Curso hidráulica

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

AGCO AR GENTIN A S .A. ARGENTIN GENTINA S.A.

RESUMEN DE CURSO

Hidrรกulica Bรกsica

CAPACITACION

ASISTENCIA TECNICA

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

Indice

1 - Fundamentos físicos de la hidráulica ................................................................ 5 1.1 - Verdades hidráulicas ............................................................................... 5 2 - Aplicación de una fuerza a un líquido ................................................................ 6 3 - Transmisión de fuerzas por medio de un líquido ................................................. 7 3.1 - Aplicación al cilindro hidráulico ................................................................ 7 3.1.1 - Transmisión de fuerzas y recorridos .............................................. 8 3.1.2 - Transmisión de la presión ............................................................. 9 3.1.3 - Medición de la presión ................................................................. 9 4 - Parámetros ..................................................................................................... 10 4.1 - Caudal ................................................................................................... 10 4.2 - Fuerza ................................................................................................... 11 5 - Hidrostática e Hidrodinámica ......................................................................... 12 6 - Densidad ......................................................................................................... 13 7 - Viscosidad ...................................................................................................... 14 7.1 - Relación viscosidad - temperatura ......................................................... 14 8 - Perdidas de cargas por escurrimiento ............................................................. 15 8.1 - Tipos de escurrimiento ........................................................................... 15 8.2 - Velocidad critica .................................................................................... 16 9 - Cavitación ....................................................................................................... 17 10 - Golpes de ariete ............................................................................................ 18 11 - Sistemas hidráulicos ...................................................................................... 19 11.1 - Comparación de sistemas abiertos y cerrados .................................... 20 12 - Bombas hidráulicas ....................................................................................... 22 12.1 - Tipos de caudales en la bomba ............................................................ 24 12.2 - Potencia hidráulica .............................................................................. 24 13 - Clasificación de bombas hidráulicas ............................................................. 25 13.1 - Bombas de engranajes ........................................................................ 26 13.1.1 - Componentes de una bomba de engranajes externos .............. 28 13.1.2 - Cálculo de caudales de bomba ................................................ 30 13.2 - Bomba de pistones .............................................................................. 31

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 14 - Cilindros Hidráulicos...................................................................................... 34 14.1 - Tipos constructivos y símbolos ............................................................. 35 14.2 - Cilindros hidráulicos de simple efecto .................................................. 36 14.3 - Cilindros hidráulicos de doble efecto ................................................... 38 15 - Amortiguador de fin de carrera ...................................................................... 41 16 - Limitador de carrera ...................................................................................... 42 17 - Empaquetaduras de pistón ............................................................................ 43 18 - Válvulas ......................................................................................................... 44 18.1 - Válvulas limitadoras de presión ............................................................ 44 18.2 - Símbolos .............................................................................................. 47 19 - Válvula reductora de presión ......................................................................... 48 20 - Válvulas de retención ..................................................................................... 49 20.1 - Tipos constructivos ............................................................................... 49 20.2 - Funcionamiento ................................................................................... 50 21 - Válvula reguladora de caudal ......................................................................... 51 21.A - Válvulas de estrangulación .................................................................. 51 21.B - Válvulas reguladoras de caudal ........................................................... 54 21.C - Sistema hidráulico de la dirección ....................................................... 59 22 - Válvulas distribuidoras ................................................................................... 69 22.1 - Símbolos .............................................................................................. 69 22.2 - Mandos ................................................................................................ 70 22.3 - Tipos constructivos de válvulas ............................................................. 70 22.4 - Fugas en los distribuidores .................................................................. 77 23 - Filtros ............................................................................................................ 78 23.1 - Tipos de filtros...................................................................................... 79 23.2 - Disposición de filtros ........................................................................... 81 24 - Depósito de fluido hidráulico ......................................................................... 83 24.1 - Componentes del depósito .................................................................. 84 25 - Enfriadores de aceite .................................................................................... 85 25.1 - Tipos de enfriadores ............................................................................ 85

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26 - Acumuladores hidráulicos .............................................................................. 86 26.1 - Acumulador tipo bolsa .......................................................................... 87 26.2 - Funcionamiento ................................................................................... 88 26.3 - Precauciones ....................................................................................... 90 27 - Tuberías ......................................................................................................... 91 28 - Instalación de tubos flexibles .......................................................................... 93 28.1 - Formas de instalación .......................................................................... 96 29 - Conectores para tubos .................................................................................. 97 30 - Fluidos hidráulicos ......................................................................................... 98 30.1 - Conservación de los fluidos hidráulicos ................................................ 98 31 - Aire en el sistema hidráulico .......................................................................... 99 31.1 - Bolsas de aire...................................................................................... 99 31.2 - Espuma superficial .............................................................................. 99 32 - Reglas de seguridad para sistemas hidráulicos ........................................... 100 33 - Prueba de los sistemas hidráulicos ............................................................. 101 33.1 - Recomendaciones ............................................................................. 102 33.2 - Diagnosticos de fallas en sistemas hidráulicos .................................. 102 34 - Anexos ........................................................................................................ 104 Notas

............................................................................................................ 117

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 1. Fundamentos físicos de la hidráulica La hidráulica trata sobre los fluidos en movimiento y en reposo.

Al hablar hoy de hidráulica, el concepto se refiere al mando y a la transmisión de fuerzas y movimientos (energía) mediante fluidos (aceite).

Fig. N° 1 Los fenómenos hidráulicos ocurren siempre en recintos cerrados (bombas, tuberías, válvulas, etc), dónde es imposible visualizar lo que sucede.

Por este motivo se debe recurrir a instrumentos que permitan medir los distintos parámetros y tener así una referencia de lo que ocurre.

La teoría de Pascal dice que en un recipiente cerrado, la presión en un punto del líquido o gas es transmitida igualmente en todas las direcciones y partes del fluído.

La hidráulica se basa en esta teoría para multiplicar la fuerza, mover implementos y hacer girar motores.

Principios Básicos - Los líquidos no tienen forma propia - Los líquidos no son compresibles - Los líquidos transmiten en todas las direcciones la presión que se les aplica - Los líquidos permiten multiplicar la fuerza aplicada.

.. . .

1.1 Verdades hidráulicas La fuerza hidráulica se genera casi siempre por medio de la fuerza mecánica.

Toda la energía que se mete en un sistema hidráulico, tiene que salir otra vez, ya sea en forma de trabajo (ganancia) o de calor (pérdida).

Cuando se estrangula el paso de un líquido se crea calor y se pierde energía potencial (presión) para realizar el trabajo.

El aceite sigue el camino de menor resistencia.

Hay 2 tipos principales de sistemas hidráulicos: -Abierto: se varia la presión, pero el flujo es constante.

-Cerrado: se varia el flujo, pero es constante la presión.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 2. Aplicación de una fuerza a un líquido Para aplicar una fuerza sobre un líquido es necesario desplazar una porción de la superficie del recipiente que los contiene.

Para aprovechar la fuerza que los líquidos transmiten en todas las direcciones es necesario que se desplace otra porción de superficie del recipiente.

Fig. N° 2

LA RELACION QUE EXISTE ENTRE LA FUERZA NORMAL EJERCIDA Y LA SUPERFICIE, MEDIANTE LA CUAL ACTUAMOS SOBRE EL LIQUIDO, ES LO QUE SE LLAMA PRESION. La unidad de medida de presión es el Pascal (Pa), que es la presión generada en un líquido cuando se aplica, sobre el mismo, una fuerza de un Newton (1N) sobre una superficie de un metro cuadrado.

A los efectos prácticos se utiliza el Bar, que es un múltiplo del Pascal.

1 bar = 1 kp cm2

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 3. Transmisión de fuerzas por medio de un liquido Los líquidos son prácticamente incompresibles, su volumen no varia cuando ejercemos sobre ellos una presión.

Esta propiedad, sumada a que las presiones que se ejercen sobre un líquido se transmiten en todas direcciones con la misma intensidad, permiten transmitir y multiplicar fuerzas utilizando líquidos como medio transmisor.

Si a un recipiente cerrado y lleno de líquido, por medio de una superficie desplazable aplicamos una fuerza, esta originará una presión que, sobre otra superficie cualquiera, desarrollará una fuerza proporcional a su tamaño.

Fig. N° 3

P = Presión = Fuerza Superficie

=F S

Fuerza aplicada Superf. de aplicación

= Presión = Fuerza recibida Superf. receptora

F1 S1

= P = F2 S2

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 3.1 Aplicación al cilindro hidráulico Si una fuerza F actúa sobre una superficie A, se da una presión P. La acción combinada de la fuerza F, la superficie A y la presión P se expresa por la fórmula: P = F (kp) = bar A (cm2)

Fig. N° 4 3.1.1 Transmisión de fuerzas y recorridos Los líquidos permiten multiplicar la fuerza aplicada.

P1= F1 A1 P2= F2 A2 P1 = P2

Fig. N° 5 Si una fuerza F2 actúa sobre una superficie A2, se da una presión P que actúa también sobre la cara grande del cilindro A1, produciendo una fuerza de elevación F1.

El émbolo con la cara A2 desplaza un volumen V a lo largo de su recorrido l2.

Este volumen desplaza el émbolo con la cara A1 que recorre la distancia l1.

V = A2 x l2 V = A1 x l1

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 3.1.2 Transmisión de la presión Los líquidos permiten multiplicar la presión.

Fig. N° 6 Sobre la cara del émbolo A1 en la cámara del cilindro 1 actúa la presión P1 produciendo una fuerza F = A1 x P1.

Con esta fuerza, el émbolo con cara A2 es empujado en la cámara del cilindro 2 y produce una presión P2.

P2 = F ( kp) A2 (cm ²)

= bar

3.1.3 Medición de la presión En la práctica semide con los manómetros.

Una presión puede producirse solo si se oponen resistencias (puntos de estrangulación) al caudal de aceite.

Una bomba nunca puede producir presión por sí sola, sino que determina únicamente el caudal.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 4. Parámetros 4.1 - Caudal Es la relación entre el volumen de líquido desplazado y el tiempo empleado en hacerlo. Sería la intensidad con la que un líquido fluye.

Caudal (Q) = Volumen de líquido = Superficie x Espacio Tiempo Tiempo

Fig. N° 7 Se mide en l/min.

Si una partícula del líquido recorre la distancia s en el tiempo t, se tiene la velocidad de paso v.

V = s = distancia = m T tiempo s s

Fig. N° 8

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Q2

Q1

Fig. N° 8 / 1 Al cambiar la sección a caudal constante Q, debe cambiar también la velocidad de paso v.

Q1 = Q2 A1 x v1 = A2 x v2 Las velocidades de paso cambian en proporción inversa a las secciones, es decir que al disminuir la sección, de A1 a A2, aumenta la velocidad de paso, de v1 a v2.

4.2 – Fuerza Es igual al producto de la presión actuante por la superficie de operación.

F=pxS

F P S

kg kg / cm2 cm

fuerza presión superficie

Fig. N° 9

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 5. Hidrostática e Hidrodinámica Los sistemas en los que no intervienen transformaciones de energía cinética del líquido (velocidad de circulación) o estas son despreciables, son las que se conocen como sistemas hidrostaticos.

Tal es el caso de los cilindros hidráulicos, bombas con desplazamiento positivo, motores a pistones, etc. que se utilizan en las máquinas agrícolas.

Fig. N° 10 Los sistemas hidrodinámicos basados en transformaciones de la energía cinética son los utilizados en los convertidores, embragues hidráulicos, bombas centrífugas, etc., en los cuales, las variaciones en la velocidad del fluido se utiliza para la impulsión de órganos mecánicos.

Fig. N° 11

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6. Densidad Es la relación que existe entre la masa y el volumen de una sustancia.

Densidad = Kilogramo m3

Ejemplos de densidad de líquidos (20°C)

kg/dm³ Acetona

0,79

Gasoil

0,85

Glicerina

1,26

Mercurio

13,5

Aceite Lubricante

0,91

Alquitrán

1,2

Agua

1,0

Alcohol de quemar

0,81

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7. Viscosidad La característica más importante de los fluidos hidráulicos es su viscosidad.

Constituye la medida de la resistencia que el fluido opone al movimiento.

Se distingue entre viscosidad dinámica y cinemática: Viscosidad dinámica: es la resistencia que dos superficies separadas por una película de aceite oponen al movimiento.

Viscosidad cinemática: se mide en segundos y es el tiempo que 60 ml de aceite tardan para escurrir a traves de un orificio determinado a una temperatura constante de 38° C. En hidráulica, la viscosidad cinemática es de gran importancia. Se mide en m/seg o mm/seg.

7.1 Relación viscosidad - temperatura Con la temperatura varía la viscosidad del aceite hidráulico.

Al aumentar la temperatura disminuye la viscosidad, entonces el aceite es más fluido con lo cual se dan mayores fugas, disminuyendo el espesor de la película de aceite.

A elevadas temperaturas la viscosidad del aceite deber ser suficiente para garantizar la lubricación.

A bajas temperaturas, se eleva la viscosidad.

Al ser el aceite más viscoso, aumentan las pérdidas por roce. El sistema hidráulico trabaja más lento, levantando los cilindros con mayor lentitud..

A bajas temperaturas la fluidez del aceite debe ser suficiente para que la bomba pueda aspirarlo.

Por estas razones las viscosidades recomendadas no deben cambiarse arbitrariamente.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 8. Perdidas de carga por escurrimiento 8.1 Tipos de escurrimiento Existen 2 tipos de escurrimiento: el laminar y el turbulento.

La ocurrencia de uno u otro tipo depende de varios factores, entre ellos: rugosidad interna y diámetro del conducto donde ocurre el escurrimiento y la velocidad y la viscosidad del fluido.

Para definir cual es el tipo de escurrimiento presente en una tubería, es necesario definir el número de Reynolds “R”.

Es un número adimensional que depende de la velocidad de circulación de un líquido, de las características del conducto y de la viscosidad cinemática del líquido.

Re = V x d v v = Viscosidad cinemática V = Velocidad d = Diámetro del conducto Cuando Re < 2300, el régimen es del TIPO LAMINAR Cuando Re > 2300, el régimen es TURBULENTO Cuando Re = 2300 se llega a la velocidad crítica

Fig. N° 12

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8.2 Velocidad crítica Cuando un líquido se mueve a bajas velocidades, sus partículas siguen trayectorias sensiblemente paralelas, por lo cual se dice que lo hacen en forma laminar.

Fig. N° 13

A partir de cierta velocidad de circulación, denominada “velocidad crítica”, las partículas del líquido comienzan a desordenarse y a tomar trayectorias desiguales y el régimen de circulación se convierte en turbulento.

Fig. N° 14

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 9. Cavitación Los fluidos hidráulicos no son perfectos.

Contienen componentes principales y pequeñas porciones de gases y de otros líquidos disueltos en él.

Por este motivo ocurren fenómenos en los circuitos hidráulicos que son muy perjudiciales y se lo conoce bajo el nombre de Cavitación.

La cavitación implica la formación de cavidades o discontinuidades en el seno del fluido.

- Una partícula líquida, cuando aumentan notablemente las presiones internas, pasa bruscamente al estado gaseoso, provocando una verdadera explosión en el seno del fluido que la contiene.

- Una partícula de gas, en determinadas condiciones de presión, pasa al estado líquido provocando una especie de implosión (brusca contracción).

*

Por estas razones son zonas de Cavitación, los lugares donde la presión se eleva bruscamente o desciende por debajo de la presión atmosférica.

*

Las zonas de aspiración de las bombas y las zonas de fondo de dientes de bombas y motores a engranajes son los lugares donde preferentemente ocurren estos fenómenos.

*

La violencia de la cavitación provoca desprendimientos metálicos en los conductos y partes interiores del circuito.

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10. Golpes de Ariete Una columna de líquido que circula por una cañería se comporta como cualquier objeto en movimiento.

Para detenerla es necesario ejercer una fuerza, la cual da lugar en los líquidos a una presión que se suma a la que se encuentra sometido el mismo.

Esta presión generada por la detención del movimiento es proporcional a la velocidad de circulación del fluido y a la brusquedad de su detención, denominándosela “golpe de ariete”.

Estos picos de presión se desplazan por todo el circuito con la velocidad del sonido.

Estos golpes producen 3 efectos graves: a) Esfuerzos excesivos sobre las partes que detienen el flujo. b) Cavitación en el extremo opuesto. c) Cavitación en lugares donde por transmisión de ondas, en uno y otro sentido, las presiones inducidas crecen o descienden a valores críticos.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 11. Sistemas Hidráulicos Un sistema hidráulico es una asociación de varios elementos que sirve para efectuar transmisiones de energía, utilizando como transmisor un fluido.

5 3

4

5 1

4 5

2 Fig. N° 15

Básicamente, los hidrosistemas se componen con los siguientes elementos: 1- Bomba: encargada de convertir la potencia con la que es accionada en energía hidráulica.

Impulsa el aceite. Genera fuerza.

2- Cilindro: genéricamente los actuadores y que son los encargados de devolver la energía hidráulica en forma mecánica. Hacen el trabajo.

3- Depósito: encargado de alimentar con fluido hidráulico el sistema. Reserva.

4- Válvulas: encargadas de orientar el caudal dentro del sistema y permitir el manejo de los distintos actuadores. Controlan el movimiento del aceite.

5- Conductos: encargados del pasaje del fluido hidráulico entre las distintas partes.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Ventajas de la Fuerza Hidráulica -Flexibilidad: no hay fuerza más flexible que la transmitida a través de un líquido encerrado en un sistema.

-Multiplicación de fuerza: todo sistema hidráulico permite multiplicar cuanto se quiera la fuerza aplicada.

-Simplicidad: un sistema hidráulico tiene menos piezas en movimiento y se autolubrica.

-Compacidad: los elementos integrantes son mucho más compactos.

-Seguridad: hay menos piezas en movimiento y las sobrecargas no causan daños importantes.

Desventajas -Altas presiones: si bien se usan tuberías y uniones especiales, se requiere un buen mantenimiento.

-Limpieza: los sistemas hidráulicos pueden averiarse por el óxido, la suciedad, el calor y la descomposición de líquidos.

11.1 - COMPARACION DE SISTEMAS HIDRAULICOS A- Sistemas Abiertos: La bomba trabaja constantemente, incluso en reposo.

El aceite fluye continuamente del depósito a la válvula de mando y desde esta otra vez al depósito.

1 - Bomba.

2 - Tanque.

3 - Cilindro.

4 - Válvula Fig. N° 16 Ventajas: -Menor presión en reposo, reducción de desgaste y pérdida de fuerza por fugas de aceite.

-Mayor simplicidad.

-Menor gasto de mantenimiento.

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B- Sistemas Cerrados: La bomba descansa mientras el sistema está en reposo.

1 - Bomba.

2 - Válvula 3 - Cilindro.

Fig. N° 17

La válvula de mando hace que la bomba deje de mandar aceite. La bomba sigue girando pero no trabaja.

Si la presión del aceite llega a caer por debajo de la presión de reposo del sistema, la bomba se activa y comienza a trabajar hasta restablecer la presión.

Ventajas: -La bomba solo trabaja cuando hace falta -El aceite siempre se mantiene a la presión de trabajo, con respuesta más rápida.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 12. Bombas hidráulicas La bomba es el mecanismo que convierte la energía mecánica en energía hidráulica.

El movimiento mecánico que la acciona se transforma en ella en movimiento del fluido hidráulico.

La bomba aspira aceite de un depósito (lado de aspiración) y por la salida (lado de impulsión), el fluido hidráulico es transportado al consumidor (cilindro), previo paso por un distribuidor.

Fig. N° 18 Las bombas hidráulicas pueden transportar determinada cantidad de aceite en una unidad de tiempo, su caudal volumétrico es función de la velocidad de rotación de la bomba, limitado por sus características dimensionales.

Esta no puede generar presión por si sola, sino que la presión P esta determinada por la resistencia ofrecida a la circulación del líquido. a) De caudal fijo: el volumen del fluido es constante en cada movimiento o revolución de la bomba.

El volumen varia únicamente al variar la velocidad de giro de la bomba.

Las fluctuaciones de presión dentro del sistema hidráulico pueden hacer variar el caudal, debido a las fugas de aceite hacia la boca de entrada a la bomba.

Fig. N° 19

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Por esta razón las bombas de caudal constante se suelen emplear en sistemas de baja presión o como bombas auxiliares de otra bomba que trabaja a presión más alta.

b) De caudal variable: el volumen de fluido por revolución puede regularse en forma manual o automática, sin variar su velocidad de giro.

Estas bombas llevan un mecanismo interior que hace variar el caudal que entregan de forma que mantenga constante la presión dentro del sistema hidráulico.

Cuando cae la presión aumenta el caudal y viceversa.

Fig. N° 20

CAUDAL FIJO

CAUDAL VARIABLE

1 - Caida de Presión 2 - Caudal 3 - Aumento de Presión

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Fig. N° 21

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 12.1 - Tipos de Caudales en la bomba -

Caudal real: es el caudal realmente erogado por una bomba funcionando a determinado número de revoluciones por minuto, con un fluido y presión también determinados.

Se indica generalmente la cantidad de litros / min erogados por la bomba a 2.000 rpm, a la presión normal de trabajo y con el fluido hidráulico recomendado.

-

Caudal teórico: es el caudal que la bomba realmente debería entregar si no tuviese fugas internas y a determinada velocidad de giro.

Para compararlo con el caudal real se calcula también para una rotación de 2.000 rpm

12.2 – Potencia hidráulica Es la potencia entregada por la bomba en forma hidráulica.

p

kp

N (Potencia Hidráulica) =

N (kw) =

p

(cm²)

.

q

l (min)

450

(bar)

.

q

600

24

l (min)

= (CV)

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 13. Clasificación de bombas hidráulicas Existe gran número de tipos de bombas hidráulicas, cada una de las cuales tiene sus ventajas y desventajas.

Todas las bombas producen un flujo o corriente de líquido. Entregan un caudal.

Desplazan el liquido de un punto a otro.

El desplazamiento del liquido puede ser de 2 clases: A - Desplazamiento no positivo B - Desplazamiento positivo

Desplazamiento no-positivo

A - La rueda de cangilones produce un desplazamiento no-positivo del agua que va pasando de un sitio a otro.

Fig. N° 22

Desplazamiento positivo B - Las bombas empleadas hoy en día en los sistemas hidráulicos no solamente transportan un caudal liquido, sino que también son capaces de sostenerlo contra la resistencia opuesta a su circulación.

Son llamadas de desplazamiento positivo, el liquido no puede retroceder en ningún momento, ya que la junta cierra herméticamente la caja en la que gira el rotor.

Fig. N° 23

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Bombas Hidráulicas Formas Constructivas

Bombas de Engranajes Externos

Bombas de Engranajes

Bombas de Pistones

Bombas de Caudal Fijo

Bombas de Caudal Fijo o Variable

Bombas de Engranajes Internos

Bombas de Rotor

Bombas Helicoidal

Bombas de Pistones Radiales

Bombas de Pistones Axiales

Bombas de Pistones en Línea

Bombas de Paletas

Bombas de Caudal Fijo o Variable

Admisión Central

Admisión Periférica

TIPOS DE BOMBAS 13.1 Bombas de Engranajes Las bombas hidráulicas de engranajes son las más difundidas por su simplicidad y por contar con pocos elementos móviles.

Hay 3 tipos básicos de bombas de engranajes, todas ellas de caudal fijo.

Fig. N° 24

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA a- Bomba de engranajes externos:

Fig. N° 25

Dos engranajes, uno de ellos con accionamiento desde afuera, están alojados en un cárter.

En la cámara de aspiración 1, el aceite llena los huecos del dentado, siendo transportado, a lo largo de la pared del cárter, hacia la cámara de impulsión 2. En ésta, las ruedas dentadas engranan nuevamente y producen el desplazamiento del aceite.

Su presión de trabajo puede llegar hasta 250 bar. b- Bomba de engranajes internos:

Fig. N° 26 Un engranaje de dentado común, gira dentro de otro que posee dentado interior.

Una media luna (3) separa a ambos engranajes formando dos cámaras, la de aspiración (1) y la de impulsión (2), entre las que fluye el aceite llevado por los vanos de los dientes.

Por la rotación de la rueda interior, la exterior es accionada también y el aceite es arrastrado por los huecos del dentado Su presión de trabajo puede llegar hasta 315 bar.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA c- Bomba de rotor (sin separador)

Fig. N° 27 El engranaje exterior tiene un diente más que el engranaje interior. La forma del dentado permite que cada diente de la rueda interior entre en contacto con la rueda exterior.

Por el movimiento de rotación de la rueda interior el aceite es arrastrado desde la cámara de aspiración 1 a la de impulsión 2.

Utilizada como bomba dosificadora en unidades de dirección hidrostáticas.

Su presión de trabajo puede llegar hasta 100 bar.

13.1.1 Componentes de una bomba de engranajes externos Su empleo es preferido por su gran simplicidad, solo 2 piezas móviles, y la facilidad para el mantenimiento y la reparación.

Fig. N° 28

28

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA La bomba se compone principalmente por el par de ruedas dentadas (1) que giran sobre los cojinetes (2), encerrados en el cárter de metal ligero (3), con las tapas delantera (4) y trasera (5).

Por la tapa delantera pasa el eje de accionamiento, y la hermetización se hace mediante un retén radial (6).

Fig. N° 29

29

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Funcionamiento:

Fig. N° 30 La presión de servicio (p) actúa sobre la periferia de las ruedas dentadas, empujándolas hacia el lado de la aspiración.

En este sector, los engranajes entran en contacto con el cárter formando una zona estanca (8).

Este espacio retiene una pequeña cantidad de fluido que es atrapado y comprimido entre los dientes en contacto, generando altas presiones que provocan ruidos y riesgos de cavitación.

Para evitar estos ruidos y riesgos, los casquillos de cojinete tienen escotaduras que evacúan el aceite comprimido sin presión a la cámara de aspiración (9).

13.1.2 Cálculo de caudales de bomba

Fig. N° 31 COTAS

CAUDAL BOMBA (lts / min) 3

8

12

16

20

24

28

32

40

48

A

43

47,6

50,1

53,6

56,6

60,1

63,6

67,1

74,1

81,1

B

2,8 7,5

10

13,5

16,5

20

23,5

27

34

41

ØC

37,3

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 13.2 Bombas de Pistones Un cilindro y un pistón constituyen la forma elemental de estas bombas, en las cuales se puede regular el caudal y pueden ser: 1- Simple Efecto

Fig. N° 32 El émbolo provoca el movimiento del fluido con una sola de sus caras.

2- Doble Efecto

Fig. N° 33 El émbolo provoca el movimiento del fluido con ambas caras Las bombas a pistones pueden agruparse de la siguiente forma:

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA a- Bomba de pistones radiales: El giro del rotor excéntrico produce un movimiento de elevación de los pistones, el cual aumenta en la cámara de aspiración (1) y disminuye en la de impulsión (2).

Por ajuste de la excentricidad cabe modificar el volumen y el sentido de circulación.

Su presión de trabajo puede llegar hasta 600 bar.

Fig. N° 34

b- Bomba de pistones axiales: La rotación de la placa oscilante (1) impone un movimiento de vaivén a los pistones llenando y evacuando la bomba.

Su presión de trabajo puede llegar hasta 400 bar.

Fig. N° 35

c- Bomba de pistones en línea: Por su rotación, el árbol de levas produce el movimiento de elevación de los pistones impulsando así el aceite.

Su presión de trabajo puede llegar hasta 500 bar.

Fig. N° 36

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA RENDIMIENTO DE LA BOMBA El rendimiento de la bomba, o sea, la eficacia con que trabaja, también tiene importancia para seleccionar un determinado tipo.

La calidad de una bomba se determina en base a 3 características: -

Rendimiento Volumétrico

-

Rendimiento Mecánico

-

Rendimiento Total

-Rendimiento Volumétrico: es la relación entre el caudal efectivo que entrega la bomba y el caudal teórico que entregaría en condiciones ideales. La diferencia entre uno y otro se puede deber a las fugas internas de la bomba.

-Rendimiento Mecánico: es la relación entre el rendimiento total de la bomba y su rendimiento volumétrico. La diferencia entre uno y otro suele deberse a la fricción de sus piezas en movimiento.

-Rendimiento Total: es la relación entre la potencia hidráulica que entrega la bomba y la potencia mecánica que absorbe.

Es igual al producto del rendimiento mecánico por el rendimiento volumétrico.

N total = N mec. x N vol. = %

N total =

pxQ 4,5 x Pot. Mec. (cv)

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= %

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 14. Cilindros Hidráulicos

Fig. N° 37 Son actuadores, que reconvierten la energía hidráulica que reciben en energía mecánica.

Realizan diversos trabajos en el sistema hidráulico y serían los brazos del mismo.

El cilindro, al poder instalarse en forma separada de la bomba hidráulica, que es la generadora de la energía, hace que este sea un elemento de trabajo polifacético dentro del sistema hidráulico que permite mantener constante las fuerzas y velocidades durante toda la embolada.

Tapa del lado del vástago

Sellos del pistón

Camisa del cilindro Tapa del lado de la cabeza

Vástago

Simbología

Ojal Bancada del vástago y retén

Entradas

Fig. N° 38

34

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 14.1 Tipos constructivos y símbolos

Cilindros Hidráulicos

35

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 14.2 Cilindros hidráulicos de Simple Efecto En los cilindros de este tipo, el aceite llega sólo a una cara del pistón, por lo cual estos cilindros ejercen fuerza en una sola dirección para mover una carga o ejercer movimiento.

Fig. N° 39 La misma carga o un resorte de presión hace volver el cilindro a su posición inicial.

En el lado opuesto al ingreso de fluido hidráulico existe un respiradero para la libre circulación del aire.

Ingreso de fluido

Sellado

Respiradero Sellado

Respiradero

Sellado

36

Ingreso de fluido

Fig. N° 40

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

Pueden tener o no ariete (pistón).

Fig. N° 41

En este caso la presión del fluido se aplica sobre la cara del pistón S. S=

3,14 x D

2

4

S

Fig. N° 42

En este caso la presión del fluido se aplica sobre la superficie frontal del vástago.

S=

37

3,14 x d 4

2

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 14.3 Cilindros hidráulicos de Doble Efecto Tanto el movimiento de avance del pistón como el de retorno se realiza por medio de caudal y presión hidráulica.

Vástago

Juntas Entradas para fluidos Fig. N° 43

Existen 2 tomas de fluido hidráulico, mientras una esta presurizada, la otra funciona como retorno.

Clasificación a- Doble Efecto No Equilibrados Los cilindros no equilibrados o diferenciales tienen un pistón con caras desiguales y diferentes volúmenes en las cámaras 1 y 2.

Fig. N° 44

38

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA En la cámara 1, la superficie bajo presión es A1, en la cámara 2, la superficie será A1 – A2.

A2

1

A1

2

(A) S1 = 3,14 x D

Fig. N° 45

2

4 2

2

(B) S2 = 3,14 x (D - d ) 4 La presión del fluido se aplica en el lado A sobre toda la cara del pistón y en el lado B, sobre la superficie anular entre el pistón y el vástago, resultando distintas fuerzas disponibles y velocidades en uno u otro sentido.

De ello resultan diferentes fuerzas y velocidades del émbolo, lo cual en las direcciones hidrostáticas, se traduce en giros de ruedas diferentes a derecha e izquierda. a- Doble Efecto Equilibrados Los cilindros equilibrados tienen biela saliente en ambos lados y las superficies de trabajo 1 y 2 son iguales.

Actúan en las 2 direcciones y con igual fuerza y velocidad.

Fig. N° 46

39

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA También son iguales las fuerzas que actúan en ambas direcciones.

Fig. N° 47

2

2

S = 3,14 x (D - d ) 4 La presión se aplica en ambas caras sobre la superficie anular entre el pistón y el vástago.

En direcciones hidrostáticas con cilindro hidráulico equilibrado los giros de las ruedas a la derecha e izquierda son idénticos.

Fig. N° 48

40

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

15. Amortiguador de fin de carrera Para evitar el choque del émbolo contra el fondo del cilindro al final de su carrera, se emplea muchas veces una amortiguación.

1 B 2

A

Fig. N° 49

A = Carrera de Cierre B = Carrera de Retorno

La amortiguación consiste en una extensión del pistón que entra en un cilindro ubicado en la tapa del cilindro principal.

Al entrar, encierra un volumen de fluido que debe salir por un orificio restringido (1) originando una contrapresión en el recinto que se opone al movimiento.

Para que la carrera de retorno no se inicie en forma lenta, se dispone de una válvula de retención (2) que es abierta por la presión de actuación.

41

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 16. Limitador de carrera Cuando es necesario limitar la carrera de un cilindro hidráulico, se les incorpora una válvula (1) que cierra el paso de salida.

Esta válvula es actuada por un tope regulable fijado al vástago.

1

Fig. N° 50

Para que se produzca el retorno, entre la válvula y la varilla de empuje hay un resorte.

De este modo la válvula es abierta por la presión de actuación y el fluido puede ingresar al cilindro para la carrera de retorno.

42

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 17. Empaquetaduras de pistón Para el sellado entre las caras de actuación de los cilindros hidráulicos se utilizan varios tipos de empaquetaduras, que dependen de la aplicación de los mismos.

Es necesario que exista un perfecto sellado entre las cámaras del cilindro y entre el cilindro y el ambiente, de lo contrario ocurren pérdidas grandes de presión y caudal, generando serias deficiencias.

A – Arosello de goma en ranuras Tiene gran capacidad de sellado, pero su uso no es apto para elevadas presiones.

Pueden tener respaldos de plástico para evitar su trafilación a altas presiones.

Fig. N° 51

B - Cubetas de cuero y goma y tela Gran capacidad de sellado, se autoajustan cuando sufren desgaste y soportan un servicio pesado.

Fig. N° 52

C – Aros de pistón Los aros de pistón metálicos son muy usados bajo condiciones de alta presión y exigencia en el servicio. Admiten pequeñas fugas.

Fig. N° 53

D – Aros de teflón Brindan mejor resultado en el sellado que los aros de pistón y presentan menor rozamiento.

Fig. N° 54

43

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 18. Válvulas Los diferentes tipos de válvulas presentan modificaciones constructivas, adaptaciones y combinaciones para su utilización práctica en los comandos de los equipos hidráulicos.

Fig. N° 55 Son dispositivos indispensables en todos los sistemas hidráulicos, pudiendo por medio de ellas manipular, controlar y direccionar el flujo y la presión del fluido.

18.1 Válvulas Limitadoras de Presión Cada sistema hidráulico está diseñado para determinada presión de servicio (p).

Presiones más elevadas pueden dar lugar a daños en los componentes.

Las válvulas limitadoras de presión son instaladas en el sistema de forma tal que al alcanzarse una presión máxima, abren la salida del fluido hacia el tanque, limitándola y haciéndola compatible con los distintos elementos que componen el circuito.

También se conocen como válvulas de seguridad, ya que su función protege al sistema hidráulico.

En estas se distinguen 2 principios básicos de funcionamiento: a- Válvula limitadora de presión de mando directo b- Válvula limitadora de presión de mando indirecto o pilotada Fig. N° 56

44

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA a- Válvula limitadora de presión de mando directo Se utilizan en sistemas hidráulicos con pequeños caudales de aceite.

Presentan rápida reacción y son ideales en los sistemas donde se producen aumentos bruscos de presión.

En su posición inicial, el resorte aprieta el cono

Fig. N° 57

contra su asiento A mediante la fuerza F, con lo cual queda cerrada la salida al tanque T. Al aumentar la presión p, se produce una fuerza sobre la superficie A, que es mayor que la fuerza F del resorte (F apertura = A x p).

El cono se levanta del asiento abriendo el paso al tanque.

Al bajar la presión, la fuerza F del resorte aprieta el cono nuevamente contra el asiento y cierra el paso.

En consecuencia es la fuerza F del resorte la que determina el comienzo y la presión de apertura.

Hay válvulas de seguridad con resorte fijo y otras en las que se puede modificar la fuerza del resorte mediante un tornillo.

Estas válvulas son de presión ajustable.

Si una presión persiste, la válvula, después de cerrar, volverá a abrir, y así sucesivamente, produciendo el “ronquido” de la misma.

Mediante un émbolo amortiguador 1, la acción de la válvula se hace más lenta, evitándose el Fig. N° 58

“ronquido”.

45

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA b– Válvula limitadora de presión operada por piloto (mando indirecto) En sistemas hidráulicos con grandes caudales de aceite se requieren secciones lo suficientemente grandes para evitar pérdidas de presión.

Esto también implica el uso de resortes más fuertes que apenas pueden ajustarse y requieren de mayores espacios para su instalación.

En estos casos se aplican válvulas limitadoras de presión operadas por piloto, que a dimensiones razonables permiten el paso de grandes caudales.

Estas válvulas abren a una posición muy próxima a la del régimen de la bomba.

Fig. N° 59 Consta de una válvula principal (1) y otra piloto (2), en la cual se ajusta la presión de reacción de la válvula principal.

La presión de entrada (p) llega a la cara inferior del pistón (4) en la válvula principal (1) y previo paso por la estrangulación (3), también a la cara superior del mismo, con lo cual existe presión también en la válvula piloto (2).

El pistón (4) está en equilibrio de presión y es apretado contra el asiento por el resorte (5), algo flojo.

Al aumentar la presión (p), abre la válvula piloto.

El pequeño caudal que circula produce caída de presión en la estrangulación (3) (p2 es menor a p) y diferencia entre las fuerzas que actúan en las caras inferior y superior del pistón, el cual, venciendo su resorte (5), abre el paso hacia el tanque (6).

46

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 18.2 Símbolos Las válvulas limitadoras de presión son representadas por un cuadrado con una flecha que indica la dirección de circulación.

La carga del resorte y de la presión se indican fuera del cuadrado.

Válvula cerrada por resorte.

La presión de mando (línea rayada) actúa contra el resorte.

Fig. N° 60

Modificando la tensión previa del Resorte, se puede ajustar esta válvula

Fig. N° 61

Ejemplo de instalación de una válvula limitadora de presión como válvula de seguridad de una bomba.

Fig. N° 62

47

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 19. Válvula Reductora de Presión Cuando en un sistema hidráulico hay componentes cuya presión de trabajo debe ser menor que la presión normal del resto del sistema, se emplean válvulas de regulación de presión intercaladas entre la línea de presión y dicho componente.

Fig. N° 63

Mientras la función de la válvula limitadora de presión (1) es mantener la presión de servicio (p1) de un sistema a un nivel determinado, la de la válvula reductora de la presión (2), consiste en reducir la presión (p2) en determinado ramal para un consumidor específico.

Si la presión de admisión sube por encima del valor previamente ajustado, la válvula cierra, sin escalones, una conexión que antes estaba abierta.

Fig. N° 64 Fig. N° 65 Funcionamiento En su posición inicial, cuando no está funcionando, la válvula está abierta (dirección de circulación de 1 a 2).

Al subir la presión en el circuito secundario 2, la misma actúa sobre la cara inferior de la corredera.

La fuerza resultante actúa contra el resorte empujando el pistón hacia arriba, con lo cual el paso queda parcialmente cerrado.

Una estrangulación genera una caída de presión y una disminución de la fuerza que actúa sobre la cara inferior del pistón, abriendo el resorte el paso aún más, para mantener la presión deseada en el circuito secundario.

48

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 20 – Válvulas de Retención Se utilizan para permitir la circulación del fluido en una sola dirección, dando paso al caudal de aceite en un solo sentido y cerrarlo en la dirección contraria.

Fig. N° 66

20.1 – Tipos constructivos

La pieza más importante de la válvula es el elemento obturador que debe garantizar la hermeticidad completa.

Por la forma de su asiento de cierre, como obturadores se emplean bolillas, conos y platos, que son apretados contra su asiento por resortes.

Fig. N° 67 -

Bolilla: es el tipo más sencillo y difundido. Se emplea donde no se requieren características especiales de operación.

-

Asiento plano: se emplean cuando el caudal es grande y la retención no es muy crítica respecto al sellado en el asiento.

-

Asiento cónico: se emplean cuando se necesita un buen cierre en el asiento para evitar fugas de fluido.

Fig. N° 68

49

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 20.2 – Funcionamiento Si el caudal fluye por la válvula en sentido de las flechas, la presión del fluido levanta al elemento obturador de su asiento, abriendo así el paso.

En dirección contraria, el resorte y la presión del fluido aprietan el elemento obturador contra su asiento y cierran el paso.

La presión de apertura es función de la superficie de asiento y de la tensión previa del resorte.

Según el empleo, la presión de apertura habitual oscila entre 0,5 y 3 bar.

Las válvulas de retención pueden tener: -

Resorte de retorno: para asegurar que el elemento de retención permanezca sobre su asiento aún cuando las presiones están equilibradas.

-

Pilotaje: se usa para gobernar exteriormente la válvula de retención. Este puede ser mecánico, eléctrico, neumático, etc.

Fig. N° 69

50

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 21 – Válvula Reguladora de Caudal La forma más simple de regulación de caudal es una restricción (agujero calibrado) que limita el pasaje de fluido o derivando una parte del mismo.

El caudal regulado depende de la presión de alimentación y de la viscosidad del fluido, y cuando estas varían, se modifica también el caudal.

Según su dependencia de la presión, se las clasifica en: 21. A – Válvulas de estrangulación (dependientes de la presión) 21. B – Válvulas reguladoras de caudal (independientes de la presión) 21. A – Válvulas de estrangulación (no compensadas) Una válvula de estrangulación montada en la tubería de admisión de un cilindro de simple efecto permite regular la velocidad del pistón.

Debido a la menor sección de la estrangulación, el caudal V1 de la bomba no puede pasar libremente.

p1 > p2

Fig. N° 70

51

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA La resistencia al paso hace aumentar la presión p1 hasta el valor ajustado en la válvula limitadora de la presión, por la cual el exceso de aceite V2 regresa al tanque.

En las válvulas de estrangulación, el sentido de circulación varía en función de la diferencia de las presiones por delante y detrás de la estrangulación.

Con pequeña presión diferencial (p1 algo mayor que p2) pasa poco fluido y con gran presión diferencial (p1 mucho mayor que p2) pasa más fluido.

p2

p1

Fig. N° 71 Las válvulas de estrangulación sencillas pueden emplearse donde se admiten velocidades variables de los consumidores debido a cargas oscilantes. No compensan los cambios de presión.

Tipos de estrangulaciones 1- Con estrechamiento invariable El diafragma es una estrangulación ideal por ser independiente de la viscosidad del fluido, su longitud debe ser reducida y su sección circular.

Fig. N° 72

52

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA La estrangulación propiamente dicha por su mayor longitud, no es independiente de la viscosidad, toda vez que el aceite se calienta al pasar por un largo tramo estrecho.

Fig. N° 73

2- Con estrechamiento variable Las secciones variables de estrangulación difícilmente pueden tener forma circular.

En estos casos se aplican formas geométricas tales como conos o cuñas, que por su movimiento longitudinal modifican la sección de paso.

Fig. N° 74

53

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 21. B - Válvulas reguladoras de caudal (compensadas) Si se desea, a pesar de la carga variable que actúa sobre el cilindro hidráulico, una velocidad constante del émbolo, debe asegurarse un caudal constante V. La válvula reguladora de caudal funciona contra la presión límite ajustada en la válvula limitadora de presión.

El exceso de aceite regresa al tanque, previo paso por la válvula limitadora de presión.

Fig. N° 75

1- Válvula reguladora de caudal de 3 pasos En este tipo de válvula, el diafragma de medición 1 y el regulador de presión diferencial están conectados en paralelo.

El caudal V1 variable procedente de la bomba es dividido en un caudal constante V2 y un caudal sobrante, V3.

Fig. N° 76

54

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

Estas válvulas se emplean en direcciones hidrostáticas de tractores que necesitan un caudal V2 constante.

Con el caudal restante V3 se abastece el sistema hidráulico de trabajo: control remoto, levante de 3 puntos.

Esta válvula reguladora de caudal de 3 pasos funciona contra la presión de carga.

En el pistón 3 cargado por resorte va dispuesto el diafragma de medición 1 cuya sección determina el caudal constante V2.

Fig. N° 77

Si V1 aumenta, p1 también aumenta.

El embolo 3 es empujado contra la presión del resorte y el orificio de salida 2 se abre.

Luego el caudal residual V3 es evacuado.

55

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 2 – Válvula reguladora de caudal tipo prioritaria La válvula divisora de flujo tipo prioritaria se utiliza en casos donde una misma válvula dirige el flujo hidráulico para más de un destino, teniendo una de las vías prioridad sobre las otras.

Esta incorporada en la misma bomba hidráulica.

Cuando se acciona la dirección , el flujo in-

Dirección Hidráulica

gresa y pasa directamente a la vía de di-

Control Remoto

rección, dirigiéndose solamente a la vía del

Resorte

control remoto cuando la dirección deje de solicitar flujo.

b

a c

Cuando la dirección deja de requerir flujo, ocurre una contrapresión en la cámara (a), la misma ejerce una fuerza en la cámara (c), dirigiendo el vástago contra el resorte y Corredera así se cierra el paso a la dirección y abriendo la vía para el control remoto y levante hi-

Entrada

dráulico.

Fig. N° 78

Diagrama de funcionamiento de válvula prioritaria Para la Dirección

Válvula Prioritaria Comando de Control Remoto

Bomba

Filtro

Terminales de Acoplamiento Rápido Levante Hidráulico

Fig. N° 79

56

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Bomba Hidrรกulica con Vรกlvula Divisora de Caudal

57

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Válvula Divisora de Caudal

Mediante el empleo de la válvula divisora de caudal es posible obtener dos circuitos independientes, perfectamente diferenciados, alimentados por una sola bomba.

Uno de los circuitos es llamado primario y suministra un caudal constante, cualquiera sea el volumen de aceite que ingresa a la válvula. Este circuito primario alimenta al sistema de dirección con un caudal aproximado de 10 lts/min.

El otro circuito independiente se llama secundario y entrega el resto del caudal que haya ingresado a la válvula, alimentando el sistema del elevador hidráulico y/o el control remoto con un caudal aproximado de 30 lts/min. a 2000 rpm del motor.

Funcionamiento: A bajas revoluciones del motor, el caudal entregado por la bomba llega a 10 lts/min e ingresa a la válvula divisora de caudal por el orificio (D); en este caso la totalidad del caudal atraviesa el orificio (A) practicado sobre la válvula (3) y por una canalización en ésta llega al orificio (F) conectado al sistema de dirección.

A velocidades comprendidas entre la mínima y la máxima del motor, el caudal que ingresa a la válvula por el orificio (D) atraviesa la perforación (A) y llega también al fondo de la válvula (3), en la cavidad (C), el aumento de presión en esta cavidad desplaza la válvula (3) hacia arriba venciendo la tensión del resorte (1), abriendo, de esta manera el pasaje de aceite al circuito secundario (E).

El circuito primario o circuito de dirección, dispone para proteger el sistema de una válvula limitadora de presión (2) calibrada, por ejemplo, a 70 Kgr/cm 2 y que permite la descarga del aceite en el canal de retorno, restableciendo de esta manera el caudal constante en el circuito de dirección.

58

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 21.C - Manejo del sistema hidrรกulico de la direcciรณn

59

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Dirección Hidrostática

Es una válvula del tipo Centro Abierto, es decir que en la posición neutral el aceite impulsado por la bomba es devuelto directamente al tanque.

La función de esta válvula es la de dirigir el flujo desde la bomba hacia el dosificador y desde el dosificador al lado de presión del cilindro de dirección y permitir, además, el paso del aceite de retorno al tanque.

En el esquema superior se observan 3 cuadros dispuestos uno a continuación del otro; cada uno de ellos representa alguna de las tres posiciones que puede adoptar la válvula.

El central indica la posición neutral, el cuadro de la derecha representa la circulación dentro de la válvula cuando el volante gira a la derecha.

Al girar el volante a la izquierda la circulación de aceite dentro de la válvula está representada por el cuadro de la izquierda.

Las posiciones C1, D1, D2, C2, P y R, indican las entradas y salidas del aceite.

Los resortes esquematizados en (1) indican que al girar el volante estos llevarán nuevamente a la válvula a su posición neutral una vez que el volante quede en libertad.

60

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

FUNCIONAMIENTO: POSICION NEUTRAL: está representada por el cuadro central, el aceite entra por (P), circula por el interior de la válvula y sale por ( R), los otros cuatro conductos, C1, D1, D2 y C2, quedan cerrados.

GIRO DEL VOLANTE A LA DERECHA: en este caso la circulación del aceite dentro de la válvula esta representado por el cuadro de la derecha, el aceite que entra por (P) tiene salida por (D1) hacia el dosificador, vuelve del dosificador y entra por (D2), circula y sale por (C2) yendo al cilindro de dirección. El retorno entra por (C1) y tiene el paso libre para salir por (R) hacia el tanque.

GIRO DEL VOLANTE A LA IZQUIERDA: se representa mediante el cuadro de la izquierda, ingresa el aceite desde la bomba a la válvula a través de (P) y sale por (D2) hacia el dosificador, de allí reingresa a la válvula por (D1), circula y sale por (C1) hacia el lado de presión del cilindro de dirección, el aceite de retorno ingresa por (C2) y tiene salida por ( R) hacia el tanque.

VALVULA DE RETENCION: la válvula de retención une el conducto de entrada de presión con el retorno al tanque. No permite el paso hacia el retorno cuando el motor funciona, pero sí la circulación inversa cuando se aspira desde el conducto de presión, o sea, en los casos que se deba mover las ruedas con el motor detenido.

61

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA DOSIFICADOR

Básicamente está compuesto por un rotor satélite y un estator fijo.

El rotor está equipado con álabes con el fin de reducir las fugas a través del conjunto de dosificación.

La función de este grupo es regular el flujo de aceite al cilindro y mantener, de esta manera, la relación entre el volante y las ruedas.

Cuando el rotor está en movimiento el aceite fluye siempre de tres cavidades, mientras que en las otras tres entra y una de las cavidades esta inactiva, dado que queda en posición intermedia de entrada y salida.

El dosificador cumple, simultáneamente, la función de multiplicador dado que basta una vuelta completa del volante para producir 42 impulsiones de los lóbulos del rotor.

En caso que se necesite mover las ruedas estando el motor detenido, el dosificador funciona como bomba, succiona el aceite a través de una válvula de retención y lo envía a presión al cilindro de dirección para producir el giro de las ruedas. Por supuesto la dirección se siente más pesada ya que la fuerza que hace la bomba impulsora, cuando el motor está en marcha, deberá realizarla el tractorista.

62

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Unidad hidrostática Funcionamiento - flujo de aceite en el interior de la válvula 1

Aceite hacia la unidad hidrostática (presión)

2

Aceite hacia la unidad medidora

Dirección en neutral

4

4 4 4

3

Aceite hacia el cilindro de dirección

4

Aceite parado

5

Aceite en línea de retorno

6

Aceite en línea de succión

4

4

1

5

4

4

4 5 5

1 1

1

5

4

6

5

Dirección virada hacia la derecha 1

Aceite hacia la unidad hidrostática (presión)

2

Aceite hacia la unidad medidora

3

Aceite hacia el cilindro de dirección

5

5

3

Aceite parado

5

5

Aceite en línea de retorno

3 5

6

Aceite en línea de succión

4

5

63

3 5

3

2 1 5 5

1

1

3

3 2 15

5

2

1 1

6

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Unidad hidrostática Danfoss OSPC - LS La diferencia básica es la existencia de la válvula prioritaria sensible a la carga (Load Sensing), que es responsable por la distribución del flujo de aceite entre dirección y control remoto.

La prioridad es siempre dada a la dirección (al volante) por eso el nombre de "válvula prioritaria".

1 - Dirección en neutro

6

6

6

1

Aceite para la válvula prioritária

2

Aceite para la undidad hidrostática

3

Aceite en la línea sensible a la carga

4

Aceite para la unidad dosificadora

5

Aceite para el cilindro de dirección

6

Aceite parado

1

7

Aceite para el control remoto

9

8

6

6

8 2

8

7 8

8

8

6

9

5

5

4

8

2

2 - Doble giro del volante hacia la derecha

8

5

8 8

1 2

8 2

8 4

4

P : Línea de Presioón LS : Load Sensing (Caño de Control)

8 8

5

7

8 5 5

Aceite en línea de succión

5

8

8

Aceite en línea de retorno

1

EF : Líquido al Control Remoto CF : Líquido a la Unidad Hidrostática

9

T : Tanque PP : Presión Piloto

64

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Diagrama de funcionamiento de la unidad Danfoss 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789

A : Flujo de lo bomba dosificadora B : Fluido bajo presión

12345678 12345678 12345678 12345678 C : Flujo al cilindro de dirección

D : Fluido regresando

Tornillo Allen mm para el ajuste de la presión de 130 a 150 bar

1- Válvulas antiimpacto.

2- Asientos de las válvulas anti-impacto: no deben ser reti radas.

3- Válvula de escape (130 a 150 bar): generalmente no ne cesita ser ajustada.

Si, en un caso excepcional, fuera necesario hacer un ajuste, lo ideal es hacerlo en el banco, ya que en el tractor no hay acceso para efectuar esta operación.

4- Resorte de la válvula de escape.

5- Asiento de la válvula de escape: no debe ser retirada.

65

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Direcciรณn Hidrostรกtica

66

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

21.D - VALVULA PRIORITARIA La válvula prioritaria (3) es responsable por la distribución del flujo de aceite entre el sistema de dirección, el sistema de control remoto y el levante de 3 puntos.

Caño de control- Al accionar el volante, la unidad hidrostática ejerce una contrapresión en el caño de control (A) que desplaza el molinete de la válvula prioritaria liberando el pasaje de la cantidad necesaria de aceite hacia la unidad hidrostática para permitir la torsión de las ruedas.

Al mismo tiempo, el aceite sigue su flujo normal en dirección al control remoto y levante hidráulico.

Válvula de escape- Una válvula de escape ubicada en el cuerpo de la válvula prioritaria limita la presión de la unidad hidrostática de la dirección a 140 bar (2000 lbf/pul 2).

Si el volante fuera excesivamente forzado, lo que podría comprometer el sistema, la válvula se abrirá dejando escapar parte de la presión.

Si el volante de la dirección estuviera pesado durante la torsión de las ruedas, aun en terreno plano, una de las causas podría ser que la válvula de escape está desregulada.

67

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 12345-

Entrada (desde la bomba) Salida hacia el control remoto y levante hidráulico Salida hacia la unidad hidrostática (accionamiento de la dirección) Entrada para el caño de control (desde la unidad hidrostática) Alojamiento de la válvula de escape y salida de vuelta al tanque.

-Flujo interno de la válvula prioritaria El flujo es controlado a través del molinete (4) que puede estar en dos situaciones: -Unidad hidrostática en descanso (dib. 1).

El aceite enviado por la bomba entra por la válvula y va hacia la unidad hidrostática, que está cerrada. De este modo, aumenta la presión en esa región, forzando la entrada de aceite por el agujero (a). En seguida, habrá una zona de presión en el extremo (c) de la bobina, que la obliga a desplazarse en el sentido de la flecha, cerrando el pasaje de aceite hacia la unidad hidrostática y liberando el pasaje total hacia el control remoto.

En este instante no hay presión en el caño de control (b).

-Unidad hidrostática en accionamiento (dib. 2) Cuando se acciona la válvula hidrostática, se forma una línea de presión en el caño de control que desplaza la bobina de vuelta (en sentido de la flecha), liberando el pasaje de aceite hacia la unidad hidrostática, en la cantidad necesaria para torcer suavemente las ruedas. El flujo de aceite para accionar la válvula proviene del elemento dosificador de la unidad hidrostática.

68

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 22 – Válvulas Distribuidoras

Fig. N° 80 22.1- Símbolos La denominación de los distribuidores se hace de acuerdo al número de conexiones y de posiciones.

Cada posición de la válvula es representada por un cuadro con flechas indicando la dirección de paso y la unión de las conexiones.

La T representa una conexión cerrada.

Las conexiones se denominan con las letras P – T – A – B Son asignadas al cuadrado que corresponde a la posición inicial (neutral).

Fig. N° 81

69

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 22.2 – Mandos La conmutación de los distribuidores a sus diferentes posiciones se efectúa mediante ordenes externas (mandos).

La manera de efectuar el mando también se expresa por símbolos.

Fig. N° 82

22.3 – Tipos constructivos de Válvulas -

Válvula de asiento

-

Válvula de distribución rotativa

-

Válvula de corredera de distribución

70

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Tipo de Bola

Válvulas de asiento

Tipo de Cono

Tipo de Plato Elemento obturador abre o cierra en forma intermitente Tipo Plano

de Corredera de Distribución

Válvulas de corredera

TIPOS DE VALVULAS de Distribución Tipo Rotativo

Tipo de Aguja

de Intersticio Elemento obturador abre o cierra continuamente

Válvulas de Estrangulación de Ranura Longitudinal

de Ranura Periférica

71

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Regulación de Presión Act. Sobre Presión

Limitadora de Presión Reductora de Presión

Válvulas de Presión Conmutación de Presión

de Secuencia Distribuidor 2/2 Distribuidor 3/2

Con Pos. Fijas

FUNCIONES DE VALVULAS

Distribuidor 4/2 Distribuidor 4/3

Distribuidores

Distribuidor 5/3

Sin Pos. Fijas

Válvula Sensora Servoválvula

Act. Sobre Caudal

Válvulas Reguladoras de Caudal

Dep. de Presión

Indep. de Presión

Estrangulación Diafragma Reg. Caudal, de 2 pasos Reg. Caudal, de 3 pasos de Retención

Válvulas de Retención

Válvulas de Cierre

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de Retención Desbloqueble Válvula de Cierre

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Válvula con corredera de distribución Es el tipo de distribuidor utilizado con mayor frecuencia

Fig. N° 83

En un cuerpo van dispuestos los conductos que conectan con las bocas A, B, P, T. Con sus movimientos longitudinales, una corredera provista de cantos de distribución y con equilibrio de presión, establece la unión deseada entre los conductos.

Fig. N° 84

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Posiciones de un distribuidor con 4 pasos y 3 posiciones

Fig. N° 85 Si se desea hacer avanzar y regresar el émbolo de un cilindro de doble efecto o pararlo en cualquier punto de su recorrido, se necesita un distribuidor con 3 posiciones (adelante, atrás, parada), con el cual se controlan los 4 pasos (A, B, P, T).

1 – Posición inicial o neutral

Fig. N° 86

En esta posición todas las conexiones del distribuidor están cerradas.

El émbolo está “enclavado” hidráulicamente, posición de parada.

Fig. N° 87

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

2 – Movimiento del cilindro a la izquierda

Fig. N° 88

En esta posición el distribuidor ha establecido la unión entre el conducto P de la bomba y la boca A del cilindro.

El cilindro se desplaza hacia la izquierda.

Al mismo tiempo el aceite de la cámara opuesta del cilindro (donde no entra el aceite a presión), es desplazado hacia el tanque T por el conducto B. Fig. N° 89

3 – Movimiento del cilindro a la derecha

Fig. N° 90

En esta posición el distribuidor ha establecido la unión entre el conducto P de la bomba y la conexión B del cilindro.

El cilindro se desplaza a la derecha.

Al mismo tiempo el aceite de la cámara opuesta del cilindro (donde no entra el aceite a presión) es desplazado al tanque por el conducto A. Fig. N° 91

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Destrabe hidráulico automático El destrabe hidráulico automático es un accesorio de las válvulas direccionales. La calibración de la presión a que debe producirse el destrabe deberá ser como mínimo 10 kg/cm2 superior a la necesaria para realizar el trabajo con los implementos y deberá estar como mínimo a 15 Kg/cm2 por debajo de la presión de trabajo máxima del sistema.

Medir antes de desarmar

Fig. N° 92 La calibración del destrabe automático se realiza mediante el giro del tornillo (5).

Si se presenta alguna pérdida, verificar el estado de los sellos 1,2,3 y 4.

Si fuese necesario desarmar el sistema, se recomienda medir la distancia (x) para aproximar luego la presión de destrabe una vez rearmado el sistema.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 22.4 – Fugas en los distribuidores Los distribuidores del tipo de corredera tienen la desventaja de que entre este y el cuerpo se producen fugas de aceite.

Si se desea mantener una carga en posición elevada, la corredera debe tener una posición que evita el retorno del aceite del cilindro (posición neutral).

2

p

Fig. N° 93

Al actuar sobre la cara A del cilindro, la carga produce una presión p.

Esta presión empuja el aceite por el hueco entre la corredera y el cuerpo, con lo cual la carga desciende.

Las pérdidas debido a las fugas dependen, además de la presión p y la viscosidad del aceite, de la longitud del espacio 1, pero mucho más del espacio 2.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 23. FILTROS Los líquidos hidráulicos, además de servir de medio para transmitir fuerza, tienen que actuar como lubricantes de piezas mecanizadas con gran precisión.

El aceite contaminado actúa como abrasivo y puede ser causa de una obturación de un orificio calibrado o del engranado de una válvula de mando Más de la mitad de las fallas prematuras en los sistemas hidráulicos se deben a fluidos contaminados.

Fig. N° 94 Partículas contaminantes como la arena, polvo, partículas de metal y óxido, favorecen el desgaste por abrasión de las piezas metálicas y juntas.

El desgaste de las superficies de deslizamiento de 2 elementos constructivos aumenta el espacio, produce mayores fugas y menores caudales.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Cuerpos extraños esmerilantes pueden además dar lugar a residuos metálicos en las válvulas, por ejemplo en cantos de distribución, asientos y diafragmas.

Fig. N° 95 Los contaminantes sólidos no esmerilantes: partículas de filtro, pelusas textiles y de pintura, pueden obstruir los conductos, tuberías y filtros o atascar válvulas.

Fig. N° 96 El mantenimiento correcto de un filtro supone gastos mucho menores que la sustitución de una bomba o de válvulas.

Fig. N° 97 23.1 Tipos de Filtros A- Filtros tipo superficial La superficie sirve como elemento filtrante, reteniendo sobre la misma toda suciedad y las partículas de un diámetro mayor que sus poros.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA Las partículas retenidas se depositan y hacen imposible el posterior filtrado del aceite, debiendo limpiar o sustituir el filtro.

Pueden ser de tela, de papel, o tipo mecánicos, constituidos por varios discos metálicos superpuestos.

Fig. N° 98 B – Filtros tipo profundo Están constituidos por fibras textiles, celulósicas, plásticas, metálicas o bien de varias capas de fibras o tienen un elemento filtrante de metal sinterizado.

Estos hacen pasar todo el aceite por un gran volumen filtrante y en todas las direcciones, antes de que llegue al sistema hidráulico.

Retienen toda la suciedad en su interior, como una esponja.

C – Filtros magnéticos En estos un imán se encarga de la separación de las partículas ferromagnéticas.

Se usan en combinación con un filtro de tipo superficial o profundo.

Fig. N° 99

80

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 23.2 – Disposición de filtros De acuerdo con la disposición de los filtros en un sistema hidráulico, se distingue entre: -Filtro de retorno 1 -Filtro de aspiración 2 -Filtro de impulsión 3

Fig. N° 100

Filtro de retorno La disposición del filtro en el retorno es la solución más frecuente

Abarca el caudal total o parcial de un sistema hidráulico.

Presenta la desventaja que las impurezas son separadas solo al salir el aceite del circuito hidráulico.

Los filtros de retorno se instalan sobre todo en los tanques de aceite pero también en las tuberías.

Fig. N° 101

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

Filtro de aspiración Además del filtro de retorno, muchos sistemas hidráulicos, llevan un tamiz metálico en el lado de la aspiración, protegiendo la bomba hidráulica contra daños por contaminantes gruesos.

Fig. N° 102

Filtro de impulsión Están instaladas por detrás de la bomba y su misión normalmente consiste en proteger determinadas válvulas delicadas como son las servoválvulas.

Estos filtros deben tener una caja resistente a la presión.

Fig. N° 103

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 24. Depósito de fluido hidráulico Todo sistema hidráulico tiene que tener un depósito.

Fig. N° 104

El depósito debe ser compacto y su capacidad suficiente para satisfacer los siguientes requisitos: a- Almacenar todo el fluido hidráulico que posee el sistema. b- Suministrar el fluido a la bomba en forma laminar, sin turbulencias. c- Limpiar el fluido, reteniendo las impurezas, el aire y el agua condensada.

Burbujas de aire en el aceite producen ruidos y daños sobre la bomba (cavitación). Las turbulencias en el retorno también produce la formación de espuma.

Las impurezas muy finas que no son retenidas por el filtro, deben quedar precipitadas en el fondo del depósito.

Debido a las oscilaciones de temperatura se forma agua condensada en el depósito que no es disuelta totalmente en el aceite.

El agua sin disolver se puede mezclar con el aceite (emulsión) o bien se separa del mismo, acumulándose en el fondo. d- Enfriar el fluido e- Permitir una compensación de volumen en el fluido, por variaciones debidas al estiramiento y contracción de los cilindros. f- Compensar las pérdidas de fluido.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

24.1 Componentes del depósito

Fig. N° 105

1- Orificio de respiración 2- Tapón de llenado 3- Tubería de retorno 4- Salida de la bomba 5- Tapón de vaciado 6- Filtro de malla de la boca de aspiración 7- Tabique 8- Indicador de nivel de aceite

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 25. Enfriadores de aceite La viscosidad del fluido hidráulico depende principalmente de la temperatura y no debe sobrepasar ciertos límites para garantizar el servicio normal del sistema.

Una viscosidad demasiado elevada a bajas temperaturas produce daños por cavitación en las bombas y mayores pérdidas por rozamiento en estrangulaciones y tuberías.

Una viscosidad demasiado baja a elevadas temperaturas provoca mayores pérdidas debido a fugas, disminuye el espesor de la película lubricante entre partes deslizantes y con ello la protección contra el desgaste.

25.1 Tipos de enfriadores Al fluir el aceite por tuberías, estrangulaciones y diafragmas, este se calienta. Parte del calor que se produce pasa al ambiente, por radiación en tanques, tuberías y otros elementos.

Si es necesario, se instala un enfriador: a- Enfriador aceite-aire El fluido hidráulico procedente del retorno 1 fluye por una serpentina o bien un bloque de láminas enfriado por ventilador.

La corriente de aire absorbe el calor del aceite.

Fig. N° 106 b- Enfriador aceite-agua El calor del aceite es absorbido por el agua

1

3

que fluye por gran número de tubitos alrededor de los cuales circula el aceite.

5

1-Salida de aceite 2-Entrada de aceite

2

4

3-Tubos para el agua 4-Entrada de agua 5-Salida de agua

Fig. N° 107

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 26. Acumuladores hidráulicos

Fig. N° 108 Funciones: -

Para la compensación de volumen Variaciones de volumen en un sistema cerrado debido a fluctuaciones de presión y temperatura pueden compensarse con el acumulador.

-

Como reserva de energía Al fallar la bomba se puede tomar presión de los acumuladores, para poder terminar una operación.

-

Como amortiguador de choques Choques mecánicos sobre cilindros dan lugar a picos de presión en las tuberías, pudiendo ser absorbidas por los acumuladores.

-

Para mantener constante una presión Si se desea mantener constante una presión por mayor tiempo, para un determinado trabajo.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

26.1 Acumulador tipo bolsa El acumulador consiste de un depósito de acero 1, con conexión de fluido 2, válvula de plato 3, bolsa 4 y válvula de gas 5.

Fig. N° 109

La bolsa 4 llenada con gas mediante la válvula 5, ocupa todo el depósito de acero y cierra la válvula de plato 3.

Esta válvula evita la salida de la bolsa y la protege contra daños.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

26.2 Funcionamiento Contrariamente a los gases, los líquidos no puede comprimirse.

Por ello para poder almacenar líquidos bajo presión, se utiliza un gas neutro: Nitrógeno.

Subiendo la presión del aceite (1), el gas en la bolsa es comprimido por el aceite que ingresa (2).

Al bajar la presión del aceite, el gas se dilata y expulsa el aceite (3).

Para evitar la mezcla del gas con el aceite (formación de espumas), el recipiente de presión es dividido en dos cámaras por una bolsa de almacenamiento.

La selección y utilización de un acumulador neumático depende de la presión y de la cantidad de aceite que requiere el sistema.

Fig. N° 110

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

26.3 Acumulador por peso o gravedad

Pistón

Es un acumulador muy simple.

El reservatorio está conectado a la línea de presión del circuito.

Esta presión ingresa al reservatorio y levante el peso, que es el elemento presurizador de este acumulador.

Al caer la presión del sistema, el peso ejerce una presión en el acumulador de forma de presurizar la línea de presión.

Peso

Cilindro

Símbolo Línea de Presión

Pistón

26.4 Acumulador por resorte El funcionamiento del acumulador por resorte es similar al anterior.

La diferencia está en que este tipo presenta una presión variable, ya que a medida que el fluido se va descargando, la tensión del resorte va disminuyendo, ocurriendo lo mismo con la presión del fluido.

Resorte

Cilindro

Símbolo Línea de Presión

Pistón

26.5 Acumulador a gas En este dispositivo la presurización del fluido acumulado se realiza a través de un gas existente en el lado opuesto del pistón, el cual se encuentra en contacto con el fluido.

Ingreso de Gas Gas

Sello Cilindro

Línea de Presión

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Símbolo

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

26.6 Precauciones 1- NO LLENAR NUNCA CON OXIGENO UN ACUMULADOR DE PRESION. La mezcla de oxígeno y aceite bajo presión puede dar lugar a una explosión.

2- No llenar nunca con aire un acumulador.

Al ser comprimido el aire, el hidrógeno que contiene es condensado y el agua que se forma provoca la oxidación de los componentes.

Además se descompone el aceite.

3- Siempre llenar un acumulador con gas neutro.

Estos tipos de gases están libres de vapor de agua como también de oxígeno, siendo así inofensivo para los componentes y seguro para el servicio. Ej: Nitrógeno seco.

4- Respetar la presión de carga del acumulador Tener en cuenta la placa de características del acumulador y la “presión de servicio” indicada en la misma.

5- Desmontaje del acumulador Antes de desmontar un acumulador de presión del sistema hidráulico, evacuar toda la presión existente en el mismo, tanto del gas como del fluido.

Evitar el ingreso de contaminantes.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 27. Tuberías Las tuberías unen los diversos componentes de un sistema hidráulico para hacer posible el transporte de la energía hidráulica.

Las mismas pueden estar conformadas por tubos rígidos y flexibles.

Las tuberías rígidas son caños de acero especiales para altas presiones. Cuando no son preparados convenientemente en su fabricación, causan fallas en el sistema hidráulico por desprendimientos que son arrastrados por el fluido y que pueden dañar diversos componentes.

Los tubos flexibles son los mejores para unir los distintos componentes del sistema hidráulico.

Además de poderse doblar, absorben vibraciones y picos de presión y son fáciles de instalar.

Están compuestos por las siguientes capas: Tubo interior: de caucho sintético resistente al aceite. Tiene que ser de superficie lisa, flexible y capaz de resistir el calentamiento y la corrosión.

Capas de refuerzo: combinaciones de mallas de fibras sintéticas y/o metal que son las que soportan la presión interna.

Cubierta exterior: tiene por objeto proteger las capas de refuerzo. Es de caucho sintético resistente a la abrasión, a la intemperie y a los hidrocarburos.

El empleo y forma constructiva de los tubos flexibles depende de los siguientes criterios: -Presión y Temperatura -Caudal volumétrico -Facilidad de montaje -Condiciones de instalación Se distingue entre: a-Mangueras para aspiración y baja presión (presiones de servicio hasta 70 bar)

Fig. N° 111

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA En estos casos se utilizan mangueras con uno o varios trenzados textiles. b-Mangueras para alta presión (presiones de servicio hasta 200 bar)

Fig. N° 112

En estos casos se utilizan mangueras con uno o varios trenzados metálicos. c-Mangueras para presiones muy altas (presiones de servicio hasta 500 bar)

Fig. N° 113

Se emplean mangueras con varios refuerzos de alambre espiralado.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 28. Instalación de tubos flexibles En la instalación de tubos flexibles hay que tener en cuenta las 6 normas básicas siguientes: 1- No dejar los tubos tirantes Bajo presión las mangueras pueden cambiar ligeramente de longitud.

La tolerancia admisible es de –4% hasta +2%.

Instalar siempre con un poco de holgura. Los tubos tensados se debilitan por efecto de la presión.

Fig. N° 114

2- Evitar los recodos Evitar el cruce de tuberías flexibles. Mediante el empleo de conectores de empalme en ángulo se puede reducir la longitud de los tubos, se evitan los recodos y se logra una instalación más sencilla.

Fig. N° 115

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 3- Evitar las torsiones Si una tubería flexible es torsionada durante la instalación, el momento de destorsión puede originar abertura de las uniones roscadas o rotura de la tubería.

Los tubos se debilitan y los racores se aflojan durante el funcionamiento.

Fig. N° 116

4- Evitar los roces Fijar el tubo mediante abrazaderas para que no pueda rozarse con otras partes metálicas.

Fig. N° 117

5- Evitar el calor Elevadas temperaturas exteriores pueden acortar la duración de las tuberías flexibles. Si es indispensable su instalación en áreas con temperatura, proteger con una pantalla.

Fig. N° 118

94

CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA

6- Evitar curvaturas agudas Las tuberías flexibles expuestas a esfuerzos de flexión variables, no deben tener su radio de curvatura por debajo del valor mínimo establecido por el fabricante (ángulo mínimo admisible), contando con reserva para el movimiento.

Fig. N° 118

Cuanto más reducida sea la presión, más se puede doblar un tubo.

El esfuerzo provoca roturas en la tela de protección de refuerzo de la manguera.

Recordar que solamente el tubo es flexible, no las conexiones.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 28.1 - Formas de instalaciรณn

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 29. Conectores para tubos Los conectores para tubos o mangueras son de 2 tipos: -

Los racores que forman parte del tubo

-

Adaptadores, que son una pieza separada que se utiliza para conectar el tubo flexible a otras bocas.

Los racores y adaptadores pueden ser machos o hembras y se acoplan mutuamente.

Fig. N° 119 Los racores se fabrican de acero, bronce, acero inoxidable, y para ciertos casos de plástico.

El acero es el más corrientemente empleado por ser el que mejor soporta las altas presiones y el calor.

Los racores para tubos flexibles pueden ser permanentes, los cuales se desechan juntamente con el tubo flexible, al que van fijos por un pliegue o remachados, o recambiables, que se atornillan o se fijan mediante una abrazadera al extremo del tubo flexible.

Fig. N° 120

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 30. Fluidos Hidráulicos Además de ser los agentes de transmisión de energía, los fluidos hidráulicos deben cumplir con otras funciones importantes: a) Lubricar los mecanismos y piezas en movimiento b) Sellar interiormente los asientos metálicos directos c) Proteger contra la oxidación d) Soportar presiones y temperaturas elevadas y variables e) Evacuar al exterior el calor generado por el sistema f) Evitar la formación de espuma g) Eliminar el agua, aire y otros contaminantes h) Conservar sus propiedades i) Ser antiinflamable j)

No dañar las partes componentes del sistema

30.1 Conservación de los fluidos hidráulicos 1) Limpiar alrededor de las tapas antes de sacarlas 2) Verificar periódicamente el nivel de fluido 3) Usar bidones y embudos limpios 4) Cambiar el fluido hidráulico con la periodicidad que indica el manual 5) Controlar la temperatura del fluido 6) Mantener limpias las superficies exteriores de cañerías, tanque, bombas, etc, para permitir la irradiación de calor.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 31. Aire en el sistema hidráulico El aire en el aceite hidráulico pueden provocar ruidos molestos, anomalías en el servicio y daños en el sistema.

31.1 Bolsas de aire Durante el cambio de aceite, en las reparaciones, al soltar uniones o al cambiar tuberías, pueden formarse bolsas de aire en el sistema hidráulico.

Estas dan lugar a mayor formación de burbujas de aire al producirse caídas de presión.

Las bolsas deben eliminarse evacuando el aire del sistema.

31.2 Espuma superficial Las burbujas de aire que llegan al depósito de aceite con el aceite de retorno, suben a la superficie y, si no se rompen, forman espuma.

En pequeñas cantidades no producen inconvenientes.

Una formación excesiva de espuma superficial puede ser provocada por una mala configuración del sistema, mala calidad del aceite, circulación o contaminación excesiva del aceite.

Puede dar lugar a la salida de espuma por el depósito.

Consecuencias -

Ruidos

-

Movimientos irregulares y bruscos

-

Mando inexacto de las válvulas

-

Daños en superficies metálicas y juntas

-

Mayor temperatura de servicio

-

Menor rendimiento del sistema

-

Menor duración del aceite hidráulico

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32. Reglas de seguridad para sistemas hidráulicos a- Antes de abandonar la máquina se tienen que bajar todas las unidades mecánicas movidas por fuerza hidráulica, para que descansen sobre el suelo. b- Apoyar sobre bloques o vigas las unidades mecánicas cuando se tenga que trabajar en ellas estando elevadas. NO confiar en el bloqueo del aceite hidráulico para que no puedan descender. c- No realizar ningún trabajo en el sistema hidráulico con el motor en marcha, salvo cuando sea indispensable, como para purgar el aire del circuito. d- Al transportar la máquina, bloquear los topes de los cilindros para fijar las unidades mecánicas. e- Antes de desconectar las tuberías de aceite se tienen que dejar sin presión y descargar el acumulador. f- Asegurarse que han sido apretados todos los rácores y que no haya tuberías aplastadas o pinchadas. La salida de aceite a gran presión puede causar daños. g- Para la buena respuesta de los mandos tiene que estar bien ajustado el sistema hidráulico.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 33. Prueba de los sistemas hidráulicos Para realizar un correcto diagnóstico de fallas, respetar los siguientes pasos: 1- Conocer el sistema Conociendo el sistema se estará preparado para resolver cualquier problema.

Hay que saber si se trata de un sistema abierto o de un sistema cerrado, así como cual es el ajuste correcto de las válvulas y el caudal que debe entregar la bomba.

2- Preguntar al operador El es quién le puede decir como trabajaba la máquina cuando empezó a fallar y cual es el desperfecto que observó en su funcionamiento.

3- Probar la máquina Realice con ella todos los ciclos operativos de trabajo.

Revisar todos los componentes del circuito, verificando el instrumental y los distintos accionamiento.

4- Revisar la máquina Recorrer la máquina, examinando de cerca y buscando señales de avería.

Revisar los tubos flexibles y mangueras.

5- Enumerar las averías Recuerde que una avería es causante de otra/s averías.

6- Sacar una conclusión De acuerdo a la relación de averías y de causas posibles, seleccione las más probables y fáciles de comprobar.

Empiece por las fallas más probables.

7- Comprobar la conclusión Antes de empezar a reparar el sistema hidráulico hacer las pruebas necesarias para verificar si es correcta, validando la conclusión alcanzada.

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CAPACITACION ASISTENCIA TECNICA 33.1 - Recomendaciones FUNCIONAN MAL TODOS LOS CIRCUITOS HIDRAULICOS Es posible que la causa de la avería se encuentre en un componente común a todas las partes del sistema hidráulico, como la bomba, los filtros o las válvulas limitadoras de presión.

FUNCIONA MAL UN SOLO CIRCUITO HIDRAULICO En estos casos se puede pasar por alto los componentes comunes del sistema para fijar la atención sobre los elementos del circuito en cuestión.

33.2 - Diagnóstico de fallas en sistemas hidráulicos

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Notas

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34 - Anexos

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