceite limpio y no contaminado; esto se logra reteniendo las partculas nocivas y cambiando el aceite, segn la instalacin (2000 a 5000 horas), todos los aos a cabo tres o seis meses en el caso de servovlvulas.

Contaminan el aceite:

- El agua y los cidos

- Partculas metlicas

- Hilos y Fibras

- Polvo, partculas de junta y pintura.El aparato que evita esta contaminacin es el filtro.

El grado de filtracin nos indica cul es la partcula ms pequea que es capaz de retener el filtro. Se expresa en micras y los hay de 1 a 270 . uu uu

uu

uu



- Filtro de malla alambre: El elemento filtrante es de malla de un tamiz ms o menos grande, normalmente de bronce fosforoso.

- Filtro de alambre bobinado o espira magntico: segn el bobinado sea ms o menos denso, as ser el grado de filtracin.

- Filtros de discos lenticulares: su eficacia va desde 5 , los discos son desmontables y van empilados unos encima de otro.

- Filtro de profundidad: retienen las partculas contaminantes al pasar el aceite por su interior.

- Filtro de absorcin: son de algodn, papel y lona de vidrio.

- Filtro magnticos: el aceite debe circular cerca de los elementos magnticos y lo ms lento posible. (Las nicas partculas que retiene el elemento magntico son las partculas ferrosas).

Fig. 13 FIltro de discos lenticulares

Finura de filtro recomendada para diversos componentes hidrulicos:

ComponentesHidrulicos

Clases de pureza Finura de filtrorecomendada

NAS 1638 ISO DIS 4406

Bombas de engranajesBombas de pistonesBombas de paletasVlvulas direccionalesServovlvulasVlvulas proporcionales

1099

1079

19/618/1518/1519/1616/1318/15

201010205

10

UU



Para mayor presinmas capas trenzadas

se usan.Componentes de un tubo

flexible.

La capa interiores de material

compatible con losaceites hidrulico

La Segunda capa dealambre o trenzas

de tela

La capa exterior es textil o metlicay es para proteger

TUBERIA

Los diversos elementos de un sistema hidrulico son conectados entre s mediante tubos flexibles o rgidos, los dimetros de los tubos inciden sobre la cuanta de la prdida de presin en los conductos. Ellos determinan fundamentalmente el grado de eficiencia de todo el sistema.

Los tubos flexibles se utilizan para conectar equipos o elementos hidrulicos mviles y si por razones de espacio no pueden utilizarse tubos rgidos (especialmente en hidrulica mvil).El tubo flexible o manguera, se fabrica en capas de goma y con trenzado de alambre para mayor presin, la parte interior debe ser compatible con el aceite o fluido empleado. Se deben colocar siempre en tramos cortos.

Al seleccionar los tubos flexibles debern tenerse en cuenta las funciones y los factores operativos.

Los tubos flexibles, adems de servir de conducto para el lquido que transmite la fuerza, estn expuestos a influencias qumicas, trmicas y mecnicas.

La presin de trabajo (dinmica y esttica) tiene que ajustarse cuidadosamente, los picos de presin que se producen cuando conmutan rpidamente las vlvulas pueden llegar a ser muy superiores a las presiones nominales.

Slo son vlidos los datos ofrecidos por el fabricante en relacin con el dimetro nominal, la carga admisible y la resistencia qumica y trmica.

Fig. 14 Componentes de un tubo flexible



CALCULO DEL DIAMETRO DE LAS TUBERIAS

Con el fin de que las prdidas de presin en las tuberas, en las flexiones, en los codos y en los racores en codo no sean demasiado elevados, es recomendable disear el sistema hidrulico con los siguientes velocidades mximas del flujo.:

- Tuberas de impulsin hasta 50 bar de presin de trabajo .................. 4m/s hasta 100 bar de presin de trabajo ........... .....4,5m/s

hasta 150 bar de presin de trabajo ................ 5,0m/shasta 200 bar de presin de trabajo ................ 5,5m/shasta 300 bar de presin de trabajo ................ 6,0m/s

- Tuberas de aspiracin :1,5 m/s

- Tuberas de retorno : 2,0 m/s

El dimetro de la tubera se obtiene despejando de la frmula del caudal volumtrico

A = QV A =2pi. d

4Yd = dimetro

En consecuencia, el dimetro ser:2pi.d = Q

4 v

2d = 4.Q pi.v

d = 4.Q pi.v

Ejemplo:Q = 4,2 dm/min = 4,2 L/min

3d = 4. 4,2 dm /min pi.4 m/s

d = 4,47 mm.

Tubera de impulsin hasta 50 bar

3 4. 4,2 .10 m /s pi.4,60 m/s

=



El depsito de aceite o tanque acta como reserva de aceite, separa el aceite el aire, evacua el calor, lleva dentro o encima la bomba, soporta al motor hidrulico y montaje modulares. Es muy importante que el aire salga y entre libremente. Existen depsito presurizados (a presin) que se emplean en aviacin.

Importante tambin es el tabique separador o placa deflectora que impide que la bomba aspire el aceite directamente de la lnea de retorno (debe tranquilizarse).El depsito, adems de enfriar el aceite, tiene que permitir que la bomba aspire el suficiente caudal. La regla general para calcular el tamao del depsito es la siguiente: el tamao debe ser tres veces aproximadamente el caudal que da la bomba, de esta forma si la bomba da 20 l/min, el depsito debe ser de unos sesenta litros. En la figura 15a vemos sus accesorios; en la fig. 15b vemos otra seccin del depsito,

Las tuberas estn debajo del nivel de aceite y cortadas en chafln , esto se hace as para evitar que se absorban los lodos. La placa registro ()tapa debe permitir la limpieza del tanque por dentro. El tapn de llenado debe ser grande para permitir llenar el tanque en poco tiempo, pero filtrando.

DEPOSITO

1. Motor elctrico.2. Tornillos fijacin vlv. Descarga3. Tornillos fijacin motor4. Filtro atmosfrico5. Vlv. Descarga con} manmetro6. Tapn rellenado7. Tapa soporte8. Acoplamiento elstico9. Reduccin10. Junta tapa soporte11. Tubo descarga12. Tubo presin

13. Tornillos fijacin tapa soporte14. Tornillos fijacin bomba15. Depsito16. Tubo aspiracin17. Bomba18. Filtro aspiracin19. Nivel20. Tapn vaciado21. Pasamuros22. Tubo descarga23. Campaa acoplamiento24. Racor salida presin.

Fig. 15a depsito o tanque de aceite

Aspiracin Retorno

Tapalimpieza

Cmarade aspiracin

Tabiqueseparador Cmara

de retorno

Fig. 15b Seccin Depsito de Aceite.


2

245

421

13

6

3

108

7

9171415

12

16

11

18182222

19

20


REFRIGERADORES

Son de agua y estn compuestos de una serie de tubos en sentido longitudinal por los que circula el aceite; alrededor de e s t o s t u b o s c i r c u l a e l a g u a , producindose la transferencia de calor del aceite al agua; si en vez de agua fra circulara agua caliente, se convertira en un calentador.

Los aparatos antes mencionados se colocan cerca de la centralita hidrulica, y en algunos casos dentro; el aceite a refrigerar o enfriar es el aceite de retorno.

ENFRIADORES

En aquellas aplicaciones donde nos se puede utilizar el agua, se emplean los enfriadores, que son en realidad radiadores (parecidos a los de los automviles) en los que el aceite pasa a travs de tubos de cobre o aluminio y transfieren el calor. A algunos se les coloca un ventilador para que el aceite se enfre mejor.

CALENTADORES

Los calentadores tienen por objeto calentar el aceite del circuito, para la cual, dentro del depsito o tanque, se instalan unas resistencias elctricas que calientan el aceite, mantenindolo a temperatura normal.

Se emplean, por ejemplo, en los circuitos hidrulicos de los aviones (es conocido que a determinadas alturas, la temperatura est muy por debajo de los cero grados centgrados)

Conexionesde Agua

Fig. 16 Refrigerador de agua.

Conexionesde aceite

Aletas de enfriamiento

Fig. 17 Enfriador



SIMBOLOS GRAFICOS - DIN ISO 1219

Bomba constante, general

Bomba constante1 sentido de flujo1 sentido de giro

Bomba variablecon compensador de presin1 sentido de flujo2 sentido de giroconexin de fugas

Tanque ventilado

Recipiente de presin

Filtro

Instrumento de medicin delnivel del lquido

Termmetro

Indicador de caudal

Refrigerador

Manmetro

((((



PRESION

Cuando un conjunto de fuerzas actan perpendicularmente a una superficie y estn distribuidas con uniformidad sobre la misma, se denomina presin "p" a la fuerza "F" referida a la unidad de superficie.

FSP =

P : presinF : fuerzaS : superficie

UNIDADES DE PRESION

Entre las ms usadas tenemos:

1. Atmsfera (Atm)21 Atm = 1,033 Kg/cm = 1,013 bar = 760 mm Hg

2. Bar (bar)251 bar = 10 Pa = 1,02 Kg/cm = 0,9879 Atm = 750 mm Hg

23. Kg/cm21 Kg/cm = 0,9678 Atm = 98,07 Pa = 10 m de c.d.a

4. Pascal (Pa): Unidad de presin en el sistema internacional-5 -5 21 Pa = 10 bar = 0,987 x 10 Atm = 1 N / m

5. PSI21 PSI = 1 lb/pulg = 0,06894 bar 1 atm = 14,7 PSI

6. Torricelli (torr)1 torr = 1 mmHg

Ejemplo:Calcular la presin ejercida por un clavo cuya

2punta tiene una superficie de 0,03 mm , cuando sobre su cabeza se golpea con una fuerza de 42 N.

2 2P = F/S = 42 N/0,03 mm = 1400 N/mm

50 Kg50 Kg

25 cm25 cm

P = 10 kg/ 2cm2cm



PRESION EN LOS LIQUIDOS

Todo lquido adopta la forma del recipiente que lo contiene y ejerce presin sobre las paredes del mismo.Esta presin tiene las siguientes caractersticas:

- Todo punto interior de un lquido soporta presiones en todas direcciones y sentidos, y todas de igual intensidad.

- La presin es directamente proporcional a la profundidad.

- Todos los puntos de un mismo plano horizontal soportan la misma presin.

- La presin es perpendicular a las paredes del recipiente.

Valor de la presin: En un plano horizontal, a cierta profundidad d todos los puntos del plano soportan la misma presin, la que depende la profundidad (h) y del peso especfico del lquido ( ).

P = h.

Luego, a mayor profundidad, mayor presin y, en igual proporcin, a mayor peso especfico del liquido, mayor presin.

La presin no depende del volumen o forma del recipiente; lo que s determina la capacidad o peso total del lquido, mas no la presin.

3agua = 1gr/cm3

mercurio = 13,6 gr/cm



AA

Figura 18: Ley de Pascal

Figura 19. Ejemplo para la transmisin de fuerzas

11 F1F1 F2F2 22

Ley de Pascal

El fundamento de la hidrosttica es la ley de Pascal:

"El efecto de una fuerza sobre un lquido en reposo se reparte en todas direcciones dentro del lquido. La magnitud de la presin en el lquido es igual a la fuerza por peso, referida a su superficie efectiva. La presin siempre acta en forma vertical sobre las superficies que limitan el recipiente".

Adems, la presin se reparte uniformemente hacia todos lados. Si se desprecia la presin de gravedad, la presin es igual en cualquier lugar.

Dadas las presiones con las cuales se trabaja en instalaciones hidrulicas modernas, la presin de gravedad puede despreciarse.

Ejemplo: Columna de agua de 10m = 1 bar.

P

F

1. Transmisin de fuerzas

Dado que la presin se reparte uniformemente en todas direcciones, la forma del recipiente carece de importancia.

Para poder trabajar con la presin hidrosttica, damos un ejemplo (figura 19)

A1A1 A2A2

Cuando la fuerza F acta sobre la 1superficie A , se produce la presin1

p = F1 A1

La presin p acta en cualquier lugar del sistema, tambin sobre la superficie A . La fuerza alcanzable F (sinnimo 2 2de carga a elevar) es:

F = p.A2 2

De modo que:

F = F1 2A A1 2

La fuerza es directamente proporcional ala superficie



2. Tratamiento de PresinMediante una barra se han unido firmemente entre si dos pistones de distinto tamao (figura 20). Si sobre la superficie A1 acta una presin P1, en el pistn (1) se obtiene la fuerza F1. La Fuerza F1se transmite a travs de la barra sobre la superficie A2 de pistn (2), produciendo all la presin P2.

Sin prdidas por rozamiento vale:

F = F y P . A = P . A1 2 1 1 2 2

De este modo: P . A = F y P . A = F1 1 1 2 2 2

P A1 2=

P A2 1

Fig. 20 transmisin de presin

TRABAJO

Si un cuerpo bajo la actuacin de una fuerza F se desplaza un determinado trayecto S, entonces la fuerza realiza un trabajo W.

El trabajo es igual al producto del trayecto recorrido y de la fuerza actuante en el sentido del trayecto F.

W= F.S.

La unidad para el trabajo es el Joule.

1J = 1Nm = 1Ws

POTENCIA

En trminos generales, la potencia est definida como el trabajo o cambio de energa por unidad de tiempo.

La potencia hidrulica viene determinada por la presin y el caudal volumtrico.

P = Potencia (W)p = Presin (Pa)Q = Caudal volumtrico (m/S).

A1 A2

P2P2P1 F2F2

hhhh

1 2



LEY DE FLUJO

A travs de un tubo de distintas secciones trasversales fluyen en igual tiempo volmenes iguales. Esto significa que la velocidad de flujo del flido debe aumentar en el punto de angostamiento.

El caudal Q es el cociente del volumen del flido V y del tiempo t.

Q = V/tTambin

Q = Velocidad x superficie

El caudal Q en L/min es igual en todo el tubo. Si el tubo tuviera las secciones transversales A y A en dichas secciones 1 2transversales se deber tener una velocidad propia.

Q = Q1 2Q = A . V1 1 1Q = A . V2 2 2

De all surge la ecuacin de continuidad:

A . V = A . V1 1 2 2

Teorema de Bernoulli

Indica que la energa de un flido permanece constante en cualquier punto del circuito hidrulico.

Energa total = Energa potencial + Energa cintica

Referido a la energa de presin, ello significa:

P = Pst + .g.h. + . vTOT 2

Donde:

Pst = presin esttica .g.h. = presin por la altura de la columna de lquido

2 .v = presin dinmica2

Q = Q1 2

Q1 Q2

A1

A2

V2

Fig. 21 Ley de Flujo

V1


3CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES 39

NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL MANEJO DE LA BOMBA HIDRAULICA

1. Si existiese algn grifo en la lnea de aspiracin de la bomba, debe prestarse una muy

especial atencin para que est completamente abierto. De otra forma la bomba se

averiar casi instantneamente al no poder admitir el aceite necesario en las

condiciones adecuadas.

En algunos tipos de bombas, antes de hacerlas funcionar se proceder a cebarlas.

2. Comprobar que el sentido de giro de la bomba sea el adecuado. Esta operacin

puede efectuarse mediante un rpido impulso de arranque - paro. Es de advertir que

una bomba girando en sentido contrario puede quedar completamente destrozada en

escasos momentos.

3. La unin de la bomba hidrulica con el motor elctrico debe realizarse con un

acoplamiento elstico, de tal forma, que evite en parte los defectos de una mala

alineacin entre ambos y un defecto de paralelismo, pudiendo absorber 0,2 mm y 1 en

paralelismo y alineacin, respectivamente.

Lo ideal es que el acoplamiento motor - bomba est dentro de estas tolerancias, ya que

de lo contrario, si excediesen, tendramos desgaste en los rodamientos del rbol o eje del motor y desgaste excesivo en las juntas de estanqueidad de los ejes.

4. Si la bomba tiene drenaje, la fijacin de este elemento debe realizarse de manera que ste quede situado en la parte superior (con ello se garantiza que todas las partes en rozamiento estn lubricadas). En caso de imposibilidad, debe ponerse la tubera de tal forma que se eleve por encima del nivel del elemento antes de conducirla al depsito.


PRECAUCIONES DE LA INSTALACIN DE REDES HIDRULICAS

1. Antes de poner en marcha la instalacin, verificar que todas las conexiones elctricas, mecnicas, alineacin de bomba, alineacin de cilindro, conexiones de tuberas/ mangueras, etc, hayan sido realizadas segn instrucciones de montaje.

2. Evitar al realizar el montaje los cambios bruscos, para ello se debe reducir o suavizar al mximo el nmero de curvas; asimismo evitar en lo posible los cambios de seccin, conservando el mismo tamao de tuberas para lneas donde circula el aceite en igualdad de condiciones (caudal - presin). Cuando el tendido de tubera deba realizarse en tramos largos, se debe disponer en espacios convenientes las bridas necesarias para sujetar las tuberas.

3. Mantener la limpieza, lavarse las manos con frecuencia, limpiar el aceite que haya goteado. Algunos aceites pueden causar daos fsicos cuando entran en contacto con los ojos o la boca. Adems existe el riesgo de lastimarse en caso de resbalar.

4. Verificar mangueras flexibles. No debern estar demasiado plegadas ni dobladas (peligro de reventn).

5. Verificar que cualquier conexin de tubos o elementos pueda coincidir en la perpendicular de una vlvula de mando elctrico, para as evitar un posbilbe goteo por fugas sobre el sistema elctrico.

6. Si el circuito tiene acumulador, instalar una vlvula antirretorno para que el acumulador no descargue sobre la bomba.

7. Si a la tubera se le sometiera a soldadura, roscados o calentamientos, se debe proceder a una limpieza y tratamiento posteiror para eliminar residuos.

8. Verificar la suciedad de los filtros despus de 24 horas de trabajo.




MONTAJE Y OPERACION DECIRCUITOS HIDRAULICOS BASICOS


N1.2.3.

Verificar y fijar elementos hidrulicosInstalar circuitos hidrulicosProbar funcionamiento de circuito hidrulico

Grupo hidrulicoVlvula direccional de 4/3 vasVlvula de estrangulacin con antirretornoCilindro de doble efectoMangueras de presinRacoresManmetros

PZA. CANT. DENOMINACION - NORMA / DIMENSIONESMONTAJE Y OPERACION DE CIRCUITOS

HIDRAULICOS BASICOSCONTROLISTA DE MAQUINASY PROCESOS INDUSTRIALES

MATERIAL OBSERVACIONES

TIEMPOESCALA:

HOJA : 1/1 2002

H.T. Ref. H.T.15 H

ORDEN DE EJECUCION MATERIALES / INSTRUMENTOS

Pe2 Pe3

M

B

A

A B

baP T

0

Pe1

PER

) )

42


OPERACION

Verificar y fijar elementos hidrulicosSe verificar la operatividad de los elementos hidrulicos y se realizar el montaje en el panel de trabajo.

PROCESO DE EJECUCIN1. Verifique cilindro hidrulico- Inspeccione los orificios de purga, vstago, separadores, alineaciones, prdidas de aceite, - Verifique puntos de montaje y articulaciones2. Verifique el Grupo Hidrulico- Depsito, nivel de lquido- Filtros mangueras de presin y racores- Manmetro- Bomba hidrulica y motor elctrico.

OBSERVACIONES:

- Las bombas con cilindrada variable debern estar equipadas siempre con un drenaje de aceite de fugas.- Verificar los acoplamientos elsticos entre bomba y motor.

1 = Carcasa2 = Rotor 3 = Paletas4 = Anillo estator6 = Tornillo de posicionamiento (para caudal)7 = Tornillo de ajuste de la altura8 = Volumen de la celda9 = Placas de mando10= Pistn de posicionamiento de pndulo11= Pistn de posicionamiento grande12= Resorte

Bomba AcoplamientoElectromotor

Depsito

Indicador del nivel delliquido a presin

10

L

8 7 3 4 1269291

P

S

H.O. 1 2


/

3. Verifique vlvula direccional 4/3

- Revisar el buen estado del asiento, corredera, racores y juntas.4. Verifique vlvula de estrangulacion con antirretorno.

- Revise el buen estado del asiento, corredera, racores y juntas.- Abrir completamente la vlvula, girando la perilla de ajuste en sentido anti horario.

5. Verifique mangueras de presin

- Las mangueras de presin y los racores deben estar en buen estado.

- Las mangueras no deben estar demasiado plegadas ni dobladas.

6. Verifique manmetros.

. Elegir manmetros cuya escala sea el doble de la presin a medir y baado en glicerina.

7. Fijar elementos hidrulicos en tablero de pruebas.

- Cilindro hidrulico - Vlvula direccional 4/3-Vlvula de estrangulacin con antirretorno.- Manmetros.

OBSERVACIONES:

- En el tablero de pruebas est instalado el grupo hidrulico.

- Proteger al manmetro de los golpes de ariete, aislndolos mediante vlvulas o grifos.

A B

A

B

A

B

bar

Modulotubular

Segmentode cremallera

Carcasa

PalancaAguja

4 1010

00

2020

3030

4040

50506060

7070

8080

9090

100100

110110

120120

Mamometro

Escala

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES 44H.O. 2/2


OPERACIONInstalar circuitos hidrulicosEn esta operacin se realiza la instalacin de un circuito hidrulico de regulacin de velocidad de desplazamiento de un cilindro mediante una vlvula estranguladora con antirretornoAdems se muestra el efecto que una estrangulacin produce sobre la relacin de presin en el cilindro.

PROCESO DE EJECUCION1. Verifique que la bomba este desenergizada, el equipo sin presin.2. Realice la conexin de los elementos hidrulicos con las mangueras de presin, segn se muestra en el esquema:

Pe2 Pe3

M

B

A

A B

baP T

0

Pe1

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES 45H.O. 1/1


) (

OPERACION

Probar funcionamiento de circuitos hidrulicos

Se prepara el circuito en el que se pueda modificar el movimiento de desplazamiento mediante una vlvula estranguladora, mientras el movimiento en sentido contrario no es afectado. La vlvula estranguladora con antirretorno se instala de manera de lograr una estrangulacin en la alimentacin o en la descarga de los movimientos de entrada y de salida. Se debe medir la presin antes y despus del cilindro para cada caso.

PROCESO DE EJECUCION

1. Realice la prueba del circuito hidrulico para los cuatro casos requeridos.

Relaciones de presin en el cilindroI . Con una v lvu la ant i r re torno estranguladora la velocidad de pistn se puede .................... en una sola ....................

I I . En una v lvu la an t i r re to rno estranguladora se juntan en un solo aparato una ..................... y una ...............................

III. Una estrangulacin de descarga tiene la ventaja de la .........................IV. Con una estrangulacin de descarga se debe tener en cuenta la ............................

V. El caudal en una vlvula antirretorno estranguladora depende de la .................. ..............................

Estrang. alimentacinmovimiento de avanceEstrang. descargamovimiento de avanceEstrang. de alimentacinmovimiento de retroceso

Estrang. descargamovimiento de retroceso

Pe2 Pe3

ABCD

CIRCUITO ACIRCUITO B CIRCUITO C CIRCUITO D

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES 46H.O.1/1


ACTUADORES HIDRAULICOS

Son actuadores hidrulicos los cilindros y motores hidrulicos.

I. CILINDROS HIDRAULICOS

Los cilindros hidrulicos transforman la energa hidrulica en energa mecnica. Los cilindros producen movimientos lineales, por lo que tambin son denominados motores lineales.

Por el accionamiento con cilindros hidrulicos, en movimientos lineales de mquinas de trabajo, se obtienen las siguientes ventajas:- El accionamiento directo con cilindros hidrulicos es sencillo en su montaje y fcilmente bicable para el constructor de mquinas .

- Al no haber conversin de movimiento rotatorio en movimiento lineal, el accionamiento del cilindro posee buen rendimiento.

- La fuerza del cilindro permanece constante desde el comienzo hasta el final de la carrera.

- La velocidad del pistn, que depende del caudal introducido y de la superficie, tambin permanece constante a lo largo de toda la longitud de carrera.

- De acuerdo con el tipo constructivo, el cilindro puede producir fuerzas de compresin o de traccin.

- El dismensionamiento de cilindros hidrulicos permite construir accionamientos de gran potencia con cotas reducidas de montaje.De acuerdo con su efecto los cilindros hidrulicos, se dividen en:

- Cilindros de simple efecto- Cilindros de doble efecto

1. Cilindro de simple efectoLos cilindros de simple efecto pueden entregar su fuerza en un sentido. El retroposicionamiento del pistn slo se puede llevar a cabo mediante un resorte, por peso propio del pistn o por efecto de una fuerza externa

Cilindro a pistn de inmersina pistn sin vstago.13 q: sin tope internoder: con tope interno (pistn gua)

Fig.



Los cilindros a pistn sin vstago se emplean donde el sentido de la fuerza permite el retorno seguro a la posicin inicial, como por ejemplo, en prensas hidrulicas con mbolo interior, dispositivos de elevacin, etc.

L o s C i l i n d r o s c o n r e s o r t e s retroposicionadores se emplean all donde falta la fuerza externa de retroposicionamiento. Estos resortes se pueden disponer en el interior del cilindro o fuera de este.

2. Cilindro de doble efecto

Los cilindros de doble efecto poseen dos superficies de efecto opuesto, de igual o de distinto tamao. Disponen de dos conexiones de tuberas independientes entre s.

Los cilindros de doble efecto se subdividen en cilindros diferenciales y cilindros de doble vstago.

Los cilindros diferenciales poseen un pistn, el cual est unido fijamente a un vstago de dimetro menor. El nombre de cilindro diferencial deriva de las superficies efectivas de distinto tamao.

Los cilindros de doble vstago poseen un pistn, el cual est unido fijamente a dos vstagos de dimetro menor. La fuerza transmisible en ambas direcciones depende las superficies anulares de igual tamao y de la presin de servicio mxima admisible.

En los cilindros de doble efecto en versin tandem se unen dos cilindros de modo tal que el vstago de uno de ellos presione sobre la superficie del pistn del otro a travs de la base de este ltimo.

A AFigura 2: Cilindros de presin de efecto simple; izq: con resorte interno der: con resorte externo

B B

Figura 3: Cilindros de traccin de efecto simple,izq. Resorte interno, der.: con resorte externo

B A

Figura 4 Cilindro diferencial

B A

Figura 5 Cilindro de doble vstago

B2 A2 B1 A1

Figura 6 Cilindro tndem



Los cilindros de marcha rpida se emplean especialmente en la construccin de prensas. En este tipo de cilindro, mientras no se requiera fuerza completa de trabajo, solamente se carga una parte de la superficie efectiva del pistn.

Los cilindros Telescpicos se diferencian de los cilindros normales por su menor longitud de montaje al estar retrocedidos con respecto a cilindros normales con carrera comparable. En funcin de su cota de montaje estos cilindros se realizan de dos, tres, cuatro a cinco niveles. Se emplean cilindros telescpicos en ascenso res h id ru l i cos , veh cu los , plataformas, elevadoras, construccin de antenas, etc.

Caractersticas constructivas de un cilindro hidrulico:

1 Cabeza2 Base3 Vstago4 Tubo de cilindro5 Brida6 Buje gua7 Pistn

8 Buje amortiguador9 Buje amortiguador10 Buje de Rosca11 Tirante12 Tuerca13 Banda gua14 Retn del pistn (versin T)

14 Retn del Pistn (versin A)15 Separador16 Reten de vstago17 Junta Trica18 Anillo de apoyo19 Junta trica20 Vlvula antirretorno21 Vlvula estranguladora

Figura 9: Cilindro hidrulico en construccin por tirantes con fijacin por brida en la cabeza del cilindro



15 6 5 16 19 1 71 3 45615 18 8 7 14 2. 17 18 9 2 121110

20 13 14.1 21

B

Figura 8: Cilindro Telescpio de dobles

B

A A

B A

A

Fig. 7 Cilindro de marcha rpida

II MOTORES HIDRAULICOS

Los motores hidrulicos transforman la energa hidrulica en energa mecnica y generan movimientos rotatorios.

Tienen los mismos parmetros caractersticos que las bombas, aunque en el caso de los motores hidrulicos no se aplica el trmino de volumen desplazado, utilizando ms bien el de volumen absorbido.

Los motores hidrulicos se pueden dividir en motores de marcha rpida (n = 500 hasta 10000 rpm) y motores de marcha lenta (n = 0,5 hasta 1000 rpm).

Tambin lo podemos clasificar de la siguiente manera:

- Motores de accionamiento constante- Volumen de absorcin constante- Motores regulables- Volumen de absorcin regulable

Estos tipos bsicos se dividen por su parte como sigue:

Motor Hidrulico

Motor de engranaje Motor de aletas celulares Motor pistn

Motor de engranajesexteriores Motor de mbolo radialFuerza interior

Motor de engranajesinterior Motor de mbolo axialFuerza exterior

Motor de engranaje anular

Motor de accionamientoconstante

Motores ajustables o regulables



Fig. 10 Motor constante Fig. 11 Bomba /motor cte. Fig. 12 Bomba /motor variable

A continuacin se describen los ms importantes

1. Motores a engranajes

De acuerdo a su construccin, los motores a engranajes son muy similares a las bomas de engranajes, las diferencias estn en el campo de presin axial y en el hecho de que los motores a engranajes, concebidos para distintos sentidos de rotacin, disponen de una conexin de fugas.

El fluido hidrulico que llega al motor hidrulico acta sobre los engranajes. Se produce un par de giro que es entregado sobre el eje del motor. Los motores a engranajes se aplican frecuentemente en la hidrulica de mviles y para accionar cintas transportadoras, separadores, ventiladores, transportadores sin fin o sopladores.

Figura 13: Motor a engranajes

Magnitudes Caractersticas importantes:

Cilindrada aprox. 1 hasta 200 cmPresin de Servicio max. Hasta 300 barRango de rotaciones 500 hasta 10000 rpm

PT



2. Motores de pistones radiales

En este tipo constructivo los pistones (3) dispuestos radialmente se apoyan a travs de rodillos (8) sobre la curva de carrera (4). El flido hidrulico llega a la cmara del cilindro a travs de taladros axiales en el mando (5).Cada pistn es cargado o descargado con flido hidrulico por vuelta del eje tantas veces como la cantidad de levas existentes en la curva de carrera. El par de giro que se produce como consecuencia de la forma curva del estator es transmitido a travs de un dentado (6) desde el grupo rotor/pistn (3) al eje saliente (7).En la carcasa (1) se ha integrado un rodamiento de rodillos cnicos que puede absorber elevadas fuerzas axiales y radiales. En la carcasa de mando (2), a travs de un arrastre, se puede montar un freno de discos (9).Si en la cmara anular (10) el valor de presin de aflojamiento de los frenos resulta inferior a un valor determinado, el resorte de disco (21) comprime el paquete de discos (12). El freno ha sido accionado.Si el valor de aflojamiento supera el valor necesario entonces el pistn de frenado (13) es desplazado contra el resorte de disco.

Figura 13: Motor de pistones radiales

Magnitudes Caractersticas importantes:3Cilindrada 200 hasta 8000 cm

Presin de Servicio max. Hasta 450 barRango de rotaciones 1 hasta 300 rpmPar de giro mx hasta 45 000 Nm

10 11

1 2 5 9 13 12 6 3 8 47





CUAD

RO CO

MPA

RATI

VO DE

M

OTOR

ES

Dim

ensio

nes

Rela

cione

s pe

so/p

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kg

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lindr

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lindr

ada

varia

ble

Pequ

eos

-m

edian

os

0,4

7-14

0

100-

3000

80-85

70-80

110-

120

80-90

60-90

Fija

Posib

leBi

en

Pequ

eos

- m

edian

os

0,45

7-17

5

100-

3000

85-95

75-90

120-

140

75-90

60-90

Fija

Posib

leBi

en

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ianos

-gr

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s

0,6

7-35

0

100-

3000

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85-95

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140

95-98

85-95

Fija

Muy

bu

ena

Muy

bie

n

Pequ

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os

0,4 7-14

0

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3000

80-85

75-80

115-

130

85-90

60-90

Fija

Posib

leBi

en

Med

ianos

-gr

ande

s

1,5

7-35

0

10-30

00

90-95

85-95

120-

140

95-98

85-95

Varia

ble

muy

bu

ena

Muy

bie

n

2000

- 50

0020

00 - 50

0030

00 - 60

0070

00 - 15

000

7000

- 15

000

VALVULAS DIRECCIONALES

El control de una instalacin hidrulica se realiza mediante vlvulas. Bajo el trmino vlvulas direccionales se resumen todas las vlvulas con las cuales se puede comandar el arranque, la parada y el cambio de sentido del caudal de un flido hidrulico.

Vlvulas direccionales

Vlvulas direccionales de corredera Vlvulas direccionales de asiento

Mando directo Precomandadas Mando directo Precomandadas

Accionamiento manual

NG 6 hasta 32Pmax = 350 barQ max = 1100 L/min

Accionamiento electro-hidrulicoNG6 hasta 102Pmax= 350 barQ max = 7000 L/min


NG6 Pmax= 630 barQ max = 25 L/min

Accionamiento electro-hidrulicoNG10 hasta 82Pmax= 500 barQ max = 4000 L/min


NG 6 y 10Pmax = 315 barQ max = 120 L/min

Accionamiento mecnicoNG 6 y 10 Pmax=630 barQ max = 36 L/min

Accionamiento hidrulicoNG 6 hasta 102Pmax = 350 barQ max = 7000 L/min

accionamiento hidrulicoNG 6 y 10 Pmax=630 barQ max = 36 L/min

accionamiento neumticoNG 6 hasta 102Pmax = 315 barQ max = 120 L/min

accionamiento neumticoNG 6 y 10 Pmax=630 barQ max = 36 L/min

accionamiento elctricoNG64,5,6 y 10Pmax = 350 barQ max = 120 L/min

accionamiento elctricoNG 6 y 10 Pmax=630 barQ max = 36 L/min



La vlvula direccional de corredera es la de uso ms frecuente, dada sus numerosas ventajas :

- Construccin simple.- Buena potencia de conmutacin.- Bajas prdidas y- Multiplicidad de funcionamiento de mando.

La denominacin de vlvulas dependen del nmero de conexiones tiles (no se cuentan las conexiones de mando) y del nmero de posiciones de conmutacin.

Por lo tanto, una vlvula de dos conexiones tiles y 2 posiciones de conmutacin, se denomina vlvula direccional 2/2 vas.

Una vlvula direccional con 4 conexiones tiles y 3 posiciones de conmutacin, se denomina vlvula direccional 4/3 vas, las posiciones de conmutacin con sus rganos correspondientes de accionamiento se caracterizan con letras minsculas a y b.

En la figura 17 se ha representado una vlvula con 2 y otra con 3 posiciones de conmutacin. En la vlvula direccional con 3 posiciones conmutacin, la posicin del medio es la posicin de reposo (pos. de centrado).

Se denomina posicin de reposo a aquella posicin en la cual las piezas mviles no accionadas han tomado una posicin determinada por una fuerza (p. Eje. Resorte).

En las vlvulas con 3 ms posiciones de conmutacin, esta posicin se denomina 0. En las vlvulas con 2 posiciones de conmutacin la posicin de reposo se denomina a o b.

Figura 15 vlvula direccional 2/2 vas

P = conexin de presin (conexin de la bomba)T = conexin del tanque (conexin de retorno)A,B = conexin de trabajo

Figura 16 vlvula direccional 4/3 vas con denominacinde las conexiones

a b a 0 b

Figura 17 smbolos bsicos para vlvulas direccionales izq. Vlvula de 2 posiciones der.: Vlvula 3 posiciones

a 0 b

A B

P T

Figura 18 Vlvula direccional 4/3 vas con denominacin a conexiones, posiciones de conmutacin y elementos de accionamiento.

P

A



A B

P T

La Potencia y la calidad de una vlvula direccional se evalan de acuerdo a los siguientes criterios:- Lmite dinmico de potencia- Lmite esttico de potencia- Resistencia al caudal- Fugas (en vlvulas direccionales de correderas)-Tiempo de conmutacin.

En la Fig. 19 se ha representado el accionamiento del pistn de mando mediante palanca manual (1). El pistn siempre est firmemente unido al mecanismo de accionamiento y sigue el movimiento de ste. El retorno del pistn se alcanza mediante resortes (3), los cuales, al no haber fuerza de accionamiento, empujan al pistn a su posicin inicial.

Si hubiera un fiador, sin posibilidad de retroposicionamiento del pistn por resortes de centrado, la posicin de conmutacin quedara fijada por el fijador y slo se podra cambiar accionado nuevamente (no es posible en el accionamiento por tope de rodillos).

Vlvula de asiento

Pueden trabajar a altas presiones y a grandes velocidades, siendo su cierre casi perfecto. Su reparacin es sencilla, slo cambiando el cierre (generalmente una bola) y su asiento. Estas vlvulas hacen un cierre estanco y prestan fiabilidad.

Con fiador

Con resorteretroposicio-nador

Fig. 19 Vlvula direccional de accionamiento Manual

Fig. 20 Elementos de accionamiento manuales y mecanicos

Fig. 21 Vlvulas direccionales con centrado por resorte accionamiento neumtico ( arriba ), hidrulico (abajo)

1

2 3



1)

2)

A

P T

COMPARACION ENTRE VALVULAS DIRECCIONALES DE CORREDERA Y VALVULASDIRECCIONALES DE ASIENTO

A una carcasa con agujero axial llegan canales a distancias constructivas determinadas, los cuales continan hacia afuera como conexiones de conductos. En el agujero axial principal se mueve una corredera con ranuras de mando torneadas (ranuras anulares) mediante un elemento de accionamiento (p.ej . Electoimn) a posiciones predeterminadas con respecto a los agujeros de la carcasa, de modo que estos a travs de las ranuras anulares queden unidos entre s o separados y bloqueados.

En una carcasa se encuentran uno o varios asientos de vlvulas con esferas o conos como elementos de cierre, los cuales son apretados mediante resortes sobre los asientos y levantados de los mismo por medio de un tope. Los canales de aceite de presin se toman siempre antes del elemento de cierre o despus del asiento. El sentido del caudal slo es posible del lado de cierre hacia el lado del asiento, dado que el caudal slo se puede comandar de este modo (bloqueado o libre flujo). En sentido opuesto siempre actuara la vlvula antirretorno.

Montaje sencillo, poco exigente, especialmente conveniente el caso de cuadros complicados de caudal. Disposicin clara de la funcin. Baja compres in de super f i c ies por compensacin total de presin, elevada vida til. En cuanto a las dimensiones de la corredera, grandes secciones transversales de flujo, por lo tanto, para el mismo tamao constructivo resistencias al caudal comparativamente bajas.

Montaje sencillo y claro en vlvulas 2/2 y 3/2 vas.

Los sentidos de circulacin de caudal e s t n d e t e r m i n a d o s . B o m b a y consumidores siempre se deben unir a las conexiones previstas, dado que de otro modo cambiara la conducta de mando.

Dado el intersticio anular existente entre el agujero de la carcasa y la corredera existe un caudal de fugas de lado de alta presin hacia el de baja presin. Un estancamiento hermtico slo es posible mediante disposit ivos auxi l iares suplementarios (vlvulas de cierre) o construcciones especiales.

Los puntos de contacto entre el asiento y el elemento de cierre estn rectificados y esmerilados, por lo que se obtiene un estancamiento hermtico, que resulta necesario en la construccin de utillaje para hidrulicas de sujecin

Poco sensible grande partculas de suciedad por sus grandes secciones transversales de caudal. Sensible a su suciedad microfina en suspensin que llega al intersticio anular con el aceite de fugas y puede conduci r a un agarrotamiento (pegado) de la corredera, en especial a altas presiones.

Poco sensible a partculas microfinas en suspens in . En caso de g ran ensuciamiento r iesgo que estas partculas se depositen entre el elemento de cierre y el asiento. Este tipo de suciedad proviene del montaje de los tubos y de no llevar correctamente a cabo el lavado de la instalacin.

Segn la construccin y el material de la carcasa, hasta 350 bar. En la construccin de utilajes resulta poco conveniente emplear correderas pequeas a altas presiones y caudales reducidos de la bomba, ya que la prdida de caudal puede resultar relativamente alta.

Segn la construccin hasta 1000 bar.

Vlvulas direccionales de corredera Vlvulas direccionales de asiento

Funcionamiento

Caractersticasconstructivas

Estanqueidad

Sensibilidad alensuciamiento

Presiones de servicio admisibles



VLVULAS DE PRESINEl trmino vlvulas de presin abarca todas aquellas vlvulas que influyen de un modo determinado sobre la presin del sistema en una instalacin o en parte de la misma. Ello sucede exclusivamente mediante variacin de secciones transversales de estrangulamiento empleando elementos de ajuste mecnicos, hidrulicos, neumticos o elctricos.

De acuerdo a su funcin, las vlvulas de presin se pueden subdividir en cuatro grupos:

- Vlvulas limitadoras de presin- Vlvulas de secuencia - Vlvulas de desconexin por presin y- Vlvulas reductoras de presin

Val. de presin

Limitadoras

Mandodirecto

Pre -comandada

Vlvula de asiento

Vlvula de asientovlvula de corredera

NG 6 hasta 30Pmax = 630 barQmax = 330 L/min


Conectoras

Mandodirecto

Pre -comandada

Vlvula de corredera

Vlvula de asiento

NG 5, 6, 10Pmax = 210 barQmax = 80 L/min


Reductoras

Mandodirecto

Pre -comandada

Vlvula de corredera

Vlvula de corredera



Pre -comandada

Vlvula de correderaNG 6 hasta 30Pmax = 315 barQmax = 240 L/min

Figura 22: Funciones, caractersticas y datos de potencia de vlvulas de presin



Desconectoras

1. Vlvula limitadora de presin

Esta vlvula cumple la funcin de limitar la presin del s istema a un valor determinado.Cuando se alcanza este valor indicado, la vlvula limitadora de presin reacciona y conduce el caudal sobrante (es la diferencia del caudal entre caudal de la bomba y del consumidor) desde el sistema, de vuelta hacia el tanque.

El principio de funcionamiento de todas las vvulas limitadoras de presin se base en que la presin de entrada se conduce sobre una superficie de medicin cargada de fuerza (Fig. 23).La vlvula limitadora de presin se diferencian entre vlvulas de mando directo y precomandadas.

A. Vlvulas limitadora de presin de mando directo: visto desde el lado dinmico, tenemos en sistema resorte - masa, el cual, puesto en movimiento, realiza oscilaciones. Estas oscilaciones tambin influyen sobre la presin y deben eliminarse mediante amortiguacin.

En una carcaza o bloque de mando (1) se atornilla la vlvula compuesta de manguito (2), resorte (3), mecanismo variador (4) como con pistn amortiguador (5) y asiento templado (6).El resorte aprieta el cono sobre el asiento. La fuerza del resorte puede ajustarse en forma continua con el botn giratorio, con ello, tambin se ajusta la presin, la presin resultante del sistema acta sobre la superficie del cono. Si la presin levanta el cono del asiento, se abre la unin hacia la. conexin T (tanque).La carrera del cono est limitada por un reborde en el taladro amortiguador (7).

Figura 23 Principio de la vlvula limitadora de presin como vlvula de asiento.La presin de entrada carga el cono o el lado frontal inferior de la corredera de mando con la fuerza hidrulica.F = P . A = F + P .Ahid E F A

= presin de entrada= pres. salida (en caso de descarga,

tambin pres. Tanque)A = Superf. del asiento o lado frontal de la corredera de mando.La fuerza del resorte pretensado F acta Fen sentido de cierre. La cmara del resorte est descargada hacia el tanque.

PEPA

PE

PAFhyd

FF

Figura 24. Vlvula limitadora de presin como vlvula insertable

T

P

T

6

P

7

5

8

3

1

2

4



B. Vlvulas limitadoras de presin precomandadas

Un mayor caudal exige dimetros ms grandes de asiento y de corredora. La superficie y, con ello la fuerza del resorte, aumenten en forma cuadrtica al dimetro.

Para grandes caudales y con el fin de mantener las dimensiones dentro de los valores razonables, las vlvulas se realizan precomandadas. Sirven para limitar o limitar y desacargar la presin del servicio.

Esta vlvula est compuesta bsicamente de una vlvula principal (1) con pistn (3) y de la vlvula de premando (2) con elemento de ajuste de presin. La vlvula de premando es una vlvula limitadora de presin de mando directo.

La presin actuante en la va A acta sobre el pistn principal (3). Simultneamente la presin acta a travs de los conductos de mando (6) y (7) con su toberas (4,5 y 11) sobre el lado del pistn principal (3) cargado por el resorte y sobre la esfera (8) en la vlvula de premando (2). Si la presin en la va A aumenta, alcanzando un valor superior al que ha sido ajustado por el resorte (9), la esfera (8) abre contra el resorte (9).A travs de la conexin X se puede descargar

mandos de maquinas hidraulicas

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