OleohidraĂşlica Aplicada a Maquinaria Pesada Gildemeister
Unidad 3: Componentes Oleohidráulicos aplicados a maquinaria minera, construcción y agrícola
Presentación
Unidad 3
Componentes Oleohidráulicos aplicados a maquinaria minera, construcción y agrícola
Material V: Circuito Oleohidráulicos Básicos
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Estimados alumnos, en este material se revisarán en profundidad los siguientes temas:
Instrumento de diagnóstico hidráulico Tipos de medidores Uso del Manual de servicio Uso del plano hidráulico Fallas comunes de la maquinaria pesada
Le invitamos a revisar el documento.
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En esta unidad temática se expondrán el análisis del funcionamiento de componentes oleohidráulicos utilizados en equipos móviles de obras civiles,
construcción, agrícola y mineros. Análisis, funciones y características técnicas de partes componentes de bomba oleohidráulicas. Además de cada uno de los componentes se analizara terminología y nomenclatura del sistema, según norma ISO1.219. La unidad contempla el análisis de fallas más comunes en sistemas oleohidráulicos y el procedimiento de diagnostico de sistemas oleohidráulicos en equipos y o maquinas.
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La unidad además incorpora el análisis de funcionamiento de circuitos oleohidráulicos básicos. 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 5: Circuitos Oleohidráulicos Básicos
Circuito oleohidráulico
El diagrama muestra las cuatro etapas para transformar la energía en un circuito oleohidráulico: 1.Accionamiento 2.Mando 3. Elemento conducido 4.Máquina
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Circuito oleohidráulico básico
El esquema de la figura muestra las líneas de flujo de la energía en un circuito oleohidráulico básico. Desde la energía mecánica que entrega el motor de combustión, transformada a energía hidráulica por la bomba, direccionada por la válvula de control y finalmente transformada en trabajo por los actuadores
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Representación de circuitos oleohidráulicos
La representación muestra un circuito oleohidráulico básico , compuesto por elementos más representativos. 1.Bomba, 2.Depósito, 3.Válvula de bloqueo, 4.Válvulareguladora de presión, 5.Cilindro de doble efecto, 6.Válvula distribuidora, y 7.Válvula reguladora de caudal
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Representación simbólica del circuito oleohidráulico básico anterior, donde: 1.Bomba. 2.Depósito. 3.Válvula de bloqueo. 4.Válvulareguladora de presión. 5.Cilindro de doble efecto. 6.Válvula distribuidora. 7.Válvula reguladora de caudal.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300
Los diagramas esquemáticos según la Organización Internacional de Normas ISO, utilizan formas básicas y simples para representar los diferentes componentes y características. 1. Bombas y motores. 2. Acondicionadores de fluido. 3. Válvulas de control. 4. Tuberías.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
En la figura se muestran tres tipos de símbolos de bombas oleohidráulicas, más importante que aprenderse cada uno de los símbolos es necesario saber interpretarlos, para entender las diferencias entre ellas, en la siguiente diapositiva se explica cada combinación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía Estos símbolos se utilizan en combinación con las formas básicas para ofrecer más información acerca de los componentes. 1. Variable de control. 2. Dirección del fluido o flujo de la energía. 3. Dirección de rotación o flujo. 4. Bomba de caudal variable.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
El símbolo básico que representa a una bomba o a un motor hidráulico, es un círculo. Se pueden añadir triángulos al símbolo básico para indicar la dirección del fluido o el flujo de la energía. Las bombas, algunas veces, aparecen conectadas al componente que las impulsa, tal como un motor de combustión o eléctrico.
El eje del componente aparece como una línea continua conectada al dibujo del componente. La flecha indica el sentido de giro.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
Del componente, no el diseño ni el tipo. Por ejemplo, este símbolo ISO se puede utilizar para representar cualquiera de estas dos bombas de caudal fijo.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
En la figura se muestran tres tipos de símbolos de motores oleohidráulicos, más importante que aprenderse cada uno de los símbolos es necesario saber interpretarlos, para entender las diferencias entre ellas, en las paginas anteriores se indico que significa cada combinación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
La imagen muestra tres símbolos de actuadores lineales de doble efecto , más importante que aprenderse cada uno de los símbolos es necesario saber interpretarlos, para entender las diferencias entre ellos, en las paginas siguientes se indica que significa cada combinación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía El símbolo básico de los cilindros es un rectángulo que representa el tubo del cilindro y, una representación del pistón y la varilla en forma de T (1). Algunas veces la varilla y el pistón aparecen más detallados (2). El símbolo de un cilindro de simple efecto señala la lumbrera única y la otra lumbrera se deja abierta para indicar que tiene descarga (3).
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
En la figura (1) se muestra el símbolo de un cilindro de doble efecto. Las dos lumbreras significan que el flujo mueve el cilindro en ambas direcciones. La figura (2) muestra el símbolo de un cilindro de doble vástago o doble varilla.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
El símbolo de un cilindro telescópico indica la cantidad de varillas que posee. Una solo lumbrera y varillas de extremo abierto indican un cilindro telescópico de simple efecto. Los cilindros telescópicos de doble efecto aparecen con dos lumbreras y con los extremos de las varillas cerradas.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Transformadores de energía
El amortiguador de un cilindro se representa a través de un rectángulo pequeño situado a un lado o a ambos lados del pistón. Una línea diagonal que atraviesa el rectángulo indica que el amortiguador tiene una restricción de caudal variable.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
En la figura se muestran tres tipos de símbolos de válvulas oleohidráulicos, más importante que aprenderse cada uno de los símbolos es necesario saber interpretarlos, para entender las diferencias entre ellas, en las paginas siguientes se indica que significa cada combinación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas El símbolo básico ISO que representa una válvula es un cuadrado o recuadro. Las válvulas de control direccional aparecen en forma de recuadros múltiples, y la cantidad de recuadros representa la cantidad de posiciones de la válvula. 1. Recuadro básico de la válvula. 2. Válvula de 2 posiciones. 3. Válvula de 3 posiciones.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas Las líneas cortas trazadas perpendicular al recuadro indican las conexiones externas de la lumbrera. Algunas veces se marcan las lumbreras. Cuando la designación es T significa tanque, P significa presión y, A y B significan lumbreras de trabajo. 1. Dos conexiones. 2. Tres conexiones. 3. Cuatro conexiones.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
Las conexiones de las lumbreras se hacen en el recuadro que señala la posición de detención o neutral. Este símbolo representa una válvula de control de tres posiciones, centro abierto y lumbreras cerradas (centro tándem). En la posición normal, el flujo de aceite proveniente de la bomba retorna al tanque.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
Las flechas dentro de los recuadros representan la dirección del flujo. El recuadro de la derecha de esta válvula envía el flujo de la bomba hacia la lumbrera B y, el flujo de la lumbrera A se envía de retorno al tanque. En el recuadro de la izquierda se invierte la dirección del flujo, enviándolo desde la bomba a la lumbrera A y, desde la lumbrera B hacia el tanque. Las dos líneas paralelas al símbolo de la válvula, representan la posibilidad de infinitas posiciones intermedias.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
Este símbolo ISO representa una válvula de control direccional de centro cerrado. Estando en la posición neutral, las cuatro lumbreras quedan cerradas. Esta es una válvula de 4 conexiones y 3 posiciones de detención (4/3), con infinitas posiciones intermedias.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
Un símbolo añadido al lado de la válvula representa el mando de ésta. La válvula de la figura (1) se conmuta manualmente. La figura (2) muestra otros mandos manuales: palanca, botonera y pedal, respectivamente. La figura (3) muestra un resorte a cada lado de la válvula, los cuales representan a una válvula centrada por resortes.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
En resumen, la figura representa una válvula de control direccional 6/4 (6 conexiones y 4 posiciones), con infinitas posiciones intermedias. Doble mando manual con una posición de enclavamiento, centrada por resortes y centro abierto.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
La figura (1) muestra el símbolo básico que representa una válvula de retención, que es una bola y un asiento. El flujo normal que corre de izquierda a derecha separa la bola del asiento. El flujo que va desde la derecha a la izquierda queda bloqueado. Muchas válvulas de retención están implementadas con un resorte para ayudar a mantener la bola asentada, tal como se aprecia en la figura (2).
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
El símbolo básico de una válvula de control de flujo comienza con un recuadro y una flecha (1). Dos curvas trazadas sobre y bajo la flecha, indican que hay una restricción o un orificio restrictor (2). La flecha diagonal representa que el orificio restrictor es variable (3).
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas El símbolo de una válvula de alivio esta constituido solo por un recuadro, el cual se encuentra normalmente cerrado al paso del flujo. Una señal de pilotaje detecta la presión del sistema generando una fuerza contra la tensión del resorte. La flecha diagonal que aparece en el resorte indica que la tensión del resorte se puede calibrar.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
El símbolo de una válvula reductora de presión es similar al de una válvula de alivio, con la diferencia de que normalmente esta abierta y el pilotaje detecta la presión posterior a la válvula.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas
En la figura se muestran algunos tipos de símbolos de mangueras , flexibles y conectores oleohidráulicos, más importante que aprenderse cada uno de los símbolos es necesario saber interpretarlos, para entender las diferencias entre ellas, en las siguientes paginas se indica que significa cada combinación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas Líneas y conexiones La figura (1) representa el símbolo de una tubería de trabajo principal del sistema. La figura (2) corresponde a una tubería de pilotaje o una tubería de drenaje o descarga. Finalmente, la figura (3) muestra una tubería representada con una línea gruesa, con un color que indica el tipo de tubería. Al interpretar los diagramas esquemáticos ISO, es necesario determinar cuando las tuberías se unen (2) y cuando unas se cruzan con otras (1). Estas son algunas formas comunes de representar las tuberías que se unen y las que se cruzan.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Válvulas Depósito El símbolo ISO de un depósito hidráulico ventilado, es un rectángulo abierto con una tubería de retorno. Los tanques presurizados se representan como un rectángulo cerrado. A pesar de que la mayoría de los sistemas hidráulicos tienen solo un tanque, este símbolo se puede utilizar varias veces para reducir la complejidad del plano. 1 Por debajo del nivel de aceite. 2 Por encima del nivel de aceite.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Acumuladores La figura (1) muestra el símbolo básico de un acumulador. Además, es posible añadir símbolos internos para indicar el tipo de acumulador.
1 Básico. 2 Con resorte. 3 Cargado con gas. 4 Contrapesado.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Filtros
Un sistema hidráulico puede requerir de varios filtros, cada uno con su propio propósito y ubicación.
1. Filtro de retorno . 2. Filtro de llenado y ventilación. 3. Filtro de aspiración. 4. Bomba hidráulica. 5. Refrigerador. 6. Bomba hidráulica. 7. Filtro de alta presión. 8. Filtro de caudal secundario. 9.Interruptor de depresión.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Acondicionadores de fluido
En la figura se muestran tres tipos de símbolos de acondicionadores de fluidos Un filtro, un enfriador de aceite y un calentador de aceite.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Filtros con Bypass
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Enfriador de Aceite La figura (1) corresponde al símbolo de un enfriador. Las áreas triangulares representan la disipación de calor. En algunos diagramas esquemáticos el enfriador aparece representado en forma de cuadrado rotulado, tal como se aprecia en la figura (2).
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Motores de Accionamiento
Algunos diagramas esquemáticos ISO tienen un símbolo para las fuentes externas de energía. Un motor de combustión interna se representa mediante cualquiera de los símbolos que muestra la figura (1). Un motor eléctrico se representa mediante el símbolo de la figura (2).
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Instrumentos Estos símbolos representan instrumentos que se utilizan en sistemas hidráulicos. La figura (1) representa un manómetro y, la figura (2) un termómetro.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300
La figura muestra dos planos uno de simbología normalizadas 1.219 y el otro de elementos en corte, en la practica normalmente los planos de los equipos vienen en simbología normalizada ISO 1.219, difícilmente los encontramos en planos donde se muestre el principio de funcionamiento de los elementos.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento
Componentes de un plano de potencia de sistema oleohidráulico: 1 Cilindro de doble efecto 2 Válvula check con pilota je a la apertura 3 Regulador de caudal unidireccional 4 Válvula distribuidora ,4/3 centro tándem 5 Manómetro 6 Filtro de retorno 7 Manómetro 8 Manómetro 9 Motor eléctrico 10 bomba oleohidráulica 11 Depósito
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento
En esta posición el aceite que envía la bomba se va directo al deposito por el centro
de
la
válvula
de
distribución 4/3 con centro tándem o en derivación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento
En la posición de flechas paralelas de la válvula distribuidora 4/3 el fluido se desplaza del ducto P hacia A, logrando la salida del embolo del cilindro. El aceite que sale del cilindro pasa por la válvula reguladora de caudal 3 controlando la velocidad de avance del embolo. El aceite circula desde la lumbrera B hasta T, pasando posteriormente por el filtro retornando al deposito.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento
En la posición de flechas cruzadas de la válvula distribuidora 4/3 el fluido se desplaza del ducto P hacia B, pasando por el bypass de la válvula de caudal 3, al salir del cilindro se encuentra con la válvula de bloqueo, inicialmente no puede pasar, con lo cual aumenta la presión en la línea piloteando la señal x de la válvula de bloqueo 2, logrando la entrada del vástago del cilindro. El aceite que sale de la válvula 2 ingresa a la válvula distribuidora por A y sale por T, en dirección al depósito pasando por el filtro.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento Componentes: 1 Motor oleohidráulico 2 Válvula de control de inercia 3 Válvula distribuidora ,4/3 centro tándem 4 Manómetro 5 Regulador de presión 6 Filtro de retorno
En esta posición el aceite que envía la bomba se va directo al deposito por el centro tándem o en derivación de la válvula de distribución 4/3, pasando en todo momento por el filtro.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento
En
la
posición
paralelas
de flechas
de
la
válvula
distribuidora 4/3 de centro tándem el fluido se desplaza del ducto P hacia A, logrando el
giro
del
motor
oleohidráulico, el actúa sobre la polea y levanta la carga W. El aceite que sale del motor pasa por la válvula 4/3 desde la
lumbrera
B
hasta
T,
pasando posteriormente por el filtro retornando al depósito.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento
La válvula 2 de control de inercial funciona cuando la válvula 4/3 es desactiva o llevada a la posición central cerrando las lumbreras A y B, con lo que se genera una sobrepresión en una de las líneas y depresión en la otra, la válvula actúa compensando ese
diferencial
estabilizando levante.
la
de
presión
carga
en
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento 1 Cilindro de doble efecto 2 Regulador de caudal unidireccional 3 Regulador de presión unidireccional 4 Válvula distribuidora, 4/3 centro tándem 5 Manómetro 6 Bloqueo 7 Regulador de presión 8 Válvula de paso 9 Bomba oleohidráulica 10 Motor eléctrico 11 Depósito En esta posición el aceite que envía la bomba se va directo al deposito por el centro de la válvula de distribución 4/3 con centro tándem o en derivación.
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Simbología según norma ISO 1.219/ DIN 24.300 Análisis de Funcionamiento En la posición de flechas paralelas de la válvula distribuidora 4/3 el fluido se desplaza del ducto P hacia A, pasando por la válvula reguladora de caudal compensada con respecto a la presión logrando la salida del embolo del cilindro a velocidad controlada. El aceite que sale del cilindro pasa por la válvula reguladora de presión (válvula secuencial) solo si logra vencer la presión a la cual esta regulada. El aceite circula desde la lumbrera B hasta T, pasando para retornar al depósito.
En la posición de flechas cruzadas de la válvula distribuidora 4/3 el fluido se desplaza del ducto P hacia B, pasando por el bypass de la válvula de presión 3, al salir del cilindro se encuentra con la válvula de caudal unidireccional, pasando el fluido por el bypass. El aceite que sale del bypass ingresa a la válvula distribuidora por A y sale por T, en dirección al depósito.
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Resumen
De esta manera hemos llegado al final de la unidad temática 3, características y especificaciones de los sistemas oleohidráulicos aplicados en maquinaria. Luego de haber revisado los temas centrales, se puede decir que es necesario conocer los principios de funcionamiento, de los elementos constitutivos de un sistema oleohidráulico y reconocimiento de partes componentes en los sistemas.
Los principios de funcionamiento son la base para entender el funcionamiento de componentes elementales en sistemas oleohidráulicos en equipos mineros, de movimiento de tierra agrícolas y en todos aquellos donde se utilice la energía hidráulica.
Ahora, con el material revisado podrás ser capaz de resolver las diversas actividades que tiene la unidad. Asimismo, se encuentra la bibliografía sugerida con el propósito de fundamentar en los temas que sean de tu interés.
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Bibliografía
www.mgildemeister.cl www.case.com.es Mannesmann Rexroth. Training Hidráulico volumen 1 (1980) ISBN-3-8023-0619-8. Potter Merle C. (1998). Mecánica de los fluidos, segunda edición. México Editorial Prentice Hall. ISBN:970-17-0196-8
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Cierre
Ahora, con el material revisado podrá ser capaz de resolver las diversas actividades que tiene la
unidad. Asimismo, se encuentra la bibliografía sugerida con el propósito de fundamentar en los temas que sean de su interés.