Generalidades del Curso

Generalidades del Curso

Generalidades

Los objetivos de este mdulo son ensear los fundamentos de hidrulica bsica, identificar y describir la funcin de las vlvulas usadas en los sistemas hidrulicos Caterpillar y de las bombas de paletas, de engranajes y de pistones, desarmar y armar los componentes hidrulicos, identificar y describir la funcin de los smbolos hidrulicos ISO, trazar el flujo de aceite y describir la operacin de los diferentes sistemas hidrulicos.

Objetivos

Objetivos

Al terminar el curso, el estudiante podr:

1. Explicar y demostrar los principios fundamentales de hidrulica bsica

(Fuerza = Presin x rea).

2. Explicar y demostrar los efectos de un flujo a travs de un orificio.

3. Explicar la operacin de la bomba de engranajes, la bomba de paletas y la bomba de pistones.

4. Desarmar, identificar y armar los componentes de la bomba de engranajes, de la bomba de paletas y de la bomba de pistones.

5. Identificar los componentes y explicar la operacin de las vlvulas de alivio simple, de alivio de operacin piloto, de control de flujo, reductora de presin, diferencial de presin, de retencin, de compensacin, de secuencia y la vlvula de control direccional.

6. Identificar los componentes y explicar la operacin de los cilindros de accin simple y de accin doble.

7. Identificar y explicar los smbolos hidrulicos ISO.

8. Trazar el flujo de aceite usando los smbolos hidrulicos ISO.

9. Trazar el flujo de aceite y explicar la operacin del sistema hidrulico del implemento de operacin piloto.

El contenido de este mdulo se debe considerar como informacin general de los sistemas hidrulicos bsicos usados en todas las mquinas Caterpillar.

Seguridad 1: Seguridad y

Unidad de Capacitacin en Sistemas Hidrulicos

Introduccin

Existen reglas que definen los procedimientos correctos de seguridad que deben tenerse en cuenta en el rea de trabajo. Los procedimientos de seguridad deben practicarse hasta que se conviertan en hbitos.

Los smbolos grficos de potencia de fluidos se usan en este curso para explicar conexiones y componentes. Estos smbolos son el lenguaje grfico de los sistemas hidrulicos usados en todo el mundo y facilitan la comunicacin relacionada con estos sistemas.

Objetivos

Al terminar esta unidad, el estudiante podr:

1. Definir los procedimientos de seguridad en el trabajo diario

2. Entender los smbolos grficos de potencia de fluidos.Unidad de Capacitacin en Sistemas Hidrulicos

Introduccin

La seguridad es uno de los aspectos ms importantes que una persona debe aprender, existen reglas que determinan las prcticas aceptables de seguridad. El instructor har un repaso de las prcticas apropiadas de seguridad.

El uso de los smbolos grficos de potencia de fluidos permite una comunicacin rpida, con expresiones muy cortas, para describir la construccin de un sistema hidrulico. Los estudiantes deben familiarizarse con estos smbolos para entender y poder leer los diagramas en los cursos siguientes.

Objetivos

Al terminar esta leccin, el estudiante podr:

1. Definir las prcticas de seguridad que se deben seguir en el rea de trabajo

2. Entender los smbolos grficos de potencia de fluidosProcedimientos bsicos de seguridad

Es importante seguir los procedimientos bsicos de seguridad cuando se encuentre en rea de trabajo. Practique los siguientes procedimientos hasta que se conviertan en hbitos.

En cualquier rea de trabajo usted debe:

1. Mantener siempre limpia el rea de trabajo

2. Mantener libre de alimentos y bebidas el rea de trabajo

3. Manejar con precaucin los componentes y las conexiones: Elctricas e hidrulicas4. Usar SIEMPRE una fuente elctrica a tierra de especificacin apropiada

5. Vestir apropiadamente. NO USAR ropa suelta o de tamao inadecuado. NO USAR joyasEs importante, al trabajar con sistemas hidrulicos, tener en cuenta los siguientes procedimientos de seguridad.

Se debe:

1. Usar SIEMPRE gafas de seguridad.

2. Secar SIEMPRE sus manos completamente.

3. Mantener las partes del cuerpo y los objetos sueltos lejos del rea de operacin de los cilindros.

4. NO limpiar las mangueras o las piezas plsticas con detergentes que contengan disolventes qumicos.

5. Despresurizar los sistemas hidrulicos antes de intervenirlos6. Estar pendientes de los sistemas que trabajan con acumuladores, asegurarse de descargar la presin hidrulica antes de intervenirlos.

7. No verificar filtraciones con las manos.

8. No exponerse a las altas temperaturas de los fluidos hidrulicos.Principios de Hidrulica

Unidad 2: Principios de Hidrulica

Introduccin

Los sistemas hidrulicos son indispensables en la operacin del equipo pesado. Los principios de hidrulica bsica se aplican en el diseo de los sistemas hidrulicos de los implementos, sistemas de direccin, sistemas de frenos y sistemas del tren de fuerza. Se deben conocer los principios de hidrulica bsica antes de estudiar los sistemas hidrulicos de la mquina.

Objetivos

Al terminar esta unidad, el estudiante podr:

1. Entender y demostrar los principios de hidrulica bsica.

Principios de Hidrulica

Leccin 1: Principios de Hidrulica

Introduccin

Todos sabemos que los principios de hidrulica bsica se pueden demostrar al ejercer presin controlada a un lquido para realizar un trabajo. Existen leyes que definen el comportamiento de los lquidos en condiciones de variacin de flujo y aumento o disminucin de presin. El estudiante debe tener la capacidad de describir y entender estas leyes, si desea tener xito como tcnico de equipo pesado Caterpillar.

Objetivos

Al terminar esta leccin, el estudiante podr:

1. Explicar por qu se usa un lquido en los sistemas hidrulicos.

2. Definir la Ley de Pascal aplicada a los principios de hidrulica.

3. Describir las caractersticas de un flujo de aceite que pasa a travs de un orificio.

4. Demostrar y entender los principios de hidrulica bsica.

Uso de lquidos en los sistemas hidrulicos

Se usan lquidos en los sistemas hidrulicos porque tienen, entre otras, las siguientes ventajas:

1. Los lquidos toman la forma del recipiente que los contiene.

2. Los lquidos son prcticamente incompresibles.

3. Los lquidos ejercen igual presin en todas las direcciones.

Los lquidos toman la forma del recipiente que los contiene

Los lquidos toman la forma de cualquier recipiente que los contiene.

Los lquidos tambin fluyen en cualquier direccin al pasar a travs de tuberas y mangueras de cualquier forma y tamao.

Lquido bajo presinLos lquidos son prcticamente incompresibles

Un lquido es prcticamente incompresible. Cuando una sustancia se comprime, ocupa menos espacio. Un lquido ocupa el mismo espacio o volumen, aun si se aplica presin. El espacio o el volumen ocupado por una sustancia se llama desplazamiento.

bbbbbbb Un gas puede comprimirse

Un gas puede comprimirse

Cuando un gas se comprime ocupa menos espacio y su desplazamiento es menor. El espacio que deja el gas al comprimirse puede ser ocupado por otro objeto. Un lquido se ajusta mejor en un sistema hidrulico, puesto que todo el tiempo ocupa el mismo volumen o tiene el mismo desplazamiento.

Sistema hidrulico en funcionamiento

De acuerdo con la Ley de Pascal, la presin ejercida en un lquido, contenido en un recipiente cerrado, se transmite ntegramente en todas las direcciones y acta con igual fuerza en todas las reas de igual superficie. Por tanto, en un sistema cerrado de aceite hidrulico, una fuerza aplicada en cualquier punto transmite igual presin en todas las direcciones a travs del sistema. En el ejemplo de la figura 2.1.4, una fuerza de 226,8 kg (500 lb) que acta sobre un pistn de 5,1 cm (2 pulgadas) de radio crea, en un lquido contenido en un recipiente cerrado, una presin aproximada de 275,6 kPa (40 lb/pulg2). Las mismas 275,6 kPa (40 lb/pulg2), el actuar sobre un pistn de 7,62 cm (3pulgadas) de radio, soportan un peso de 512,6 kg (1.130 libras).

Una frmula simple permite calcular la fuerza, la presin o el rea, si se conocen dos de estas tres variables. Es necesario entender estos tres trminos para asimilar los fundamentos de hidrulica. Una fuerza es la accin de ejercer presin sobre un cuerpo. La fuerza se expresa generalmente en kilogramos (kg) o libras (lb). La fuerza es igual a la presin por el rea

(F = P x A). La presin es la fuerza de un fluido por unidad de rea y se expresa generalmente en unidades de kilopascal es (kPa) o libras por pulgada cuadrada (lb/pulg2).

El rea es una medida de superficie. El rea se expresa en unidades de metros cuadrados o pulgadas cuadradas. Algunas veces el rea se refiere al rea efectiva. El rea efectiva es la superficie total usada para crear una fuerza en una direccin deseada.

El rea de un crculo se obtiene con la frmula:

rea = Pi (3,14) por radio al cuadrado

Si el radio del crculo es de 2 pulgadas, figura 2.1.4,

A = Pi x r2

A = 3,14 x (2" x 2")

A = 12,5 pulg2

Conociendo el rea, es posible determinar qu presin se necesitar en el sistema para levantar un peso dado. La presin es la fuerza por unidad de rea y se expresa en unidades de kilopscal (kPa) o libras por pulgada cuadrada (lb/pulg2). Si una fuerza de 500 libras acta sobre un rea de 12,5 pulg2, se produce una presin de 40 lb/pulg2.

La presin se obtiene con la frmula:

Presin = Fuerza, dividida por unidad de rea

P = 500 lb/12,5 pulg2

P = 40 lb/pulg2

Si aplicamos la frmula para el cilindro ms grande (figura 2.1.4) encontramos:

Presin x rea = Fuerza

40 x (3x3) x 3,14 = Fuerza

40 x 28,26 = 1.130 lb.

Ventaja mecnica

La figura 2.1.6 muestra de qu manera un lquido en un sistema hidrulico proporciona una ventaja mecnica.

Como todos los cilindros estn conectados, todas las reas deben llenarse antes de presurizar el sistema.

Use la frmula hidrulica y calcule el valor de los elementos que estn con signo de interrogacin. Los cilindros se numeran de izquierda a derecha.

Para calcular la presin del sistema, debemos usar los dos valores conocidos del segundo cilindro de la izquierda. Se usa la frmula presin igual a fuerza dividida por rea.

Conocida la presin del sistema, podemos calcular la fuerza de la carga de los cilindros uno y tres y el rea del pistn del cilindro cuatro.

Calcule las cargas de los cilindros uno y tres, usando la frmula fuerza igual a presin por rea (Fuerza = Presin x rea).

Calcule el rea del pistn del cilindro cuatro, usando la frmula rea igual a fuerza dividida por presin (rea = Fuerza/Presin).

EFECTO DEL ORIFICIO

Cuando hablamos en trminos hidrulicos, es comn usar los trminos "presin de la bomba". Sin embargo, en la prctica, la bomba no produce presin. La bomba produce flujo. Cuando se restringe el flujo, se produce la presin.

En las figuras 2.1.7 y 2.1.8, el flujo de la bomba a travs de la tubera es de 1 gal EE.UU./min.

En la figura 2.1.7, no hay restriccin de flujo a travs de la tubera; por tanto, la presin es cero en ambos manmetros.

Un orificio restringe el flujo

Un orificio restringe el flujo de la bomba. Cuando un aceite fluye a travs de un orificio, se produce presin corriente arriba del orificio.

En la figura 2.1.8 hay un orificio en la tubera entre los dos manmetros. El manmetro corriente arriba del orificio indica que se necesita una presin de 207 kPa (30 lb/pulg2), para enviar un flujo de 1 galn a travs del orificio. No hay restriccin de flujo despus del orificio. El manmetro ubicado corriente abajo del orificio indica presin de cero.

Bloqueo del flujo de aceite al tanque

Cuando se tapa un extremo de la tubera, se bloquea el flujo de aceite al tanque.

La bomba regulable contina suministrando flujo de 1 gal X min y llena la tubera. Una vez llena la tubera, la resistencia a cualquier flujo adicional que entre a la tubera produce una presin.

Esta presin se comporta de acuerdo con la Ley de Pascal, definida como la presin ejercida en un lquido que est en un recipiente cerrado se transmite ntegramente en todas las direcciones y acta con igual fuerza en todas las reas. La presin ser la misma en los dos manmetros.

La presin contina aumentando hasta que el flujo de la bomba se desve desde la tubera a otro circuito o al tanque. Esto se hace, generalmente, con una vlvula de alivio para proteger el sistema hidrulico.

Si el flujo total de la bomba contina entrando a la tubera, la presin seguira aumentando hasta el punto de causar la explosin del circuito.

Restriccin del flujo en un circuito en serie

Hay dos tipos bsicos de circuitos: en serie y en paralelo.

En la figura 2.1.10, se requiere una presin de 620 kPa (90 lb/pulg2) para enviar un flujo de 1 gal X min a travs de los circuitos.

Los orificios o las vlvulas de alivio ubicados en serie en un circuito hidrulico ofrecen una resistencia similar a las resistencias en serie de un circuito elctrico, en las que el aceite debe fluir a travs de cada resistencia. La resistencia total es igual a la suma de cada resistencia individual.

En un sistema con circuitos en paralelo, el flujo de aceite de la bomba sigue el paso de menor resistencia. En la figura 2.1.11, la bomba suministra aceite a los tres circuitos montados en paralelo. El circuito nmero tres tiene la menor prioridad y el circuito nmero uno la mayor prioridad.

Cuando el flujo de aceite de la bomba llena el conducto ubicado a la izquierda de las tres vlvulas, la presin de aceite de la bomba alcanza 207 kPa (30 psi). Abre la vlvula al circuito uno y el aceite fluye, una vez lleno el circuito uno, la presin de aceite de la bomba comienza a aumentar. La presin de aceite de la bomba alcanza 414 kPa (60 psi) y abre la vlvula del circuito dos. La presin de aceite de la bomba no puede continuar aumentando sino hasta cuando el circuito dos est lleno. Para abrir la vlvula del circuito tres, la presin de aceite de la bomba debe exceder los 620 kPa (90 psi).

Para limitar la presin mxima del sistema, debe haber una vlvula de alivio del sistema en uno de los circuitos o en la bomba.

Componentes de los sistemas Hidrulicos.

Tanque hidrulico

La principal funcin del tanque hidrulico es almacenar aceite. El tanque tambin debe eliminar calor y aire al aceite.

Los tanques deben tener resistencia y capacidad adecuadas, y no dejar entrar la suciedad externa. Los tanques hidrulicos generalmente son hermticos.

La figura 3.1.1 muestra los siguientes componentes del tanque hidrulico:Tapa de llenado

- Mantiene los contaminantes fuera de la abertura que se usa para llenar y aadir aceite al tanque y sella los tanques presurizados.

Mirilla

- Permite revisar el nivel de aceite del tanque hidrulico. El nivel de aceite debe revisarse cuando el aceite est fro. Si el aceite est en un nivel a mitad de la mirilla, indica que el nivel es correcto.

Tuberas de suministro y de retorno

- La tubera de suministro hace que el aceite fluya del tanque al sistema. La tubera de retorno hace que el aceite fluya del sistema al tanque.

Drenaje

- Ubicado en el punto ms bajo del tanque, el drenaje permite sacar el aceite en la operacin de cambio de aceite. El drenaje tambin permite retirar del aceite contaminantes como el agua y los sedimentos.

Tanque presurizado

Los dos tipos principales de tanques hidrulicos son: tanque presurizado y tanque no presurizado.

El tanque presurizado est completamente sellado. La presin atmosfrica no afecta la presin del tanque. Sin embargo, a medida que el aceite fluye por el sistema, absorbe calor y se expande. La expansin del aceite comprime el aire del tanque. El aire comprimido obliga que el aceite fluya del tanque al sistema.

La vlvula de alivio de vaco tiene dos propsitos: evitar el vaco y limitar la presin mxima del tanque.

La vlvula de alivio de vaco evita que se forme vaco en el tanque al abrirse y hace que entre aire al tanque cuando la presin del tanque cae a 3,45 kPa (0,5 lb/pulg2).

Rejilla de llenado - Evita que entren contaminantes grandes al tanque cuando se quita la tapa de llenado.

Tubo de llenado - Permite llenar el tanque al nivel correcto y evita el llenado en exceso.

Deflectores Evitan que el aceite de retorno fluya directamente a la salida del tanque, y dan tiempo para que las burbujas en el aceite de retorno lleguen a la superficie.Tambin evitan que el aceite salpique, lo que reduce la formacin de espuma en el aceite.

Drenaje ecolgico - Se usa para evitar derrames accidentales de aceite cuando se retiran agua y sedimento del tanque.

Rejilla de retorno - Evita que entren partculas grandes al tanque, aunque no realiza un filtrado fino.

Tanque no presurizado

El tanque no presurizado tiene un respiradero que lo diferencia del tanque presurizado. El respiradero hace que el aire entre y salga libremente. La presin atmosfrica que acta en la superficie del aceite obliga al aceite a fluir del tanque al sistema. El respiradero tiene una rejilla que impide que la suciedad entre al tanque.

AcumuladoresEl acumulador de carga de gas es el tipo ms comnmente usado en los sistemas hidrulicos del implemento del equipo mvil. Hay dos tipos de acumuladores de carga de gas (figura 3.1.5): el acumulador de cmara de aceite (mostrado a la izquierda de la figura) y el acumulador de pistn (mostrado a la derecha de la figura). Ambos acumuladores separan el gas del aceite para mantener el contenido de gas. El sello del pistn y el material de la cmara de aceite mantienen separados el gas y el aceite.

Cuando la presin del aceite es mayor que la del gas, el volumen de gas ser ms pequeo, la cual permite que vaya ms aceite al acumulador. El volumen de gas contina disminuyendo hasta que el gas se comprime hasta el punto en que la presin del aceite y del gas es igual.

Cuando la presin del gas es mayor que la presin del aceite, el volumen de gas se expandir, empujando el aceite fuera del acumulador al sistema hidrulico, hasta que nuevamente se igualan la presin del aceite y del gas.

Usos de los acumuladores

1. Permitir el uso de bombas ms pequeas - El almacenamiento de un volumen de aceite a una presin especfica compensa el aceite requerido por el sistema piloto o de direccin cuando la demanda excede el flujo de la bomba.

2. Proporcionar frenado y direccin de emergencia. - El volumen de aceite a una presin especfica puede dar la suficiente entrada de presin al sistema de frenos o de direccin para controlar la mquina por un corto tiempo, en caso de que la bomba o el motor fallen.

3. Absorber las cargas de choque - Los acumuladores se usan en equipo mvil para mejorar el desplazamiento. Esto se realiza cuando el acumulador absorbe la actividad del aceite en el sistema en terreno irregular que, de otro modo, crearan crestas de presin y saltos de la mquina.

Mangueras hidrulicas

Clasificaciones de presin de las mangueras

En el equipo mvil se usa una variedad de mangueras para presiones baja, mediana y alta, dependiendo de los requerimientos del sistema.

Las diferentes mangueras mostradas en la figura 3.1.9 son:

1. XT-3 (Cuatro espirales) - Presin alta: 17.500 - 28.000 kPa

(2.500 - 4.000 lb/pulg2)

2. XT-5 (De cuatro a seis espirales) - Presin alta: 41.400 kPa

(6.000 lb/pulg2)

3. XT-6 (Seis espirales) - Presin alta: 41.400 kPa (6.000

lb/pulg2)

4. 716 (Una trenza de alambre) - Presin mediana/baja: 4.300 -

19.000 kPa (625 - 2.750 lb/pulg2)

5. 844 (De succin hidrulica) - Presin baja: 690 - 2.070 kPa

(100 - 300 lb/pulg2)

6. 556 (Tela y una trenza de alambre) - Presin mediana/baja:

1.725 - 10.350 kPa (500 - 3.000 lb/pulg2)

7. 1130 (Motor/freno de aire) - Presin mediana/baja:

1.725 - 10.350 kPa (1.250 - 3.000 lb/pulg2)

8. 1028 (Termoplstico) - Presin mediana:

8.620 - 20.7000 kPa (2.250 - 5.000 lb/pulg2)

9. 294 (Dos trenzas de alambre) - Presin mediana/alta:

15.500 - 34.500 kPa (2.250 - 5.000 lb/pulg2)

Mientras menor sea el dimetro de la manguera, mayor ser la clasificacin de presin dentro de ese tipo de manguera. La gama de dimetro interno de las mangueras hidrulicas es de 0,188 pulgadas (3/16 de pulgada) a 2,000 pulgadas (2 pulgadas).

Funciones de los fluidos hidrulicos.

Los fluidos prcticamente son incompresibles. Por tanto, en un sistema hidrulico los fluidos pueden transmitir potencia en forma instantnea.

Por ejemplo, por cada 2.000 lb/pulg2 de presin, el aceite lubricante se comprime aproximadamente 1%, es decir, puede mantener su volumen constante cuando est bajo una presin alta. El aceite lubricante es la materia prima con que se produce la mayora de los aceites hidrulicos.

Las principales funciones de los fluidos hidrulicos son:

Transmisin de potencia

Puesto que un fluido prcticamente es incompresible, un sistema hidrulico lleno de fluido puede producir potencia hidrulica instantnea de un rea a otra. Sin embargo, esto no significa que todos los fluidos hidrulicos sean iguales y transmitan potencia con la misma eficiencia.

Para escoger el fluido hidrulico correcto, se deben tener en cuenta el tipo de aplicacin y las condiciones de operacin en las que funcionar el sistema hidrulico.

Lubricacin

Los fluidos hidrulicos deben lubricar las piezas en movimiento del sistema hidrulico. Los componentes que rotan o se deslizan deben poder trabajar sin entrar en contacto con otras superficies. El fluido hidrulico debe mantener una pelcula delgada entre las dos superficies para evitar el calor, la friccin y el desgaste.

Accin sellante

Algunos componentes hidrulicos estn diseados para usar fluidos hidrulicos en lugar de sellos mecnicos entre los componentes. La propiedad del fluido de tener accin sellante depende de su viscosidad.

Enfriamiento

El funcionamiento del sistema hidrulico produce calor a medida que se transfiere energa mecnica a energa hidrulica y viceversa. La transferencia de calor al sistema se realiza entre los componentes calientes y el fluido que circula a menor temperatura. El fluido a su vez transfiere el calor al tanque o a los enfriadores, diseados para mantener la temperatura del fluido dentro de lmites definidos.

Otras propiedades que debe tener un fluido hidrulico son: evitar la oxidacin y la corrosin de las piezas metlicas; impedir la formacin de espuma y de oxidacin; mantener separado el aire, el agua y otros contaminantes; y mantener su estabilidad en una amplia gama de temperaturas.

Limpiar

El aceite mantiene los componentes de los sistemas limpios, separa la mugre del metal, esto lo puede cumplir gracias a sus aditivos como los detergentes, como el aceite se va contaminando al cumplir esta funcin, son necesarias las mantenciones (Cambio de aceite, Filtros etc).

AmortiguarLa accin de amortiguar la ejecuta el aceite en todos los movimientos que ejecutan los actuadores separando golpes de metal con metal.Viscosidad

La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido para fluir a una temperatura determinada. Un fluido que fluye fcilmente tiene viscosidad baja. Un fluido que no fluye fcilmente tiene una viscosidad alta.

La viscosidad de un fluido depende de la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la viscosidad del fluido disminuye. Cuando la temperatura disminuye, la viscosidad del fluido aumenta. El aceite vegetal es un buen ejemplo para mostrar el efecto de la viscosidad con los cambios de temperatura. Cuando el aceite vegetal est fro, se espesa y tiende a solidificarse. Si calentamos el aceite vegetal, se vuelve muy delgado y tiende a fluir fcilmente.

Vida til del aceite hidrulico

El aceite hidrulico no se desgasta. El uso de filtros para quitar las partculas slidas y contaminantes qumicos prolongan la vida til del aceite. Sin embargo, eventualmente el aceite se contamina tanto que debe reemplazarse. En las mquinas de construccin, el aceite se debe cambiar a intervalos de tiempos regulares.

Los contaminantes del aceite pueden usarse como indicadores de desgaste no comn y de posibles problemas del sistema. Uno de los programas Caterpillar que miden los contaminantes del aceite hidrulico y utilizan los resultados como fuente de informacin acerca del sistema es el Anlisis Programado de Aceite (SOS).

Clasificaciones de los filtros para el control de contaminacin

Hay tres clasificaciones de diseos de filtros usados en los sistemas hidrulicos de los implementos en el equipo mvil. Estas clasificaciones son:

1. Filtro de cartucho (mostrado a la izquierda) - El elemento del filtro se ajusta en el tanque o recipiente, con la abertura del filtro sellado con una tapa.

2. Filtro de recipiente (mostrado en el centro) - El elemento del filtro se construye en su propio recipiente que luego se atornilla en una base de filtro permanente. El material del filtro usado en el filtro de recipiente puede ser idntico al material del filtro usado en el filtro de cartucho.

3. De rejilla (mostrado a la derecha) - Una malla metlica que se ajusta en un tanque o recipiente, similar al filtro de cartucho, pero con aberturas ms grandes para atrapar contaminantes de mayor tamao, antes de que ingresen al sistema.

Derivacin del filtro

La mayora de los filtros de cartucho y de recipiente tienen vlvulas de derivacin del filtro para asegurar que nunca se bloquee el flujo del sistema. Las vlvulas de derivacin tambin protegen el filtro de roturas o de que colapsen. El bloqueo del aceite que puede llevar a la falla del filtro puede ser causado por lo siguiente:

1. Una acumulacin de contaminantes que tapona el filtro.

2. Aceite fro demasiado espeso para pasar a travs del filtro.

Los filtros deben cambiarse segn lo recomendado por el fabricante de la mquina para evitar taponamiento y minimizar la derivacin de aceite, cuando el aceite est fro.

Control de la temperatura del aceite hidrulico

A medida que los componentes hidrulicos trabajan, aumenta la temperatura del aceite. Algunos sistemas hidrulicos de presin baja pueden disipar el calor a travs de las camisas, cilindros, tanque y otras superficies de los componentes, para controlar la temperatura del aceite. La mayora de los sistemas hidrulicos de presin alta requieren un enfriador de aceite, adems de otros componentes, para controlar la temperatura del aceite.

Se usan dos tipos de enfriadores hidrulicos en el equipo mvil.

1. Aire a aceite (mostrado a la izquierda), donde el aceite pasa a travs de tubos cubiertos con aletas. Un ventilador o la accin del movimiento de la mquina sopla aire a los tubos y las aletas, lo cual enfra el aceite.

2. Agua a aceite (mostrado a la derecha), donde el aceite pasa a travs de un agrupamiento de tubos, y enfran el aceite.

Bombas y Motores Hidrulicos

Leccin 3: Bombas y Motores Hidrulicos

Bomba hidrulica

La bomba hidrulica convierte la energa mecnica en energa hidrulica. Es un dispositivo que toma energa de una fuente (por ejemplo, un motor, un motor elctrico, etc.) y la convierte a una forma de energa hidrulica. La bomba toma aceite de un depsito de almacenamiento (por ejemplo, un tanque) y lo enva como un flujo al sistema hidrulico.

Todas las bombas producen flujo de aceite de igual forma. Se crea un vaco a la entrada de la bomba. La presin atmosfrica, ms alta, empuja el aceite a travs del conducto de entrada a las cmaras de entrada de la bomba. Los engranajes de la bomba llevan el aceite a la cmara de salida de la bomba. El volumen de la cmara disminuye a medida que se acerca a la salida. Esta reduccin del tamao de la cmara empuja el aceite a la salida.

La bomba slo produce flujo (por ejemplo, galones por minuto, litros por minuto, centmetros cbicos por revolucin, etc.), que luego es usado por el sistema hidrulico. La bomba NO produce presin. La presin se produce por accin de la resistencia al flujo. La resistencia puede producirse a medida que el flujo pasa por las mangueras, orificios, conexiones, cilindros, motores o cualquier elemento del sistema que impida el paso libre del flujo al tanque.

Motor hidrulico

El motor hidrulico convierte la energa hidrulica en energa mecnica. El motor hidrulico usa el flujo de aceite enviado por la bomba y lo convierte en un movimiento rotatorio para impulsar otro dispositivo (por ejemplo, mandos finales, diferencial, transmisin, rueda, ventilador, otra bomba, etc.).

Caudal fijo frente a caudal variable

El flujo de salida de una bomba de caudal fijo cambia slo si se vara la velocidad de la rotacin de la bomba. Si la bomba gira ms rpidamente, aumenta el flujo; si gira ms lentamente, disminuye el flujo. La bomba de engranajes es ejemplo de una bomba de caudal fijo.

Las bombas de paletas y de pistones pueden ser de caudal fijo o variable. El flujo de salida de una bomba de caudal variable puede aumentar o disminuir independientemente de la velocidad de rotacin. El flujo de salida de una bomba de caudal variable puede controlarse manual o automticamente, o por combinacin de ambas.

Bombas de paletas

Paletas

Las paletas inicialmente se mantienen contra el anillo excntrico, gracias a la fuerza centrfuga producida por la rotacin del rotor. A medida que el flujo aumenta, la presin resultante, que se produce por la resistencia a ese flujo, dirige el flujo a los conductos del rotor entre las paletas (1).

Este aceite presurizado bajo las paletas mantiene las puntas de las paletas presionadas contra el anillo excntrico, y forman un sello. Las paletas se biselan (flecha) para evitar que se presionen en exceso contra el anillo excntrico y para permitir as una presin compensadora a travs del extremo exterior.

Bombas de pistones

La mayora de bombas y motores de pistones tienen piezas comunes y usan la misma nomenclatura. Las piezas de la bomba de la figura 3.3.17 son: cabeza (1), caja (2), eje (3), pistones (4), plancha del orificio (5), tambor (6) y plancha basculante (7).

Hay dos diseos de bombas de pistones: la de pistones axiales y la de pistones radiales. Los dos diseos de bombas son regulables y altamente eficientes. Sin embargo, la salida puede ser de caudal fijo o de caudal variable.

Bomba de pistones axiales con caja angular

Bomba de curva conjugada

La bomba de curva conjugada (figura 3.3.22) tambin se conoce con el nombre de bomba GEROTORT. Los engranajes interiores y exteriores giran dentro de la caja de la bomba. El bombeo se hace gracias al modo en que los lbulos de los engranajes interior y exterior se engranan durante la rotacin. A medida que los engranajes interiores y exteriores giran, el engranaje interior gira por dentro del engranaje exterior. Los orificios de entrada y de salida se localizan en las tapas extremas de la caja. El fluido que llega por el orificio de entrada es llevado alrededor hasta el orificio de salida y expulsado cuando los lbulos engranan.

Las bombas de curva conjugada modificada o gerotort se usan en algunas

Unidades de Control de Direccin (HMU) los sistemas de direccin.

Smbolos ISO de la bomba

Los smbolos ISO de la bomba se distinguen por un tringulo negro dentro de un crculo. La punta del tringulo toca el borde interno del crculo. Una flecha que atraviesa el crculo completa el smbolo ISO de la bomba de caudal variable.

Smbolos ISO del motor

Los smbolos ISO del motor se distinguen por un tringulo negro dentro de un crculo. La punta del tringulo seala el centro del crculo. Una flecha que atraviesa el crculo indica que es de caudal variable.

.Leccin 4: Vlvulas de Control de Presin

Leccin 4: Vlvulas de Control de Presin

Introduccin

Las vlvulas se usan para controlar el flujo la presin y la direccin del aceite hidrulico en un sistema. Las vlvulas hidrulicas se agrupan en tres categoras, basadas en su funcin principal. Los tres tipos principales de vlvulas hidrulicas son: vlvulas de control de presin, vlvulas de control de flujo y vlvulas de control direccional. Una vlvula puede construirse para combinar varias de estas funciones. Una vlvula generalmente toma el nombre de la funcin que desempea o de cmo fue construida.

Las vlvulas de control de presin se usan para controlar la presin en un circuito o en un sistema. La funcin de la vlvula principal siempre es la misma, aunque el diseo puede cambiar. Ejemplos de vlvulas de control de presin incluyen las vlvulas de alivio, las vlvulas de secuencia, las vlvulas reductoras de presin, las vlvulas diferenciales de presin y las vlvulas de descarga.

Vlvulas de alivio

Los sistemas hidrulicos se disean para operar dentro de cierta gama de presin. Exceder esta gama puede daar los componentes del sistema o convertirse en un peligro potencial para el usuario. La vlvula de alivio mantiene la presin dentro de lmites especficos y, al abrirse, hace que el aceite en exceso fluya a otro circuito o regrese al tanque.

Vlvula de alivio de presin simple, presin de apertura de la vlvula

La figura 3.4.1 muestra una vlvula de alivio simple en la posicin de presin de apertura de la vlvula.

La vlvula de alivio simple (tambin llamada vlvula de accionamiento directo) se mantiene cerrada por accin de la fuerza del resorte. La tensin del resorte se ajusta a una presin de alivio.

Vlvula de alivio de operacin piloto, posicin CERRADA

Vlvula de alivio de operacin piloto en posicin ABIERTACuando la presin de aceite del sistema excede el valor del resorte de la vlvula piloto (figura 3.4.4), se abre la vlvula piloto y hace que el aceite de la cmara del resorte de la vlvula de descarga fluya al tanque. El orificio de la vlvula piloto es ms grande que el de la vlvula de descarga. Por tanto, el flujo de aceite pasar por la vlvula piloto ms rpido que a travs del orificio de la vlvula de descarga.

Esto har que la presin disminuya en la cmara del resorte de la vlvula de descarga. La fuerza debida a la presin ms alta del aceite del sistema mueve la vlvula de descarga contra el resorte.

El flujo de aceite en exceso de la bomba fluye a travs de los orificios de estrangulamiento, en la vlvula de descarga, al tanque. Los orificios de estrangulamiento, al descargar el volumen de aceite necesario, mantienen la presin de alivio deseado en la vlvula de descarga.

Smbolo ISO de la vlvula de alivio en posicin CERRADA

El smbolo ISO de la vlvula de alivio de la figura 3.4.5 representa tanto a la vlvula de alivio simple como a la vlvula de alivio de operacin piloto. El smbolo ISO es el mismo para todas las vlvulas de alivio.

La presin del sistema ejerce una fuerza a travs de la tubera piloto (parte superior de la grfica) y trabaja para mover la vlvula (flecha) contra el resorte. Durante la operacin normal, el flujo de la bomba est bloqueado en la vlvula cerrada.

Smbolo ISO de la vlvula de alivio de caudal variable

La figura 3.4.7 muestra el smbolo ISO de una vlvula de alivio de caudal variable.

El smbolo ISO de la vlvula de alivio de caudal variable es la representacin grfica de la vlvula simple con una flecha que atraviesa el resorte. La flecha indica que la tensin del resorte puede variarse.

Vlvula de secuencia en posicin CERRADA

La vlvula de secuencia (figura 3.4.8) es simplemente una vlvula de alivio de operacin piloto en serie con un segundo circuito. La vlvula de secuencia se usa cuando una bomba suministra aceite a dos circuitos y uno de los circuitos tiene prioridad sobre el otro.

La vlvula de secuencia bloquea el flujo de aceite al circuito 2, hasta que el circuito 1 est lleno. Cuando el aceite de la bomba llena el circuito 1, comienza a aumentar la presin de aceite. El aumento produce una fuerza a travs del circuito,

Vlvula de secuencia en posicin ABIERTA

Cuando la presin en la cmara del resorte de la vlvula de descarga excede el valor del ajuste de la vlvula piloto, la esta se abre y hace que el aceite pase de la cmara del resorte de la vlvula de descarga al tanque y que la presin disminuya en la cmara del resorte de la vlvula de descarga. La fuerza de la presin alta del sistema de aceite mueve la vlvula de descarga contra el resorte de la vlvula de descarga y abre el conducto al circuito 2. El flujo de aceite de la bomba pasa, a travs de la vlvula de secuencia, al circuito 2. La vlvula de secuencia permanece abierta hasta que la presin del circuito 1 disminuya a un valor menor que la presin de control de la vlvula de secuencia.

Smbolo ISO de la vlvula de secuencia

La operacin de la vlvula de secuencia es igual a la operacin de la vlvula de alivio.

En la vlvula de alivio, la cmara del resorte es normal que se drene internamente en el conducto de salida. En la vlvula de secuencia, el conducto de salida se conecta a un segundo circuito. Como el segundo circuito est a presin cuando la vlvula de secuencia se abre, la cmara del resorte de la vlvula piloto debe drenar externamente al tanque.

Vlvula reductora de presin

La vlvula reductora de presin hace que dos circuitos con diferente presin obtengan suministro de la misma bomba. La vlvula de alivio del sistema controla la presin mxima de aceite de suministro. La vlvula reductora de presin controla la presin mxima del circuito de aceite controlado.

Arranque de la bomba

La figura 3.4.11 muestra la vlvula reductora de presin en la posicin normal abierta.

Al girar la bomba, la fuerza del resorte de la vlvula mantiene el carrete de la vlvula y el pistn a la derecha. El aceite de suministro fluye alrededor del carrete de la vlvula reductora de presin al circuito de aceite controlado (al lado corriente bajo de vlvula). El aceite de suministro tambin fluye, a travs del conducto de aceite, a la cmara del pistn a la derecha. Cualquier cambio en la presin del circuito de aceite controlado cambia la presin en la cmara del pistn. Al girar la bomba, la presin del aceite de suministro y la presin de aceite controlado son iguales.

Vlvula reductora de presin en condicin normal de operacin

La figura 3.4.12 muestra la vlvula reductora de presin en condicin normal de operacin.

Cuando la presin aumenta en el circuito de aceite controlado, el aumento produce una fuerza en la cmara del pistn. El aumento de presin mueve a la izquierda el pistn contra el carrete de la vlvula y la fuerza del resorte. Cuando el carrete de la vlvula se mueve a la izquierda, el carrete restringe el suministro de aceite que fluye a travs de la vlvula y reduce la presin del circuito del aceite controlado.

El movimiento del carrete de la vlvula crea un orificio variable entre el suministro de aceite y el circuito de aceite controlado. El orificio variable hace que la presin en el circuito de aceite controlado aumente o disminuya, lo cual vara el flujo de aceite, como sea necesario.

Smbolo ISO de la vlvula reductora de presin

La figura 3.4.13 muestra el smbolo ISO de la vlvula reductora de presin.

El smbolo ISO usa un solo rectngulo para representar la posicin infinita o la capacidad de dosificacin de la vlvula reductora de presin.

Vlvula de presin diferencial

En la figuras 3.4.14 y 3.4.15, el resorte experimenta una fuerza de 50 libras en el carrete de la vlvula de 1 pulg2. La presin de aceite de suministro debe exceder la presin de 345 kPa (50 lb/pulg2) para sobrepasar la fuerza del resorte y mover el carrete de la vlvula.

Arranque de la bomba

La figura 3.4.14 muestra una vlvula de presin diferencial. La vlvula de presin diferencial mantiene una diferencia de presin especfica entre dos circuitos.

Vlvula de presin diferencial, condicin de operacin normal

Cuando el circuito primario se llena de aceite, la presin comienza a aumentar. Cuando la presin del circuito primario alcanza ms de 345 la presin del circuito primario sobrepasa la fuerza del resorte de la vlvula de presin diferencial y mueve la vlvula de presin diferencial hacia la izquierda. El suministro de aceite fluye al circuito secundario y, a travs del conducto, a la cmara del resorte de la vlvula de presin diferencial.

NOTA: Las vlvulas de presin diferencial se usan mucho en las servo transmisiones de varias mquinas.

Smbolo ISO de la vlvula de presin diferencial

El smbolo ISO de la vlvula de presin diferencial (figura 3.4.16) es una combinacin del smbolo ISO de la vlvula de alivio y el de la vlvula reductora de presin.

Vlvulas de Control Direccional

Las vlvulas de control direccional se usan para enviar el aceite a circuitos separados de un sistema hidrulico. Al usar una vlvula de control direccional, se deben considerar la capacidad mxima de flujo y la cada de presin a travs de la vlvula. Las vlvulas de control direccional pueden estar en interfaz con controles manuales, hidrulicos, neumticos y electrnicos. Estos factores se determinan principalmente durante el diseo del sistema inicial.

Carrete de vlvula

El carrete de vlvula (figura 3.5.1) consta de resaltos y surcos. Los resaltos bloquean el flujo de aceite a travs del cuerpo de la vlvula.

Los surcos hacen que el aceite fluya alrededor del carrete y a travs del cuerpo de la vlvula.

La normal es la posicin del carrete cuando no est activado.

Cuando una vlvula de centro abierto est en posicin normal, el suministro de aceite fluye a travs de la vlvula y retorna al tanque.

Cuando una vlvula de centro cerrado est en posicin normal, el carrete de la vlvula bloquea el suministro de aceite.

Orificio de la vlvula

En la figura 3.5.6 se muestran los orificios de la vlvula que conectan las tuberas de operacin.

Una vlvula con dos orificios se refiere generalmente a una vlvula de dos funciones. No se debe confundir con una vlvula de dos posiciones (mostrada en la figura 3.5.5). Las vlvulas pueden tener tantas posiciones y orificios como sean necesarios. Sin embargo, la mayora de las vlvulas tienen un nmero de posiciones entre 1 y 3, y un nmero de orificios entre 2 y 6.

Vlvula de control manual de tres posiciones, seis funciones, de centro abierto

La figura 3.5.9 muestra una vlvula de control manual de tres posiciones, seis funciones, de centro abierto, en la posicin FIJA. El aceite de la bomba fluye, alrededor del carrete de la vlvula, al tanque. El aceite del cilindro se bloquea en el carrete de la vlvula de control.

Vlvula de control piloto, tres posiciones, seis funciones, de centro

Cerrado

La figura 3.5.10 muestra una vlvula de control piloto, de tres posiciones, seis funciones, de centro cerrado. En la posicin FIJA, todo el aceite que fluye se bloquea en el carrete de la vlvula de control.

Vlvula de retencin

El objetivo de una vlvula de retencin es hacer que el aceite fluya fcilmente en un sentido, pero impedir el flujo de aceite en el sentido opuesto. La vlvula de retencin se llama, algunas veces, vlvula de retencin de una funcin.

Vlvula de retencin de operacin piloto

La vlvula de retencin de operacin piloto hace, a diferencia de la vlvula de retencin simple, que el aceite fluya a travs de la vlvula en sentido opuesto.

Flujo hacia delante

La figura 3.5.14 muestra una vlvula de retencin de operacin piloto.

La vlvula de retencin de operacin piloto consta de una vlvula de retencin, una vlvula piloto y un vstago. La vlvula de retencin de operacin piloto permite un flujo libre de la vlvula de control al cilindro.

Flujo bloqueado

Cuando el aceite deja de fluir de la vlvula de control, la vlvula de retencin se asienta, como se muestra a la derecha en la figura 3.5.15. El aceite que fluye del cilindro a la vlvula de control se bloquea en la vlvula de retencin.

La vlvula de retencin de operacin piloto se usa con mayor frecuencia en operaciones donde es un problema la carga variable. La vlvula de retencin de operacin piloto permite que los cambios de carga se hagan con una tolerancia muy precisa.

Flujo inverso

La vlvula de la figura 3.5.16 muestra el paso del flujo de aceite del cilindro a la vlvula de control.

Vlvulas de retencin de traba

La funcin de la vlvula de retencin de traba es similar a la de la vlvula de retencin de operacin piloto en que permite el flujo de aceite en la direccin contraria. La diferencia est en que en la vlvula de retencin de traba se usa la presin creada por la carga que est siendo movida para abrir la vlvula de retencin de traba y hacer que el aceite retorne al lado opuesto del accionador.

Las vlvulas de retencin de traba se usan en los cilindros y en los motores, para asegurarse de que no haya movimiento en ninguna direccin.

La figura 3.5.18 muestra una vlvula de retencin de traba cuyo lado izquierdo est siendo presurizado para mover la carga. El flujo abri la vlvula en el lado izquierdo. La presin movi el pistn y su extensin hacia la derecha, y empuj la vlvula en el lado derecho abierto, para hacer que regrese el flujo a travs de la vlvula.

La figura 3.5.20 muestra una vlvula de lanzadera inversa cuyo acumulador extremo izquierdo tiene una presin ms alta que el del extremo derecho. La presin del acumulador izquierdo empuj la vlvula de retencin izquierda cerrada contra la presin menor en la cmara central.

El vstago ms largo se mantiene en la vlvula de retencin derecha abierta, de modo que todo el flujo de la vlvula de activacin est fluyendo al lado derecho hasta que la presin se iguala.

Cuando la presin en los circuitos de los frenos delantero y trasero no es igual, puede deberse al mayor desgaste de los frenos en un extremo, a una precarga desigual de los acumuladores o a fugas en uno de los sistemas de los frenos.

NOTA: Las vlvulas de lanzadera inversa se usan en los sistemas de frenos de los cargadores de ruedas medianos.

Smbolos ISO de la vlvula de retencin

Vlvula de compensacin

La vlvula de compensacin de la figura 3.5.22 es similar a la de retencin. Normalmente, la vlvula de compensacin se ubica en el circuito entre el implemento y el tanque. Durante las operaciones normales, el aceite de la bomba o del cilindro llena el rea detrs de la vlvula de compensacin. La presin del cilindro mantiene la vlvula CERRADA. Cuando la presin del cilindro es aproximadamente menor en 14 kPa (2 psi que la presin del tanque, la vlvula de compensacin pasa a la posicin ABIERTA. El aceite del tanque se desva a la bomba y fluye directamente, a travs de la vlvula de compensacin, al cilindro.

Smbolo ISO de la vlvula de compensacin

La operacin de una vlvula de compensacin es la misma que la de una vlvula de retencin. Por tanto, el smbolo ISO de la vlvula de compensacin es el mismo que el smbolo ISO de la vlvula de retencin.

VLVULAS DE CONTROL ACCIONADAS POR SOLENOIDE

Accionador de solenoide

En un accionador de solenoide, un campo electromagntico activa un inducido que, a su vez, mueve un pasador de empuje. El pasador de empuje mueve finalmente el carrete de la vlvula.

Vlvula de control direccional controlada por solenoide, de resorte descentrado, de operacin piloto, de dos posiciones y de cuatro funciones

La figura 3.5.25 muestra una vlvula de control direccional controlada por solenoide, de resorte descentrado, de operacin piloto, de dos posiciones y de cuatro funciones.

Fallas del solenoide

La mayora de las fallas del accionador de solenoide ocurren cuando las vlvulas se pegan. Un carrete pegado evita que el inducido se cierre apropiadamente. La contaminacin es la causa ms comn del pegado de un carrete de vlvula. Los contaminantes como la arenilla, las virutas de metal y otras partculas pueden acumularse entre el carrete y el orificio, y hacen que el carrete se pegue. Tambin las partculas de oxidacin del aceite pueden producir un barniz pegajoso que tapona los espacios libres entre el carrete y las paredes del orificio, lo que hace que el carrete se pegue. Si se pone un filtro de aceite, se pueden quitar la arenilla, las virutas de metal y otras partculas contaminantes. El barniz formado se puede quitar lavando la vlvula con un disolvente adecuado. La mayora de los problemas de este tipo se pueden eliminar usando el aceite apropiado y realizando los intervalos correctos de cambio de filtro.

Cuando la vlvula se pega y se activa el solenoide, la bobina del solenoide recibe un alto flujo constante de corriente que produce calor excesivo. El solenoide no est diseado para disipar el calor excesivo, y la bobina se quema. Los problemas de sobrecalentamiento ocurren frecuentemente durante perodos de temperaturas altas del medio ambiente o voltajes bajos del sistema.

Cuando el voltaje de la bobina es demasiado bajo, el campo electromagntico no es lo suficientemente fuerte para atraer el inducido. Del mismo modo, cuando el carrete se pega, la corriente contina fluyendo a travs de la bobina. El flujo constante de corriente producir calor excesivo.

Vlvula piloto controlada por solenoide, de resorte descentrado, de dos posiciones y de cuatro funciones

El smbolo ISO de la figura 3.5.27 muestra una vlvula piloto de resorte descentrado en su posicin normal. El aceite de la bomba fluye al orificio A, y el aceite que entra por el orificio B fluye al tanque.

Cuando se activa el solenoide, mueve la vlvula contra el resorte. El aceite de la bomba entonces fluye a B, y el aceite de A fluye al tanque.

Vlvula de control de centro cerrado, de operacin piloto controlada por solenoide, de resorte centrado, de tres posiciones y de cuatro funciones

La figura 3.5.28 muestra el smbolo ISO de una vlvula de control, de operacin piloto controlada por solenoide, de resorte centrado, de tres posiciones y cuatro funciones, en su posicin normal. Las cuatro funciones estn bloqueadas en la vlvula. Cuando el solenoide de la derecha se energiza, el aceite de la bomba fluye al orificio B, y el aceite de A fluye al tanque.

Cuando se energiza el solenoide de la izquierda, el aceite de la bomba fluye a A, y el aceite de B fluye al tanque.

Leccin 6: Vlvulas de Control de Flujo

Control de Flujo

Orificio

Un orificio es una abertura pequea en el paso del flujo de aceite. El flujo que pasa por un orificio se ve afectado por diferentes factores.

Tres de los factores ms comunes son:

1. La temperatura del aceite.

2. El tamao del orificio.

3. La presin diferencial a travs del orificio.

Temperatura

La viscosidad del aceite vara con los cambios de temperatura. La viscosidad es una medida de la resistencia del aceite a fluir a una temperatura determinada. El aceite hidrulico es ms delgado y fluye ms fcilmente cuando la temperatura aumenta.

Tamao del orificio

El tamao del orificio controla el rgimen de flujo a travs de l. Un ejemplo comn es un hueco en una manguera de jardn. Un hueco del tamao de una cabeza de alfiler producir un escape de agua muy fina. Un hueco ms grande producir un escape en forma de chorro de agua. El hueco, pequeo o grande, produce un flujo de agua que escapa de la manguera. La cantidad de agua que escapa depende del tamao del hueco (orificio).

El tamao del orificio puede ser fijo o variable.

Vlvula de retencin con orificio fijo

La figura 3.6.1 muestra una vlvula de retencin con un orificio fijo, generalmente usada en equipos de construccin. El orificio fijo es un hueco que va por el centro de una vlvula de retencin. Cuando el flujo de aceite est en el sentido normal, la vlvula se abre y permite que el aceite fluya alrededor de la vlvula y a travs del orificio.

Cuando el aceite intenta fluir en el sentido contrario, la vlvula se cierra. Todo el aceite que fluye en el sentido contrario va a travs del orificio y controla as el rgimen de flujo.

Orificio variable

La figura 3.6.2 muestra un orificio variable en forma de vlvula de aguja. En la vlvula de aguja, el tamao del orificio cambia dependiendo de la posicin de la punta de la vlvula en relacin con el asiento de la vlvula.

El aceite que fluye a travs de la vlvula de aguja debe hacer un giro de 90 y pasar entre la punta de la vlvula y el asiento de la vlvula.

La vlvula de aguja es el dispositivo ms frecuentemente usado cuando se necesita tener un orificio variable.

Cuando el tornillo de la vlvula se gira a la izquierda, el orificio aumenta de tamao y aumenta el flujo a travs de la vlvula.

Cuando el tornillo de la vlvula se gira a la derecha, el orificio disminuye de tamao y disminuye el flujo a travs de la vlvula.

Vlvula de control de flujo sin compensacin de presin

El diagrama de la figura 3.6.6 consta de una bomba regulable, una vlvula de alivio, un cilindro, una vlvula de control de flujo sin compensacin de presin, dos manmetros y una vlvula de control direccional accionada por palanca , de tres posiciones y cuatro funciones.

Circuitos de control de flujo con compensacin de presin

En un circuito de control de flujo con compensacin de presin, la presin diferencial a travs del orificio no se ve afectada por el cambio de carga. La presin diferencial constante a travs del orificio producir un flujo constante.

Vlvula de control de flujo con compensacin de presin y de derivacin

La figura 3.6.9 muestra una vlvula de control de flujo con compensacin de presin y de derivacin. Esta vlvula automticamente se ajusta a los cambios de flujo y de carga.

Sin presin de carga

La figura 3.6.10 muestra la vlvula de control de flujo con compensacin de presin y derivacin en un circuito de levantamiento simple.

Cuando la vlvula de control se mueve a la posicin LEVANTAR, el aceite de la bomba se dirige a la vlvula de control de flujo. La vlvula de control de flujo requiere una presin diferencial de 1.378 kPa (300 lb/pulg2) para enviar 3 gal EE.UU./min a travs del orificio. Para enviar ms de 3 gal EE.UU./min a travs del orificio, se requiere un aumento en la presin diferencial. Un aumento de ms de 1.378 kPa (300 lb/pulg2) en la presin diferencial abre la vlvula de descarga. El aceite en exceso fluye, a travs de la vlvula de descarga, al tanque.

Aumento de la presin de carga

Cuando la presin de carga aumenta, la presin aumenta en el orificio y en la cmara de resorte de la vlvula de descarga.

El aumento de la presin en el orificio baja la presin diferencial a travs del orificio e intenta reducir el flujo de aceite a travs del orificio. Sin embargo, al mismo tiempo, la presin aumenta en la cmara de resorte de la vlvula de descarga. La presin adicional cierra la vlvula de descarga y bloquea el flujo de aceite al tanque. El aceite bloqueado hace que la presin aumente en el lado de la bomba del orificio.

Combinacin de orificio y vlvula de descarga

Vlvula de cada rpida en modalidad de cada de la hoja

La figura 3.6.15 muestra una vlvula de cada rpida. sta se instala generalmente en los cilindros de levantamiento de un tractor topador.

Cuando la vlvula se activa, hace que la hoja del tractor topador baje rpidamente al piso.

Cuando se levanta la hoja del tractor topador y el operador mueve el control levantar/bajar a la posicin CADA RPIDA, la vlvula de control levantar/bajar hace que el aceite del extremo del vstago del cilindro de levantamiento fluya al tanque. Las fuerzas de gravedad actan en la hoja del topador empujando el vstago fuera del cilindro y haciendo que el pistn se mueva independientemente de la fuerza de la presin de aceite de la bomba. Esta accin aumenta en gran medida el flujo de aceite a travs del orificio de la vlvula de cada rpida y produce un vaco en el extremo de la cabeza del cilindro de levantamiento. El aumento en el flujo de aceite a travs del orificio hace que la presin corriente arriba del orificio aumente. El aumento de presin del aceite abre la vlvula de disco. Cuando se abre la vlvula de disco, conecta el conducto del extremo del vstago del cilindro al conducto del extremo de la cabeza del cilindro. El aceite del extremo del vstago del cilindro fluye a travs de la vlvula de disco abierta y, junto con el aceite de la vlvula de control, fluye al extremo de la cabeza del cilindro.

Una pequea cantidad de aceite fluye, a travs del orificio, a la vlvula de control levantar/bajar y al tanque.

Cuando la hoja golpea el suelo, se detiene el movimiento del vstago fuera del cilindro. Esto produce una rpida disminucin en el flujo de aceite a travs del orificio. La presin producida a travs del orificio disminuye y el resorte cierra la vlvula de disco. Todo el aceite que fluye al extremo de la cabeza, ahora proviene de la vlvula de control levantar/bajar.

Vlvula de cada rpida en modalidad levantar la hoja

La figura 3.6.16 muestra la vlvula de cada rpida cuando la hoja est siendo levantada.

Cuando el operador mueve el control levantar/bajar a la posicin LEVANTAR LA HOJA, el aceite de la bomba fluye de la vlvula de control levantar/bajar a travs del orificio y al extremo del vstago del cilindro de levantamiento. El orificio produce una restriccin del flujo de aceite, que aumenta la presin corriente arriba. El aceite de presin alta fluye, a travs de un conducto, a la cmara del resorte detrs de la vlvula de disco. El aceite presurizado ayuda al resorte y mantiene la vlvula cerrada cuando se aplica presin al extremo del vstago del cilindro.

El aceite del extremo de la cabeza fluye, a travs de la vlvula de cada rpida y de la vlvula de control, al tanque.

CilindrosEn su forma ms simple, los cilindros son accionadores lineales. Sus salidas son movimiento o fuerza en lnea recta. Los tipos ms comunes son los cilindros de accin simple y los de accin doble.

Cilindros de accin simple

La figura 3.7.1 muestra un cilindro de accin simple.

La caja exterior tubular es el cuerpo del cilindro. Dentro del cuerpo del cilindro estn el pistn, el sello del pistn y el vstago. Calibre es el trmino usado para indicar el dimetro interior del cuerpo del cilindro. El extremo de la cabeza (algunas veces llamado extremo ciego) se conoce como el extremo del pistn del cilindro. El extremo desde el cual el vstago se extiende y se retrae se conoce como el extremo del vstago.

Operacin de retorno por gravedad del levantamiento vertical

Cilindros de accin doble

La figura 3.7.3 muestra un cilindro de accin doble. El cilindro de accin doble es el accionador hidrulico ms comn utilizado actualmente y se usa en los sistemas del implemento, la direccin y otros sistemas donde se requiera que el cilindro funcione en ambas direcciones.

rea efectiva del cilindro

Calibre del cilindro son los trminos que indican el dimetro interno del cilindro. Un cilindro de calibre grande produce un mayor volumen por unidad de longitud que un cilindro de calibre pequeo.

Para mover un pistn la misma distancia, un cilindro de calibre grande necesita ms aceite que uno de calibre menor. Por tanto, para un rgimen de flujo dado, un cilindro de calibre grande se mueve ms lentamente que uno de calibre pequeo.

El rea efectiva de un cilindro es el rea del pistn y de sello de pistn sobre la cual acta el aceite. Como uno de los extremos del vstago est unido al pistn y el extremo opuesto se extiende fuera del cilindro, el rea efectiva del extremo del vstago es menor que el rea efectiva del extremo de la cabeza. El aceite no acta contra el rea del pistn cubierta por la unin del vstago.

El volumen de aceite necesario para llenar el extremo del vstago del cilindro es menor que el volumen de aceite necesario para cubrir el extremo de la cabeza del cilindro. Por tanto, para un rgimen de flujo dado, el vstago del cilindro se retrae ms rpido que el tiempo que tarda en extenderse.

Sellos

Los sellos se usan en diferentes partes del cilindro, como se muestra en la figura 3.7.5.

El sello del pistn se usa entre el pistn y la pared del cilindro. Su diseo hace que la presin de aceite extienda el sello contra la pared del cilindro, de manera que, a mayor presin, mayor fuerza sellante.

El sello del extremo de la cabeza (anular) evita que el aceite escape por entre el cuello del vstago y la pared del cilindro.

El sello del vstago es en forma de copa en U y evita que el aceite escape de entre el vstago y el cuello del vstago y limpia el aceite del vstago a medida que ste se extiende del cilindro.

El sello de limpiador (sello de labio) se ajusta al cilindro e impide que la suciedad y el polvo entren al cilindro cuando se retrae el vstago del cilindro.

Los sellos se fabrican de poliuretano, nitrilo o vitn. El material debe ser compatible con los fluidos usados y con las condiciones de operacin.

Leccin 1: Sistema Hidrulico del Implemento de Operacin Piloto Leccin 1: Sistemas Hidrulicos del Implemento de Operacin PilotoIntroduccin

El sistema hidrulico del implemento de operacin piloto se usa en diferentes equipos de construccin mviles. Las ilustraciones presentadas en esta leccin corresponden al equipo Cargador de Ruedas 928G Caterpillar.

Los estudiantes identificarn los componentes hidrulicos bsicos usados en el sistema hidrulico del implemento de operacin piloto, describirn las funciones de los diferentes componentes y trazarn el flujo de aceite hidrulico a travs de los sistemas.

Sistema hidrulico del implemento

La figura 4.1.1 muestra el sistema hidrulico del implemento con el motor en funcionamiento y todas las palancas de control en posicin FIJA.

Los smbolos ISO de colores amarillo y gris indican los componentes movibles. El amarillo del smbolo ISO indica la posicin actual del componente. Por ejemplo, en las vlvulas de control principal de la figura 4.1.1, el recuadro central amarillo muestra que las vlvulas estn en posicin FIJA.

Vlvula de control piloto de inclinacin

La figura 4.1.4 muestra los componentes principales de la vlvula de control piloto de inclinacin. Excepto por el conjunto de la bobina en la parte superior de la seccin del amortiguador (lado izquierdo), las piezas son las mismas en ambos lados de la vlvula.

Con el motor en funcionamiento y la palanca de control en la posicin FIJA, el aceite piloto entra por el orificio de suministro (centro inferior del cuerpo de la vlvula) y se bloquea por la accin de los vstagos de dosificacin. Cualquier aceite en las tuberas en direccin a la vlvula de control principal se descarga al orificio del tanque por el centro de los vstagos de dosificacin.

Posicin INCLINAR HACIA ATR

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto a la posicin INCLINAR HACIA ATRS, la fuerza hace que la plancha pivote mueva hacia abajo el mbolo superior, el mbolo inferior, el resorte de dosificacin, el retenedor del resorte del vstago de dosificacin, el resorte del vstago de dosificacin y el vstago de dosificacin. El aceite de la bomba piloto fluye, a travs del orificio y del centro del vstago de dosificacin, a la vlvula de control principal. El aceite de retorno de la vlvula de control principal pasa por el orificio del vstago de dosificacin amortiguado, sigue por el centro del vstago de dosificacin y fluye al orificio del tanque.

Resorte de dosificacin

El trabajo del vstago de dosificacin es permitir la relacin entre el movimiento del carrete de la vlvula de control y el movimiento de la palanca de la vlvula piloto. El vstago de dosificacin y el resorte de dosificacin funcionan como una vlvula reductora de presin y controlan la presin de aceite en el carrete de la vlvula de control principal.

Cuando el vstago de dosificacin se mueve hacia abajo, el aceite piloto fluye a travs del orificio, pasa por el centro del vstago de dosificacin y sale por el carrete de la vlvula de control principal. El aceite piloto se bloquea en el carrete de la vlvula de control principal y produce un aumento de la presin piloto. El aumento de la presin acciona el resorte del carrete de la vlvula de control principal y mueve el carrete de la vlvula de control principal. El carrete de la vlvula de control principal enva el aceite del sistema principal al cilindro.

La figura 4.1.7 muestra la vlvula de control del 928G en la posicin FIJA. La funcin de esta vlvula es representativa de las vlvulas de inclinacin, de levantamiento, auxiliar o vlvula de funcin cuarta. La vlvula auxiliar tiene nicamente vlvulas de alivio de tubera en ambos orificios de trabajo.

Cuando la vlvula est en la posicin FIJA, el aceite de suministro de la bomba entra al conducto central, fluye alrededor del carrete de control y pasa a la siguiente vlvula a travs de los conductos de salida. El aceite de suministro tambin fluye del conducto interno a la vlvula de retencin. De la vlvula de retencin, fluye al carrete de control principal. El carrete de control principal bloquea el flujo de aceite de suministro que va a los orificios de trabajo (conductos de inclinacin y descarga). El carrete de control principal tambin bloquea los conductos de aceite que van del orificio de trabajo a los conductos del tanque.

VLVULA DE CONTROL DE INCLINACIN

INCLINAR HACIA ATRS

Posicin INCLINAR HACIA ATRS

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto a la posicin INCLINAR, el aceite piloto (de color naranja) mueve el carrete de control de inclinacin hacia la derecha. El carrete de control bloquea los conductos de salida de aceite, conecta la vlvula de retencin con el extremo de la cabeza del cilindro de inclinacin, y el extremo del vstago del cilindro de inclinacin con el tanque. Cuando la presin de suministro es mayor que la presin del extremo de la cabeza del cilindro de inclinacin, el aceite de suministro abre la vlvula de retencin y fluye pasando el carrete de control al extremo de la cabeza del cilindro de inclinacin. El aceite de retorno fluye del extremo del vstago del cilindro de inclinacin, pasa por el carrete de control y fluye al tanque. El cucharn inicia el movimiento de inclinacin hacia atrs.

VLVULA DE COMBINACIN

Vlvula de combinacin de alivio y compensacin

La figura 4.1.9 muestra la vlvula de combinacin de alivio y compensacin. La vlvula de alivio simplemente es una vlvula de alivio de operacin piloto; sin embargo, no est diseada para manejar el flujo mximo de la bomba del implemento.

El aceite en el cilindro se conecta por tuberas al extremo derecho de la vlvula de combinacin.

El aceite fluye, a travs del orificio de la vlvula principal, a la cmara del resorte de la vlvula principal. La presin de aceite en la parte frontal (derecha) de la vlvula es igual a la de aceite en la cmara del resorte. La presin de aceite en la cmara del resorte de la vlvula principal, junto con la fuerza del resorte, mantienen la vlvula cerrada.

VLVULA DE ALIVIO EN LNEA ABIERTA

VLVULA DE COMBINACINVLVULA COMPENSADORA ABIERTA

Posicin COMPENSADA

La figura 4.1.11 muestra la vlvula de alivio y de compensacin de la tubera de combinacin en posicin COMPENSADA. La presin del tanque ejerce accin continua en el rea efectiva de la vlvula de combinacin. Cuando la presin de aceite en el cilindro, en la tubera de conexin y en la cmara del resorte de la vlvula de alivio es menor en 13,78 kPa (2 psi) respecto de la presin de aceite del tanque, la presin del tanque mueve a la izquierda la vlvula de compensacin y la vlvula principal contra el resorte de la vlvula principal. El aceite del tanque fluye del conducto recin abierto a la tubera de conexin y al cilindro.

VLVULA DE CONTROL DE LEVANTAMIENTO

BAJAR

Vlvula de control de levantamiento en posicin BAJAR

La figura 4.1.12 muestra la vlvula de control de levantamiento en posicin BAJAR.

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto de levantar/bajar a la posicin BAJAR, el aceite piloto (de color naranja) mueve el carrete de control de levantamiento hacia la izquierda.

El carrete de la vlvula de control bloquea los conductos de salida del aceite, conecta el conducto de la vlvula de retencin con el extremo del vstago del cilindro de levantamiento, y conecta el conducto del extremo de la cabeza del cilindro de levantamiento con el conducto de retorno al tanque. Cuando la presin de suministro es ms alta que la del extremo del vstago del cilindro de inclinacin, el aceite de suministro abre la vlvula de retencin y fluye pasando el carrete de control al extremo del vstago del cilindro de levantamiento. El aceite de retorno fluye del extremo de la cabeza del cilindro de levantamiento, pasa por el carrete de control y va al tanque. El cucharn comienza a bajar.

VLVULA DE CONTROL DE LEVANTAMIENTO

LIBRE

Vlvula de control de levantamiento en posicin LIBRE

La figura 4.1.13 muestra la vlvula de control de levantamiento en posicin LIBRE.

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto levantar/bajar a la posicin LIBRE, el aceite piloto (de color naranja) mueve el carrete de control principal completamente a la izquierda. El carrete de control conecta el conducto de la vlvula de retencin con la salida del lado derecho y conecta el conducto del extremo de la cabeza del cilindro de levantamiento con el conducto de retorno al tanque. El carrete de control tambin conecta el extremo del vstago del cilindro de levantamiento con el conducto de retorno al tanque. Cuando la bomba y los extremos del cilindro de levantamiento estn conectados al tanque, el cilindro de levantamiento no puede subir ni bajar hidrulicamente.

Cuando la mquina se mueve y el control levantar/bajar est en posicin LIBRE, el implemento sigue la curvatura del terreno.

SISTEMA HIDRULICO DEL IMPLEMENTO DEL 928G

INCLINAR HACIA ATRS

Este diagrama muestra el flujo a travs del sistema hidrulico con la palanca de control inclinar hacia atrs/descargar en la posicin INCLINAR HACIA ATRS.

Cuando el operador mueve la palanca de control inclinar hacia atrs/descargar a la posicin INCLINAR HACIA ATRS, el aceite piloto fluye de la vlvula de control piloto inclinar hacia atrs/descargar al extremo del carrete de la vlvula inclinar hacia atrs/descargar en la vlvula de control del implemento principal. El aceite piloto mueve el carrete de la vlvula inclinar hacia atrs/descargar a la posicin INCLINAR HACIA ATRS. El aceite del extremo opuesto del carrete de la vlvula inclinar hacia atrs/descargar fluye al tanque, pasando la vlvula de control inclinar hacia atrs/descargar.

El movimiento del carrete de la vlvula inclinar hacia atrs/descargar a la posicin INCLINAR HACIA ATRS bloquea el flujo del aceite de la bomba del implemento y enva el aceite de la bomba del implemento al extremo de la cabeza del cilindro de inclinacin. El aceite del extremo del vstago del cilindro de inclinacin es forzado a retornar al tanque, pasando por el carrete de la vlvula de inclinar hacia atrs/descargar.

Los orificios en las tuberas de aceite piloto entre la vlvula de control piloto de inclinar hacia atrs/descargar y el carrete de la vlvula de inclinar hacia atrs/descargar producen una restriccin al flujo del aceite piloto y proveen al operador un mejor control del carrete de la vlvula de inclinar hacia atrs/descargar.

Es este diagrama se muestran las condiciones en el sistema hidrulico del implemento con la palanca de control levantar/bajar en la posicin LEVANTAR.

Cuando el operador mueve la palanca de control levantar/bajar a la posicin LEVANTAR, el aceite piloto fluye de la vlvula de control piloto levantar/bajar al extremo del carrete de la vlvula levantar/bajar en la vlvula de control del implemento principal. El aceite piloto mueve el carrete de la vlvula levantar/bajar a la posicin LEVANTAR. El aceite del extremo opuesto del carrete de la vlvula levantar/bajar fluye al tanque, pasando la vlvula de control levantar/bajar.

El movimiento del carrete de la vlvula levantar/bajar a la posicin LEVANTAR bloquea el flujo de aceite de suministro al tanque. El aceite de suministro es enviado al extremo de la cabeza de los cilindros de levantamiento. El aceite de los extremos del vstago de los cilindros es enviado al tanque, pasando por el carrete de la vlvula de levantar/bajar.

Los orificios en las tuberas de aceite piloto entre la vlvula de control piloto de levantar/bajar y el carrete de la vlvula de levantar/bajar producen una restriccin al flujo del aceite piloto y proveen al operador un mejor control del carrete de la vlvula de levantar/bajar

Es este diagrama se muestran las condiciones en el sistema hidrulico del implemento con la palanca de control levantar/bajar en la posicin BAJAR.

Cuando el operador mueve la palanca de control levantar/bajar a la posicin BAJAR, el aceite piloto fluye de la vlvula de control piloto levantar/bajar al extremo del carrete de la vlvula levantar/bajar en la vlvula de control del implemento principal. El aceite piloto mueve el carrete de la vlvula levantar/bajar a la posicin BAJAR. El aceite del extremo opuesto del carrete de la vlvula levantar/bajar fluye al tanque, pasando la vlvula de control levantar/bajar.

El movimiento del carrete de la vlvula levantar/bajar a la posicin BAJAR bloquea el flujo de aceite de suministro al tanque. El aceite de suministro es enviado al extremo del vstago de los cilindros de levantamiento. El aceite de los extremos de la cabeza de los cilindros es enviado al tanque, pasando el carrete de la vlvula de levantar/bajar.

Los orificios en las tuberas de aceite piloto entre la vlvula de control piloto de levantar/bajar y el carrete de la vlvula de levantar/bajar producen una restriccin al flujo del aceite piloto y proveen al operador un mejor control del carrete de la vlvula de levantar/bajar.

Es este diagrama, la palanca de control levantar/bajar est en la posicin LIBRE.

Cuando el operador mueve la palanca de control levantar/bajar a la posicin LIBRE, el aceite piloto fluye de la vlvula de control piloto levantar/bajar al extremo del carrete de la vlvula levantar/bajar en la vlvula de control del implemento principal. El aceite piloto mueve el carrete de la vlvula levantar/bajar a la posicin LIBRE. El aceite del extremo opuesto del carrete de la vlvula levantar/bajar fluye al tanque, pasando la vlvula de control levantar/bajar.

El movimiento del carrete de la vlvula levantar/bajar a la posicin LIBRE bloquea el flujo de aceite de suministro al tanque. El aceite de suministro es enviado al extremo del vstago de los cilindros de levantamiento y al tanque. El aceite de los extremos de la cabeza de los cilindros es enviado al tanque, pasando el carrete de la vlvula de levantar/bajar.

Cuando la mquina se mueve y el implemento est en "libre", el cucharn seguir la curvatura del piso. La ms leve presin en el extremo del vstago de los cilindros de levantar/bajar no empujar el cucharn hacia el suelo.

GLOSARIO

Acumulador Recipiente que almacena fluidos a presin como fuente de potencia hidrulica. Tambin se usa como absorbedor de choque.

Accionador - Dispositivo que convierte la potencia hidrulica en fuerza mecnica y movimiento. (por ejemplo, motores y cilindros hidrulicos).

Acoplamiento Dispositivo que conecta dos mangueras o tuberas, o conecta las mangueras a los receptculos de la vlvula.

Amortiguador Dispositivo montado algunas veces dentro del extremo del cilindro, que restringe el flujo de salida y hace que el pistn baje lentamente.

Bomba Dispositivo que convierte la fuerza mecnica en potencia de fluido hidrulico. Los diseos bsicos de bombas son las de engranajes, de paletas y de pistones.

Bomba de caudal fijo Bomba en la que no vara la salida por ciclo.

Bomba de caudal variable Bomba en la que puede variar la salida por ciclo.

Caballo de fuerza Trabajo producido por unidad de tiempo.

Cavitacin Fenmeno que ocurre cuando el punto de presin de un sistema hidrulico est por debajo de la presin de vapor del aceite del sistema, y hace que se formen burbujas de vapor de aceite en el aceite. Cuando esto ocurre a la entrada de la bomba, el rpido aumento de presin en la bomba hace que estas burbujas colapsen violentamente. Esto puede producir erosin de las piezas metlicas, adems de ruido y vibracin.

Cresta Aumento momentneo de la presin en un circuito hidrulico.

Carrera Longitud de viaje de un pistn en un cilindro. (Algunas veces se usa para indicar el cambio del desplazamiento de una bomba de caudal variable).

Ciclo Operacin completa de un componente que comienza y termina en una posicin neutral.

Cilindro Dispositivo para convertir la potencia de un fluido en un movimiento lineal o circular. Un accionador.

Cilindro de accin doble Cilindro en el que la fuerza del fluido se aplica para mover elementos en cualquier direccin.

Cilindro de accin simple Cilindro en el que la fuerza del fluido se aplica para mover elementos en una sola direccin.

Circuito Serie de componentes conectados unos a otros por tuberas o conductos. Generalmente, hace parte de un

sistema.

Circuito regenerador Circuito en el que el fluido a presin, descargado de un componente, retorna al sistema para disminuir los requerimientos de entrada de flujo. Se usa con frecuencia para acelerar la accin de un cilindro al dirigir el aceite descargado del extremo del vstago al extremo del pistn.

Conducto Tubera cuyo dimetro externo es estndar en rosca.

Controlador Microprocesador que controla las funciones de la vlvula electro hidrulica.

Corrimiento Movimiento de un cilindro o de un motor causado por el juego interno de sus piezas, que se transmite a los componentes del sistema hidrulico.

Depsito Recipiente para mantener un suministro de fluido de trabajo de un sistema hidrulico.

Diagrama de smbolos Representacin abreviada en dibujos de los componentes del sistema hidrulico.

Glosario - 1 - Fundamentos de los Sistemas Hidrulicos

Glosario

Derivacin Camino alterno para un flujo de fluido.

Desplazamiento Volumen de aceite desplazado en una carrera completa o revolucin (de una bomba, motor o cilindro).

Enfriador de aceite Intercambiador de calor que quita el calor de un fluido (vase intercambiador de calor).

Energa Se presentan tres tipos de energa en los sistemas hidrulicos modernos (del tipo hidrosttico normal):

Energa calorfica Friccin o resistencia al flujo. (Prdida de energa, en trminos de rendimiento). Por ejemplo, se produce energa calorfica por la friccin entre el aceite en movimiento y las paredes de las tuberas o conductos.

Energa cintica Energa de un lquido en movimiento. Depende de la velocidad del lquido.

Energa potencial Energa de presin. Es la energa esttica del aceite en reposo, presurizada y lista para efectuar un trabajo, por ejemplo, el aceite en un acumulador cargado.

Expansin trmica Expansin del volumen de un fluido por razn del calor.

Filtro de aceite Dispositivo que elimina slidos de un fluido.

Flujmetro Dispositivo de medida de la velocidad de flujo, del flujo total o de ambos.

Friccin Resistencia al flujo de un fluido en un sistema hidrulico. (Prdida de energa, en trminos de rendimiento de potencia).

Fuerza Accin de aplicar presin a un cuerpo. En un cilindro hidrulico es el producto de la presin en el fluido multiplicado por el rea efectiva del pistn del cilindro. Se expresa en libras o en toneladas.

Gas inerte Gas no explosivo.

Grupo de vlvulas Serie de vlvulas de control en un grupo de vlvulas con planchas terminales comunes y entrada y salida de aceites comunes.

Hidrulica Ciencia de la Ingeniera que estudia la presin y el flujo de los lquidos. (En este manual, el inters principal se centra en el uso del aceite hidrulico para producir trabajo en planos lineales y rotatorios).

Hidrodinmica Ciencia de la Ingeniera que estudia la energa de la presin y el flujo de los lquidos.

Hidrosttica Ciencia de la Ingeniera que estudia la energa de los lquidos en reposo. (Los sistemas vistos en este manual funcionan con base en el principio hidrosttico).

Impulsos Fluctuaciones pequeas sucesivas de presin de un circuito.

Intercambiador de calor Dispositivo que transfiere el calor de un fluido a otro, a travs de una pared conductora. (Ver "enfriador de aceite").

Manguera Tubera flexible.

Motor hidrulico Dispositivo para convertir la energa de un fluido en fuerza mecnica y movimiento, generalmente movimiento rotatorio. Los diseos bsicos incluyen unidades de engranajes, de paletas y de pistones.

Mltiple Conductor de fluido que suministra algunos orificios.

Orificio Conducto con restriccin en un circuito hidrulico. Generalmente, orificio pequeo perforado que se usa para limitar el flujo o para producir una presin diferencial en un circuito. Extremo abierto de un conducto de fluido. Puede estar dentro o en la superficie del componente.

Par Esfuerzo de giro de un motor hidrulico o de un cilindro rotatorio. Se mide, generalmente, en unidades de pulgada libras (pulg-lb), o pie-libras (pie-lb) o Newton metro (N M).

Pistn Pieza cilndrica que se mueve en un cilindro y transmite o recibe movimiento para realizar un trabajo.

Potencia de fluido Energa transmitida y controlada que produce un fluido presurizado.

Glosario - 2 - Fundamentos de los Sistemas Hidrulicos

Presin Fuerza de un fluido por unidad de rea. Generalmente, se expresa en unidades de libra por pulgada cuadrada (lb/pulg2), kilo pzcales (kPa) o bar (bar).

Presin de retorno Presin encontrada en el lado de retorno de un sistema.

Presin de dislocacin Presin mnima a la que comienza a moverse un accionador.

Presin de apertura de la vlvula Presin a la que una vlvula de alivio, etc., comienza a abrirse para permitir que el fluido pase.

Presin diferencial Diferencia de presin entre dos puntos cualesquiera de un sistema o componente. (Tambin se llama "cada de presin").

Presin de flujo pleno Presin a la que una vlvula se abre completamente para permitir el paso de todo el flujo.

Presin de operacin Presin de operacin normal del sistema.

Presin piloto Presin auxiliar usada para accionar o controlar un componente.

Presin nominal Presin de operacin recomendada por el fabricante para un componente o sistema.

Presin esttica Presin de un fluido en reposo. (Una forma de energa potencial).

Presin de succin Presin absoluta del fluido en el lado de entrada de la bomba.

Presin de cresta Cambios de presin producidos en un circuito por una columna de aceite acelerada rpidamente.

La cresta incluye el perodo de esos cambios, de alta a baja.

Presin del sistema Presin que alcanza la resistencia total de un sistema. Incluye todo el trabajo til y las prdidas del sistema.

Presin de trabajo Presin que alcanza la resistencia del dispositivo de trabajo.

Punto de enturbiamiento Temperatura ms baja a la que un fluido fluye en condiciones especficas.

Purga Proceso por el cual se elimina el aire de un sistema hidrulico.

Remoto Funcin hidrulica, como un cilindro, separado de su fuente de suministro. Generalmente, se conecta a la fuente con mangueras flexibles.

Restriccin rea de seccin transversal reducida en una tubera o conducto, que produce normalmente una cada de presin. (Ejemplos, tuberas estrechas o conductos taponados, o un orificio diseado en un sistema).

Rejilla Filtro de paso ancho.

Sistema Una o ms piezas conectadas una con otra. Generalmente, consta de dos o ms circuitos.

Sistema de centro abierto Sistema hidrulico en el que las vlvulas de control estn abiertas, para permitir un flujo de aceite continuo, aun en posicin neutral. En este sistema, la presin vara, pero el flujo permanece constante.

Sistema de centro cerrado Sistema hidrulico en el que las vlvulas de control estn cerradas durante un flujo de aceite bloqueado o neutral. En este sistema, el flujo vara, pero la presin permanece constante.

Sello anular Sello esttico o dinmico para superficies pulidas curvas o circulares.

Glosario - 3 - Fundamentos de los Sistemas Hidrulicos

Solenoide Dispositivo electromagntico que posiciona una vlvula hidrulica.

Subalimentacin Falta de aceite en un rea vital del sistema. Ocurre frecuentemente a causa de filtros taponados, etc.

Tubo Tubera cuyo tamao se clasifica de acuerdo con su dimetro externo.

Tubera Tubo o manguera que se usa para conducir un fluido.

Vlvula Dispositivo que controla la presin o el fluido, la direccin del fluido o el caudal de flujo.

Vlvula de aguja Vlvula con una punta cnica ajustable, que regula el caudal de flujo.

Vlvula de alivio Vlvula que limita la presin en el sistema generalmente sacando el aceite en exceso.

Vlvula de centro abierto Vlvula cuyos orificios de entrada y de salida estn abiertos en una posicin central, y permiten un flujo continuo de aceite desde la bomba.

Vlvula de centro cerrado Vlvula en la que los orificios de entrada y salida estn cerrados en una posicin neutral, bloqueando el flujo de la bomba a travs de la vlvula.

Vlvula de contrapunta Diseo de vlvula en el que se abre el elemento que asienta, para permitir un flujo libre en un sentido y se cierra cuando el flujo se invierte.

Vlvula de control de flujo Vlvula que controla el caudal de flujo. (Tambin se conoce con el nombre de "vlvula de control de volumen").

Vlvula de control de presin Vlvula cuya funcin principal es controlar la presin. (Incluye las vlvulas de alivio, las vlvulas reductoras o de secuencia y las vlvulas de descarga).

Vlvula de control de volumen Vlvula que controla la velocidad del flujo. Entre otras, incluyen las vlvulas de control de flujo, las vlvulas divisoras de flujo y los reguladores de derivacin de flujo.

Vlvula de control direccional Vlvula que enva el aceite a travs de conductos seleccionados (generalmente un diseo de vlvula de carrete o rotatoria).

Vlvula de corte Vlvula que opera completamente abierta o completamente cerrada.

Vlvula de lanzadera Vlvula de conexin que selecciona uno o ms circuitos cuando vara el flujo o la presin en esos circuitos.

Vlvula de retencin Vlvula que permite el flujo en una sola direccin.

Vlvula de secuencia de presin Vlvula de control de presin que dirige el flujo en una secuencia predeterminada.

Vlvula direccional de carrete Vlvula diseada como un carrete, que se desliza en un cilindro, abriendo y cerrando conductos.

Vlvula direccional rotatoria Vlvula diseada en forma cilndrica. Cuando la vlvula gira, abre o cierra conductos perforados para enviar el aceite.

Vlvula electro hidrulica Vlvula que se abre o se cierra por accin de un solenoide.

Vlvula operada por piloto Vlvula accionada por una vlvula piloto.

Glosario - 4 - Fundamentos de los Sistemas Hidrulicos

Vlvula piloto Vlvula usada para operar o controlar otra vlvula.

Vlvula reguladora de flujo por derivacin Vlvula que regula el flujo a un circuito a volumen constante, descargando el aceite en exceso.

Vlvula selectora Vlvula que selecciona uno o ms circuitos para enviar el aceite.

Vlvulas de dos, tres, cuatro o seis funciones Vlvulas que tienen 2, 3, 4 6 orificios para dirigir el flujo de aceite.

Vlvulas reductoras de presin Vlvula de control de presin, que limitan la presin de salida.

Velocidad de flujo Volumen de fluido que pasa por un punto en un tiempo determinado.

Velocidad Distancia que un fluido viaja por unidad de tiempo. Generalmente, se expresa en metros por segundo o en pies por segundo.

Venteo Dispositivo de respiradero de aire en un tanque de fluido.

Viscosidad Medida de la resistencia de un fluido a fluir.

Volumen Cantidad de fluido por unidad de tiempo. Generalmente, se expresa en litros por minuto (l/min) o galones de los Estados Unidos por minuto (gal EE.UU/min).

ABREVIATURAS

ANSI Instituto Nacional de Normas Americanas

ASAE Sociedad Americana de Ingenieros de Agricultura (fija las normas de diferentes componentes hidrulicos de uso en agricultura)

F Grados Fahrenheit (de temperatura)

ft-lbs. Pie por libras (de par o esfuerzo de giro)

gpm Galones por minuto (de flujo de fluido)

hp Caballos de fuerza

I.D. Dimetro interno (ejemplo de un orificio o tubo)

ISO Organizacin Internacional de Normas

kPa Kilopascales (de presin)

LPM Litros por minuto (de flujo de fluido)

O.D. Dimetro externo.psi Libra por pulgada cuadrada (de presin)

rpm Revoluciones por minuto

SAE Sociedad de Ingenieros Automotrices (fija las normas de algunos componentes hidrulicos)

FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS HIDRULICOS

DEPARTAMENTO DE DESARROLLO PROFESIONAL

FINNING SUDAMRICA

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