OleohidraĂşlica Aplicada a Maquinaria Pesada Gildemeister
Unidad 1 Conceptos y leyes fundamentales de los fluidos aplicados a los sistemas oleohidrรกaulicos en maquinaria pesada. Material I: Propiedades de los Fluidos
Unidad 1: Conceptos y leyes fundamentales de los fluidos aplicados a los sistemas oleohidráaulicos en maquinaria pesada.
Presentación
Estimados alumnos, en este material, se revisará en profundidad los siguientes temas: ¿Que es la oleohidráulica?
¿Cuál es la diferencia entre hidráulica y oleohidráulica. Ventajas y desventajas de la oleohidráulica. Propiedades de los fluidos Multiplicador de fuerza
Densidad Viscosidad Bibliografía
Le invitamos a revisar el documento.
Unidad 1: Conceptos y leyes fundamentales de los fluidos aplicados a los sistemas oleohidráaulicos en maquinaria pesada.
Introducción En esta unidad temática se expondrán los conceptos básicos y leyes fundamentales, utilizadas
en la oleohidráulica, tales como la presión, el caudal y la ley de la conservación de la energía entre otras, que son necesarias para entender funcionamiento,
describir funciones y analizar sistemas oleohidráulicos de equipos de movimiento de tierra, construcción, mineros, forestales y agrícolas.
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Introducción El gran desarrollo experimentado por la oleohidráulica en la industria moderna se debe, sin duda alguna, a las características que posee este medio de transmisión energética, ya que los sistemas manipulados por este medio son versátiles, de implantación simple, silenciosos y de control sencillo tanto de la fuerza, como de los torques de giro y de la velocidad de los mecanismos que componen las máquinas.
Esto lo hace uno de los temas más importante ha conocer por la gente de mantenimiento ya que en todos los equipos existe a lo menos un sistema de transporte de energía por medio de la oleohidráulica.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
¿Qué es la oleohidráulica?
La palabra hidráulica procede del vocablo griego hydor que en castellano significa agua, trataba todas las leyes en relación con el medio agua. Por lo que se entiende por Oleohidráulica a la ciencia que estudia el comportamiento de la transmisión de fuerzas por medio de un fluido (aceite mineral) confinado y normalmente considerado incompresible.
¿Cuál es la diferencia entre oleohidráulica e hidráulica?
La Oleohidráulica trabaja con aceite mineral (fluidos derivados del petróleo) normalmente para transmitir potencia, en cambio la hidráulica es una rama de la mecánica de los fluidos, que estudia todos los fluidos en forma estática y dinámica.
Es decir la oleohidráulica es una rama de la Hidráulica.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la oleohidráulica?
ventajas •
Son capaces de transmitir grandes fuerzas o torques , en espacios reducidos.
•
Poseen graduación automática de las fuerzas.
•
Movimiento con carga máxima desde el inicio
•
Protección simple contra sobrecargas.
•
Útiles en movimientos rápidos controlados movimientos de precisión muy lentos.
•
Sencilla acumulación de energía.
Requieren de una fuente externa de energía no son autónomos.
•
Se necesita personal de mantenimiento altamente calificado.
•
Elevado costo de implementación.
•
Fluido sensible a la contaminación
•
Pérdida de energía en el trasporte del fluido.(pérdida de carga)
Desventajas
•
•
y
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Propiedades de los fluidos
Los líquidos no tienen forma propia, por lo tanto adquieren la forma del recipiente que lo contiene.
Debido a esta condición el aceite de cualquier sistema oleohidráulico puede circular en cualquier dirección y a través de tuberías y canalizaciones de cualquier diámetro o sección.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Fluidos Incomprensibles Los líquidos son virtualmente incomprensibles. Los líquidos transmiten en todas las direcciones la presión que se les aplica. Por eso:
Alta presión
Baja presión
Los aceites se consideran incompresibles
Todos los aceites se comprimen, en menor y mayor grado.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Transmisión de Fuerzas Los líquidos permiten transmitir y multiplicar la fuerza aplicada sobre ellos, dependiendo de las áreas de actuación de las fuerzas, al igual que lo hacen los sistemas mecánicos por palanca.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
¿Cómo se transmiten las fuerzas? La transmisión de fuerzas se puede observar en todos los sistema oleohidráulico, por ejemplo: En un sistema de frenos hidráulico, donde con una pequeña fuerza se puede detener una máquina de varias toneladas. La dirección oleohidráulica, en cual con una fuerza menor sobre el volante se puede mover y direccionar equipos de gran tonelaje.
En maquinaria se observa mucho mejor la transmisión
y la
multiplicación de la fuerza en los sistemas de levante de brazos, baldes, cucharones, tolvas, hojas, etc.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Multiplicador de Fuerza Una de las propiedades importante de los fluidos es la transmisión de la fuerza, pero no solo la transmite si no que también la pude multiplicar. Dos émbolos o pistones de distintos diámetro están unidos por una barra. Si sobre el área A1 actúa una presión P1, se obtiene en el embolo grande una fuerza F1.
Esta fuerza es transmitida por la barra al embolo pequeño y actúa sobre el área A2, produciendo una nueva presión P2, la cual mayor a la presión P1 inicial, con lo cual se multiplico la presión. Matemáticamente es de la forma:
F1=P1*A1 F2=P2*A2 Si; F1=F2 P1*A1=P2*A2
Lo que demuestra que al disminuir el área A2, para mantener constante la fuerza debe incrementarse la presión P2.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Multiplicador de Fuerza Dos émbolos de distintos tamaños están unidos por
una barra. Si la superficie A1 actúa la P1, se obtiene en el embolo grande la fuerza F1. Esta fuerza es transmitida por la barra al embolo pequeño y actúa sobre la superficie A2 produciendo la presión P2.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Densidad Densidad (Ď ): Es entendida como la cantidad de masa de un cuerpo por unidad de volumen y se puede expresar mediante: đ??† = đ?‘´đ?’‚đ?’”đ?’‚ á đ?’—đ?’?đ?’?đ?’–đ?’Žđ?’†đ?’? Es la relaciĂłn que existe entre la masa y el volumen de una sustancia dada.
Por esta cuando se junta agua y aceite, ĂŠste Ăşltimo sube ya que el agua es mĂĄs densa que el aceite.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Densidad Por ejemplo: en una botella de 1 litro de capacidad, podemos contener: 1litro de aire 1 litro de agua 1 litro de aceite 1 litro de mercurio Si los ponemos sobre una balanza marcarรกn: 0 Kilogramos de aire 1 kilogramo de agua 0,88 kilogramos de aceite 13, 6 kilogramos de mercurio
Por lo tanto, se puede concluir: El agua es mรกs densa que el aceite, ya que en el mismo litro, en agua se tiene un kilogramo, en cambio en aceite solo 880 gramos.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Densidad
La sustancia de comparaciĂłn para los lĂquidos es el agua.
La densidad de un aceite hidrĂĄulico es aproximadamente de 880 Kg/m3, con lo cual se demuestra que el agua es mĂĄs densa que el aceite hidrĂĄulico.
En general la densidad que se entrega en los aceites oleohidrĂĄulicos es la denominada densidad relativa. đ??† đ?’‚đ?’ƒđ?’”. đ?‘ż = đ??† đ?’“đ?’†đ?’?đ?’‚đ?’• đ?‘ż ∗ đ??† đ?’‚đ?’ƒđ?’”. đ?’‰đ?&#x;?đ?&#x;Ž đ??† đ?’“đ?’†đ?’?đ?’‚đ?’•. đ?‘ż = đ?‘Žđ?’“đ?’‚đ?’—đ?’†đ?’…đ?’‚đ?’… đ?‘Źđ?’”đ?’‘đ?’†đ?’„.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Viscosidad Viscosidad (Ѵ): Es considerada una de las propiedades más críticas del aceite, es decir, la resistencia que opone al escurrimiento. La viscosidad está directamente relacionada con la buena protección y lubricación que el aceite brinda a los componentes.
Alto El aceite de alta viscosidad puede producir operación lenta y podría requerir potencia adicional. La baja viscosidad puede disminuir la capacidad de lubricar del aceite y provoca que los componentes se desgasten más rápidamente. También aumentan las posibilidades de fuga.
Bajo
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Viscosidad
Factor temperatura:
La temperatura puede afectar a la viscosidad del aceite, por lo cual es importante utilizar el grado adecuado de aceite para una mรกquina o clima. Si la temperatura aumenta la viscosidad del aceite disminuye y viceversa.
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Ejemplo Viscosidad: Datos técnicos para aceites oleohidráulicos, ISO 68. Método ASTM D
Valores TípicosC
445
68.00
445
8.493
Índice de Viscosidad
2270
94
Punto de inflamación, °C
92
220
Punto de escurrimiento, °C
97
-9
Densidad Kg/l
1298
0.886
Número de ácidez
974
0,30
Viscosidad cinemática @ 40°C, mm2/s (cSt) Viscosidad cinemática @ 100°C, mm2/s (cSt)
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Ejemplo Viscosidad: Datos técnicos para aceites oleohidráulicos, ISO 68. En el cuadro anterior se entregan los datos técnicos de un aceite ISO 68. El valor 68 indica la viscosidad en cts., a la temperatura de 40°C, y obtenido por el método ASTMD 445. La tabla indica otros valores importante del aceite, entre ellos:
Viscosidad de 8,493 cts. a 100°C
Índice de viscosidad 94
El aceite se congela a los -9°C
El aceite se inflama a los 220°C
Densidad del aceite 0.886 Kg/l
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Presentación
Estimados alumnos, en este material, se revisará en profundidad los siguientes conceptos:
Concepto de caudal:
Unidades del caudal Caudal en tuberías Ley de continuidad Instrumentos para medir caudal
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
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Tema 1: Propiedades de los Fluidos
Mannesmann R. (1980). Training Hidráulico volumen 1. ISBN3-8023-0619-8. Potter Merle C. (1998). Mecánica de los fluidos, segunda edición. México. Editorial Prentice Hall. ISBN:970-17-0196-8