Unidad 4

Elementos de Trabajo y válvulas Hidráulicas

4.1.1 Lineales4.1.2 Rotativos

4.1 Partes principales y principio de funcionamiento de actuadores

hidráulicos.

ACTUADORES

Definición: • Un  ACTUADOR  es  un  dispositivo  inherentemente 

mecánico cuya  función es proporcionar  fuerza para mover  o  “actuar”  otro  dispositivo  mecánico.  La fuerza  que  provoca  el  actuador  proviene  de  tres fuentes  posibles:  Presión  neumática,  presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o solenoide). Dependiendo del origen de la fuerza el actuador  se  denomina  “neumático”,  “hidráulico”  o “eléctrico”.

Historia:• El actuador más común es el actuador manual o 

humano. Es decir, una persona mueve o actúa un dispositivo para promover su funcionamiento. 

• Con  el  tiempo,  se  hizo  conveniente  automatizar la actuación de dispositivos, por lo que diferentes dispositivos  hicieron  su  aparición.  Actualmente hay básicamente dos tipos de actuadores.

Actuadores Hidráulicos• Se clasifican en Actuadores Lineales,  llamados Cilindros. Y 

actuadores  rotativos  en  general  denominados  motores hidráulicos.  Los  actuadores  son  alimentados  con  fluido  a presión y se obtiene un movimiento con una determinada velocidad,  fuerza,  o  bien  velocidad  angular  y momento  a partir de  la perdida de presión de un determinado caudal del fluido en cuestión.

Potencia de Entrada = Presión x Caudal

Potencia Entregada en el Actuador = Variación de Presión x Caudal.

Esta  variación  de  presión  deberá  computarse  entre  la  entrada  y  la salida  del  actuador.  En  estas  expresiones  no  consideramos  las pérdidas por rozamiento que existen y no se debe dejar de tenerlas en cuenta para las realizaciones prácticas.La potencia mecánica de salida estará dada en los actuadores lineales por:

Potencia de Salida = Fuerza x Velocidad

Y en los actuadores rotativos por: 

Potencia de Salida = Momento Motor (Torque) x Velocidad Angular

Es  evidente  que  las  perdidas  entre  la  potencia  de  entrada  y  salida serán las pérdidas por rozamiento.

Actuadores Lineales

En  la  figura  se  ve  el  esquema  de  un  cilindro  hidráulico.  Cuando  se alimenta con fluido hidráulico por la boca posterior avanza.

La velocidad de avance es proporcional al Caudal e inversamente proporcional  al  área posterior del pistón. Es de hacer notar que para que el pistón avance será necesario que el fluido presente en la cámara anterior salga por  la boca correspondiente.  Cuando se desea que el pistón entre se debe alimentar por la boca anterior y sacar el fluido de la cámara posterior. Este cambio de direcciones del fluido se logra mediante las válvulas direccionales.

Existen cilindros de simple efecto, en ese caso sólo una cámara es alimentada por aceite, la otra queda vacía conectada al exterior y el movimiento que correspondería al aceite llenando la cámara se reemplaza por la gravedad, o bien por un resorte.

ACTUADORES HIDRÁULICOS LINEALES

Los  cilindros  hidráulicos  de    movimiento  lineal son  utilizados    comúnmente  en    aplicaciones donde  la  fuerza  de  empuje  del    pistón  y  su desplazamiento son   elevados.

Los  cilindros  hidráulicos  pueden    ser  de  simple efecto, de doble efecto y  telescópicos.

Cilindros de simple efectoEn el primer tipo, el fluido hidráulico empuja  en  un  sentido  el  pistón  del   cilindro y una fuerza externa (resorte  o  gravedad)  lo  retrae  en  sentido   contrario. El  cuerpo del  cilindro es  la caja  externa  tubular  y  contiene  el pistón,  el  sello  del    pistón  y  el   vástago.  “Calibre”  es  el  término   usado  para  indicar  el  diámetro  del   pistón.  El  extremo  del  pistón  del cilindro  (algunas  veces  llamado   “extremo  ciego”) se conoce como el  extremo  de  la  cabeza.  El  extremo desde el cual el vástago se extiende y se retrae se conoce como el extremo del vástago.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTOLos  cilindros  de  simple  efecto constan de un tubo cerrado en uno  de  sus    lados  dentro  del cual  va  un  émbolo  o  vástago que  se  desliza  hacia  dentro  o hacia  fuera.  Entre  los  dos existe  un  buje  que  sirve  de guía y unos empaques que no permiten  que  el  aceite  salga. No  tienen  sino  una  sola cámara  y  el  área  sobre  la que actúa la presión, es el área del vástago.

Cilindro Hidráulico de simple efecto

Dado  que  no  tienen  sino  una  cámara,  al introducir  el  aceite  el  vástago  saldrá,  pero  no será posible hacer que el vástago retorne, sino solo usando una fuerza externa.

Cilindros de acción dobleEl cilindro de acción doble utiliza la  fuerza generada por el fluido hidráulico  para  mover el pistón en los dos sentidos, mediante una válvula de solenoide.

El cilindro de acción doble es el  accionador hidráulico más común utilizado  actualmente y se usa en  los  sistemas del  implemento,  la dirección y   otros   sistemas donde se requiera que el  cilindro funcione en ambas direcciones.  

CILINDROS DE DOBLE EFECTOLos cilindros de doble efecto son en los que, tanto  la salida como el retorno, se hacen por medio del aceite. Esto quiere decir, que son capaces de suministrar potencia, tanto saliendo como entrando.

El cilindro más común de doble efecto, consta de una camisa dentro de la cual va un pistón unido al vástago y dos tapas en los extremos que cierran la salida del aceite. Este pistón divide el  cilindro en dos cámaras  cuyas áreas  sobre  las que va actuar  la presión son diferentes, debido a que una de ellas se encuentra el vástago.

Durante  el  avance,  el  aceite  ejerce  presión  sobre  todo  el  área  del  pistón, mientras que  en el regreso solo lo hace en el área anular, es decir, el área del pistón menos el área del vástago. Esto hace que a éstos cilindros se les conozca como "cilindros diferenciales".

Funcionamiento de un cilindro de doble efecto

En la figura se muestra  el corte de un cilindro hidráulico de doble efecto y se pueden ver todos sus componentes.

Cilindro telescópicos

También  están  los  cilindros "telescópicos".  En  estos  el vástago consta de dos o más etapas una dentro de la otra, como se muestra en la figura, de tal forma que van saliendo una  a  la  vez  (por  diferencia de  áreas).  Lográndose  un recorrido que es igual  al que tendría  si  fuera  una    sola etapa,  multiplicado  por  el número de etapas que tenga.

Cilindro telescópico.

El  cilindro  telescópico contiene otros de   menos diámetro en  su interior y se     expanden en etapas,  son muy utilizados en grúas. Está constituido por los tubos  cilíndricos y vástago de émbolo. En el    avance  sale  primero  el  émbolo  interior,      siguiendo  desde dentro hacia fuera los siguientes vástagos o tubos. La reposición  de  las  barras  telescópicas  se    realiza  por  fuerzas  externas.  La fuerza  de  aplicación  está  determinada  por  la  superficie  del émbolo menor.

FuncionamientoEs importante comprender el funcionamiento de los actuadores para su correcta aplicación.  

Funcionamiento del actuador Rotatorio

El  objetivo  final  del  actuador  rotatorio  es  generar  un  movimiento giratorio. El movimiento debe estar limitado a un ángulo máximo de rotación. Normalmente se habla de actuadores de cuarto de vuelta, o 90º; fracción de vuelta para ángulos diferentes a 90º, por ejemplo 180º; y de actuadores multivuelta, para válvulas lineales que poseen un  eje    de  tornillo  o  que  requieren  de  múltiples  vueltas  para  ser actuados. 

La  variable básica  a  tomar en  cuenta en un actuador  rotatorio  es  el  torque o par; también llamado momento. Y es expresado en lb-in, lb-pie, N-m, etc. El  actuador  rotatorio  dependiendo  de  su  diseño,  consta  de  las  siguientes  partes móviles básicas: 

Actuador Hidráulico RotatorioPara  hacer  funcionar  el  actuador  hidráulico,  se  conecta  la  presión hidráulica  a uno de  los  lados del  émbolo o  veleta  (en adelante,  solo “émbolo”)  generando  una  fuerza  en  sentido  de  la  expansión  del espacio entre el émbolo y la pared del cilindro o el cuerpo. Mediante  un dispositivo mecánico que puede ser el conjunto piñón y cremallera, yugo  escocés,  o  una  simple  veleta,  el movimiento  se  transforma  en rotatorio.  Para mover  el  actuador  en  sentido  contrario  es  necesario introducir aire comprimido en el lado opuesto del émbolo.

El  torque  que  genera  el  actuador  es  directamente  proporcional  a  la presión de aceite hidráulico, pero puede ser variable de acuerdo a  la posición actual del actuador, si el actuador es de Yugo Escocés.

MOTORES HIDRAULICOSSe  denominan  motores  hidráulicos  a  los  actuadores  que  tienen  movimiento rotatorio.  En  cuanto  su  construcción  se  parece mucho  a  las  bombas  pero  en lugar de enviar caudal son movidos por éste a una velocidad que depende del mismo.

Se  distinguen  dos  clases  principales,  los  motores  unidireccionales  y  los bidireccionales

En  los motores unidireccionales  la  salida del  aceite  está  conectada al  retorno del sistema (tanque). En los bidireccionales existe la posibilidad de enviar aceite por cualquiera de las conexiones, con lo cual se logra que el motor gire en una dirección  o  en  otra  según  la  entrada  del  aceite,  en  estos  últimos  se  requiere tener un dreno eterno que permita enviar las fugas de aceite al tanque y evitar así daños al motor.

 El  tamaño  de  los  motores  se  establece  por  su "desplazamiento“. El desplazamiento es la cantidad o volumen de aceite que requiere un motor para girar una vez. Es decir, la capacidad  de  cada  cámara  del  motor  multiplicada  por  el número de cámaras. Los fabricantes también clasifican los motores de acuerdo con al "porcentaje de torsión". Este se define como el torque en   Ib-in que da el motor  por cada 100 PSI de presión en el aceite con este parámetro, se puede encontrar fácilmente  el torque que  proporcionará  un  motor  a  una  presión  determinada, multiplicándolo por la presión de trabajo y dividiendo por 100

En cuanto a la conformación física, existen tres tipos básicos de motores:

• De engranajes • De paletas • De pistones

MOTORES DE ENGRANAJESNormalmente  constan  de  engranajes  que  trabajan  juntos  dentro  de    una  cavidad sellada del motor. La presión del aceite actúa sobre las superficies de los dientes de uno de los engranajes generando así un torque en el eje de salida, que es el eje de los mismos engranajes.

En la figura se muestra en el corte transversal de uno de estos motores y la forma como actúa el aceite:

Corte de un motor de engranajes

El desplazamiento de este motor  es  igual  a  la cantidad  de  aceite    que cabe entre dos dientes de un engranaje multiplicado por  el  número  de  dientes de los dos engranajes.

 

Motor hidráulico de piñones

MOTORES DE PALETAS

Un motor de paletas está compuesto  por un rotor que tiene una  serie  de  orificios  radiales  dentro  de  los  cuales  se mueven unas paletas que a su vez se desplazan por una pista que  tiene  una  forma  parecida  a  una  elipse,  con  la  cual  se logra que  las paletas  salgan y entren dentro del orificio del rotor.

La presión actúa sobre el área de la paleta que esta fuera del rotor, generando una fuerza que a su vez se convierte en un torque en el eje del rotor que es el mismo del motor como se puede ver en la siguiente figura:

Funcionamiento de un motor de paletas

En un motor de paletas el desplazamiento  es el volumen que hay entre dos paletas multiplicado por  el  número de paletas.  Teniendo en  cuenta el  recorrido neto de  la paleta al entrar y salir  del rotor.

Motor de paletas

Este volumen se puede aumentar si  se hace que  las paletas salgan más del orificio del rotor, es decir, si el agujero con forma elíptica del anillo externo se hace mayor. También se hace mayor el volumen si el  rotor y, por  tanto,  las paletas y el anillo, se hacen más anchos.  Debido  a  esto  con  un  mismo  cuerpo  o  carcaza  se  puede  tener  motores  de diferentes desplazamientos.

                            

Resortes para mantener las paletas salidas

MOTORES DE PISTONES Existen dos tipos de motores de pistones, los axiales y los radiales.

Los  motores  de  pistones  axiales  constan  de  un  tambor    con  una  serie  de  orificios dentro  de  los  cuales  se  mueven  entrando  y  saliendo,  los  pistones  a  medida  que  el tambor va  rotando. En  la figura  siguiente se muestra como es y cómo funciona   este tipo de motor:

Funcionamiento.El  tambor  por  su  parte  frontal, gira  rozando una  tapa que  es  la que tiene los orificios de entrada y  de  salida  del  motor  y  que están  separados  entre  sí  por  un sello que hace el  tambor  contra la  tapa.  Al  haber  presión  de aceite en la entrada, los pistones que están comunicados con esta son empujados hacia dentro. Los pistones que están comunicados con  el  orificio  de  salida,  van moviéndose  hacia  fuera  y expulsando el aceite que llevan.

Motor de pistones axiales. Vista lateral

Variación del desplazamiento en un motor de pistones axiales

Así  que  el  desplazamiento  de  un motor  de  pistones  axiales  será igual  al  área  de  cada  pistón  multiplicada  por  el  número  de pistones y por el recorrido que hacen dentro del tambor.

4.3 Partes principales y principio de funcionamiento de las válvulas de control de 

dirección

4.3.1 Asiento4.3.2 corredera4.3.3 control directo4.3.4 control indirecto

Funcionamiento de las válvulas de control

Las válvulas de control se encargan de regular el flujo y circulación  tanto  de  líquidos  como  de  gases  en cualquier  proceso  industrial,  evitando  su  regreso  y estabilizando su presión.

Para  influir  en  el  paso  de  los  fluidos  las  válvulas  de control se van abriendo o cerrando dependiendo de las necesidades del flujo, es decir, no necesariamente están totalmente cerradas ni  totalmente abiertas, el nivel de uno u otro estado depende de las necesidades de flujo.

• Básicamente una válvula de control está formada por un  cuerpo  principal,  dentro  del  que  se  encuentran los asientos y el obturador. Estos elementos son  los que  ayudarán  a  definir  el  flujo  que  se  necesita  y permitirán regularlo.

• Cuando el obturador  libera u obstruye determinada superficie  de  la  válvula  es  cuando  el  flujo  varía aumentando  o  reduciéndose  según  la  posición  del obturador.

• También  tenemos  el  actuador  o motor  de  la válvula y al vástago. Este elemento se encarga de controlar el obturador. Al recibir una señal, el actuador la interpreta como un movimiento que  se  determinará  en  función  de  la necesidad de un mayor o menor flujo.

Una  válvula  se  puede  definir  como  un  aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular  la  circulación  (paso) de  líquidos o gases mediante  una  pieza movible  que  abre,  cierra  u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.           

Las  válvulas  son  unos  de  los  instrumentos  de  control más esenciales en  la  industria. Debido a su diseño y materiales, las  válvulas  pueden  abrir  y  cerrar,  conectar  y  desconectar, regular,  modular  o  aislar  una  enorme  serie  de  líquidos  y gases,  desde  los  más  simples  hasta  los  más  corrosivos  o tóxicos.  Sus  tamaños  van  desde  una  fracción  de  pulgada hasta 30 ft  (9 m) o más de diámetro. Pueden  trabajar  con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas  instalaciones se requiere un sellado absoluto;  en  otras,  las  fugas  o  escurrimientos  no  tienen importancia.

• La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad  total  de  fluido  que  ha  pasado  por una  sección  de  terminada  de  un  conducto. Caudal  es  el  flujo  por  unidad  de  tiempo;  es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección  determinada  del  conducto  en  la unidad de tiempo.

Válvula de control.• La válvula automática de control generalmente 

constituye  el  último  elemento  en  un  lazo  de control  instalado  en  la  línea  de  proceso  y  se comporta  como  un  orificio  cuya  sección  de paso  varia  continuamente  con  la  finalidad  de controlar un caudal en una forma determinada.

Partes de la válvula de control.Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.

Actuador:  el  actuador  también  llamado accionador o motor,  puede  ser  neumático, eléctrico o hidráulico, pero  los más utilizados son  los dos primeros, por ser  las más sencillas y de rápida actuaciones. 

Aproximadamente  el  90%  de  las  válvulas  utilizadas  en  la  industria  son  accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de  la presión  recibida por  la  válvula corresponda una posición determinada del vástago. 

Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera.

Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. 

El  tapón es el encargado de controlar  la cantidad de fluido que  pasa  a  través  de  la  válvula  y  puede  accionar  en  la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador. 

Categorías de válvulas.

Debido a  las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado  innumerables  diseños  y  variantes  con  el  paso  de  los  años, conforme  se  han  desarrollado  nuevos  materiales.  Todos  los  tipos  de válvulas  recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de  diafragma,  válvulas  de  macho,  válvulas  de  retención  y  válvulas  de desahogo (alivio).

Estas  categorías  básicas  se  describen  a  continuación.  Seria  imposible mencionar todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y  no  se  ha  intentado  hacerlo.  Más  bien  se  presenta  una  descripción general  de  cada  tipo  en  un  formato  general,  se  dan  recomendaciones para  servicio,  aplicaciones,  ventajas,  desventajas  y  otra  información  útil para el lector.

• Válvulas de compuerta

La  válvula  de  compuerta es de vueltas múltiples, en la  cual  se  cierra  el  orificio con  un  disco  vertical  de cara  plana  que  se  desliza en ángulos rectos sobre el asiento

Válvula de asientoLa válvula de asiento (también llamada "de globo" o "de coliza") es una válvula que consiste en un agujero, generalmente redondo u oval, y un tapón cónico, por lo general en forma de disco, colocado en el extremo de una varilla, también llamado "vástago de la válvula". El vástago guía a la válvula a través de una guía de la válvula. Sirve tanto para regular el paso de un elemento como para la función de todo o nada.

El  elemento  de  cierre  apoya  sobre  un  anillo  de  asiento,  de  sección circular. A medida que el elemento de cierre se aproxima al asiento, la sección  de  paso  se  reduce  y  por  tanto  aumenta  la  pérdida  de  carga disminuyendo  el  caudal.  En  algunas  aplicaciones,  la  diferencia  de presión ayuda a cerrar la válvula, y en otra ayuda a abrirla.

• Las  válvulas  Presta  y  Schrader  usada  en  las ruedas  infladas  con  aire,  son  un  clásico ejemplo de válvula de asiento. Usualmente no tienen  resortes,  y  la  válvula  se  mantiene cerrada  por  la  presión  del  aire  dentro  de  la rueda,  y  se  abre  al  introducirlo  a  mayor presión para inflarla.

OperaciónVálvula de asiento de 2 vías, operada manualmente a través del botón superior.

Las válvulas de asiento  son de construcción muy  robusta y  resistente, para uso industrial en válvulas de control direccional. Por lo general son muy  tolerantes  con  los  contaminantes  del  aire  (óxido,  polvo,  etc.) cuando  se  utilizan  en  el  servicio  de  aire  comprimido.  También  se caracterizan  por  permitir  altos  caudales,  y  una  alta  velocidad  de operación. Cuando se actúa sobre la válvula, ésta se abre rápidamente, y el área para que pase el fluido es también grande. Se caracterizan por poseer una parte móvil,  la válvula propiamente dicha, la que es usada para controlar el flujo de un fluido o un gas por el cuerpo de la válvula.

Aplicaciones

• Las  válvulas  de  asiento  son  usadas  en  muchos  procesos industriales,  desde  controlar  el  flujo  de  combustible  en  cohetes hasta para controlar el paso de leche.

• La  industria  de  los  semiconductores  a  menudo  usa  válvulas  de asiento ultra-limpias como válvulas de aislamiento.

• Algunas de las aplicaciones que las utilizan:• Equipos para lavaderos de autos• Equipamientos para lavanderías• Control de aire y líquidos en procesos industriales• Tratamiento de aguas y residuos• Compresores de aire• Secadoras de aire industriales

• Procesamiento de papel y pulpa• Equipos para caudales altos de aire, agua u otros líquidos para 

enfriamiento y procesamiento• Industria textil, para equipos de blanqueo, teñido y secado• Equipos de pruebas que requieren actuación rápida• Equipamientos de minería y construcción (supresión de polvo)• Refrigeración en autobuses, barcos, equipos de construcción y 

otros equipos y maquinaria para autopistas y carreteras.• Regulación del líquido refrigerante en máquinas herramientas• Control  del  intercambiador  de  calor  en  ventiladores  y 

refrigeración2

• Control  del  agua  refrigerante  en  máquinas  de  moldeo  por inyección

Válvula de corredera

• Esta  válvula  es  también  muy  sencilla  de comprender. En su estado de reposo el mando cierra  el  paso  de  la  entrada  de  fluido  por  P hacia A, en cambio, deja abierto el retorno de A hacia T.También  podemos  ver  que  tiene  un  drenaje por medio del conducto L.

• Sin  embargo,  si  accionamos  el  pulsador  la entrada de fluido P queda abierta hacia A, y se obstruye  el  retorno  de A hacia T.

La  válvula  quedará  en  estado  de  reposo siempre  y  cuando  no  estemos  accionando  el pulsador,  el  resorte  o  muelle  guía  a  la corredera a su estado de reposo.

• Las juntas J evitan el escape de fluido hacia el exterior,  es  una  de  las  causas  de  avería  de éstos  elementos,  ya  que  por  su  uso,  por utilizar  un  fluido  inadecuado,  o  también,  por cambios  de  temperaturas,  pueden  sufrir deterioro.  En  éstos  casos,  solamente tendremos que cambiar las juntas. 

Válvula de control directo

El  solenoide  está  libre  de tensión  y  el  émbolo  del solenoide cierra el asiento de la  válvula  por  medio  de  la fuerza del muelle y la presión media.En  este  tipo  de  control  la junta de la válvula es solidario al émbolo del solenoide.

Apertura de la válvula• El  solenoide  se  energiza,  la 

fuerza  magnética  resultante que  actúa  en  el  émbolo  del solenoide  es  más  grande  que las fuerzas de resorte y presión del fluido.

• El  émbolo  del  solenoide levanta  directamente  el émbolo  del  asiento  de  la válvula.

Cierre de la válvula • Con  el  corte  de  tensión 

sobre  el  solenoide,  el campo magnético se corta.

• El émbolo del solenoide des energizado  cierra el  asiento de  la  válvula  por medio  de la  fuerza  del  muelle  y  la presión del fluido.

Válvula de control indirecto

La bobina no recibe tensión; el pistón de pilotaje cierra por efecto de la fuerza del muelle.La presión de entrada se acumula a través de un orificio piloto  en  el  lado  superior  del  elemento de  sellado  y  el émbolo.Esta  presión  crea  una  fuerza  de  cierre  en  la  parte superior  del  elemento  de  cierre  superior  a  la  existente en la parte inferior.El  elemento  de  cierre  presiona  sobre  el  orificio  de  la válvula, manteniendo ésta cerrada.

Apertura de la válvulaLa bobina se energiza; la fuerza magnética resultante es mayor que el resto de fuerzas que cierran el pistón de pilotaje, por lo que éste abre.La fuerza de cierre sobre el elemento de cierre se hace menor porque  la  cámara  superior  del  elemento  de  cierre  se  está despresurizando al escapar el fluido por el orificio de pilotaje.

La  creciente  fuerza  de apertura  hace  que  el elemento de cierre suba más,  realizando  la apertura  total  de  la válvula.

4.4 Partes principales y principio de funcionamiento de las válvulas de control de caudal

4.4.1 Estranguladora4.4.2 Reguladora

4.5 Interpretación de diagramas Hidráulicos

Interpretación de Esquemas Hidráulicos

Los  diagramas  precisos  de  circuitos hidráulicos  son  esenciales  para  los  técnicos que deben  repararlos.    El  diagrama muestra cómo interactúan los  componentes. Muestra al técnico cómo funciona,  que debería hacer cada  componente  y  a  dónde    debería  ir  el aceite,  lo  cual  es  útil  para  diagnosticar    y reparar el sistema. 

DIAGRAMAS DE CIRCUITOS Existen dos tipos de diagramas de circuitos. A: Los Diagramas de circuito en corte transversal muestran la construcción interna de los  componentes además de las rutas que sigue el flujo  de aceite. Mediante colores, sombras o diversos  patrones en líneas y pasos, puede mostrarse  muchas condiciones diferentes de presión y flujo.

B: Los Diagramas de circuito esquemáticos se usan preferentemente para la solución de fallas por su capacidad de mostrar las funciones actuales y potenciales del sistema. Los diagramas esquemáticos están compuestos de símbolos geométricos que corresponden a los componentes y sus controles y conexiones

1. Sistemas de símbolos esquemáticosA: I.S.O = Organización Internacional de Estándares B: A.N.S.I. = Instituto Americano Nacional de EstándarC: A.S.A = Asociación Americana de EstándaresD: J.I.C. = Conferencia de Industrias Consolidadas

Hay diferencias entre los sistemas pero hay suficientes similitudes y el comprender los símbolos.

Depósitos hidráulicos

Los depósitos (Fig. 3) se representan con uncuadrado abierto que corresponde a un depósitoventilado a la atmósfera, o un cuadrado cerradoque corresponde a un depósito presurizado. Entodo sistema los depósitos tienes por lo menos dostuberías conectadas, en algunos son muchas más.A menudo los componentes que están conectadosa él están dispersos por todo el diagramaesquemático. En lugar de tener muchas líneasconfusas por todo el diagrama esquemático, escomún dibujar símbolos de depósito individualescerca de los componentes, tal como ocurre con elsímbolo de tierra de algunos diagramas decableado. Por lo general el depósito es el únicocomponente que se representa más de una vez.

Líneas o Tuberías

Una línea, tubería, manguera o cualquier conducto hidráulico que transporte el líquido entre los componentes se representa mediante una línea.Algunas líneas tienen flechas para demostrar la dirección del flujo de aceite; otras puedenrepresentarse como una línea punteada paraindicar ciertos tipos de flujo de aceite.

Hay líneas que cruzan a otras (Fig. 5), pero noestán conectadas. Existen muchas formas demostrar líneas que no están conectadas. Las líneas que están conectadas se indican con un punto o a veces con dos líneas cruzadas. Si el diagrama esquemático muestra un símbolo específico para indicar líneas que no están conectadas, todas las demás estarán conectadas.

Bombas hidráulicas

Existen muchos diseños básicos de bombas Una bomba de desplazamiento fijo simple se representa mediante un círculo con un triánguloapuntando hacia afuera. El triángulo apunta en ladirección en la cual fluirá el aceite. Si la bomba esreversible o está diseñada para bombear en ambasdirecciones, se indicará mediante dos triángulosopuestos y se interpretará que el aceite puede fluiren ambas direcciones.

Motores hidráulicos

Los símbolos de motores hidráulicos  soncírculos con triángulos, pero al contrario de lasbombas hidráulicas, el triángulo apunta haciaadentro para indicar que el aceite fluye condirección al motor. Se usa un triángulo para losmotores no reversibles y dos triángulos para losreversibles. Cuando se coloca una flecha que cruzaun motor corresponde a un motor de velocidadvariable.

Válvulas check

La válvula check  se indica mediante una bola en un asiento en V. Cuando se aplica presión de aceite al lado izquierdo de la bola, ésta es empujada hacia el asiento en V que obstruye el paso del aceite. Cuando se aplica presión de aceite al lado derecho de la bola, ésta se aleja del asiento y permite el paso del aceite. Una válvula de chequeo de derivación es una válvula unidireccional con un resorte en el extremo de la bola del símbolo.Esto indica que el aceite presurizado debe superarla presión del resorte antes de sacar la bola delasiento.

Válvulas de alivio

La válvula de alivio  se muestra como unaválvula con una salida conectada a la línea depresión y la otra línea conectada al depósito. Laflecha de dirección del flujo apunta en direcciónopuesta a la línea de presión y hacia el depósito.Cuando la presión del sistema supera el resorte dela válvula, la presión se dirige a través de la válvulahacia el depósito.

Válvulas hidráulicas

La válvula de control tiene recuadros (cuadrados) que representan las posiciones del carrete de la válvula. Hay un recuadro separado para cada posición de la válvula y dentro de estos recuadros se incluyen flechas que indican las rutas del flujo cuando se cambia la válvula a esa posición. Todas las conexiones de los puertos están incluidas en el recuadro que muestra la posición neutra de la válvula. Se puede visualizar mentalmente la función de la válvula en cualquier posición. Una válvula que tiene líneas paralelas fuera de los recuadros de la válvula indica que esta válvula puede tener posicionamiento infinito. Por lo general esta válvula se opera en las posiciones que se muestran. Un ejemplo de este tipo de válvula sería la válvula de prioridad de flujo o la válvula reguladora de presión.

Actuadores

Los carretes de la válvula se pueden controlar demuchas maneras. La imagen de arriba (A) muestrael símbolo de una palanca de control. La imagendel centro (B) muestra el símbolo de un pedal decontrol (operado con el pie). El control inferior (C)es un solenoide eléctrico.

Cilindros hidráulicos

El símbolo de cilindro  es un rectángulo simple que representa el cuerpo del cilindro. La varilla y el pistón se representan mediante una T que se inserta en el rectángulo. El símbolo se puede dibujar en cualquier posición.

Misceláneo

Los filtros, coladores e intercambiadores de calor(enfriadores) se representan como cuadradosque se giran en 45 grados y tienen conexiones deorificios en las esquinas. La línea punteada a90 grados del flujo de aceite indica un filtro o uncolador. Una línea continua a 90 grados del flujo deaceite con 2 triángulos apuntando hacia fuera indicaun enfriador. El símbolo de un calentador es cómoel del enfriador, salvo que los triángulos apuntanhacia adentro.

Controles de flujo

El control de flujo básico es una representación de un restrictor. Si el restrictor es ajustable se dibuja una flecha oblicua a lo largo del símbolo.

Cajas de válvula

Cuando se ve el diagrama de una caja, que indica que hay varios símbolos que forman unconjunto de componentes como el cuerpo de unaválvula o grupo de válvulas. El diagrama de la cajaaparece como un recuadro interrumpido por líneasen todos sus lados.

Diagrama esquemático hidráulico completo

A continuación se muestra un diagramaesquemático hidráulico simple (Fig. 16) que utilizalos símbolos descritos y la forma en que se utilizanen un diagrama esquemático completo. Se ve quehay una bomba hidráulica que obtiene el fluidodesde el depósito, hace pasar el fluido por el filtro ylo envía a la válvula. La válvula dirige el aceite alcilindro hidráulico.