Hidráulica en maquinarias industriales

Por accionamiento hidráulico se entiende un sistema que consta de la transmisión hidráulica, sistema de mando y dispositivo auxiliares.

Transmisión Hidráulica

Dispositivo para transmitir la energía mecánica y transformar el movimiento mediante un líquido. Se compone de los elementos principales: bomba que transforma la energía eléctrica en mecánica y motor hidráulico que realiza la transformación inversa de la energía.

El motor hidráulico realiza el movimiento de vaivén o de rotación del eslabón conducido, de acuerdo con este síntoma cinemático, las transmisiones hidráulicas se dividen en dos tipos principales: las de movimiento de vaivén y las de movimiento rotatorio.

Elementos que componen un Sistema Hidráulico

1-Dispositivos de mando: sirven para controlar el flujo de líquido de trabajo en el sistema hidráulico.

• Distribuidores.

• Reguladores de presión.

• Reguladores de gasto.

2-Dispositivos auxiliares.

• Filtros.

• Acumuladores.

Los distribuidores se dividen según:

• a) El principio de acción: estranguladores y válvulas.

• b) Modo de mando: mando manual, eléctrico, hidráulico y neumático.

• c) Número de líneas exteriores por las cuales el líquido de trabajo se suministra y se deriva de este: 3 pasos, 4 pasos, etc.

Los distribuidores estranguladores se dividen en los de corredera y en los de llave. La diferencia consiste en que en los primeros el órgano de trabajo efectúa un movimiento de vaivén y en los segundos giratorios siendo los primeros el tipo más difundido de distribuidores.

Reguladores de Presión

Se emplean en los sistemas hidráulicos en forma de distintas válvulas: de reducción, de seguridad, de derivación, de impulsión, etc.

• Válvula de reducción o reductor de presión.

Sirve para disminuir la presión del líquido que llega de la bomba al consumidor y mantener la presión rebajada en los límites dados. Esto es necesario cuando uno u otro consumidor, en el sistema con bomba común, necesita una presión más baja que la creada por la bomba.

• Válvula de impulsión.

Sirve para limitar la presión en el flujo suministrado de líquido de trabajo. Si la válvula mantiene la presión dada del líquido de trabajo rebosándolo continuamente, esta se denomina válvula de reboso.

• Válvula de seguridad.

Es una variedad de la de impulsión, su función consiste en el rebose del líquido de trabajo cuando su presión supera la presión establecida. En calidad de válvulas de seguridad se emplean tanto las de bola como las cónicas cargadas más a menudo con un muelle.

Reguladores de Gasto

Aseguran un gasto invariable del líquido de trabajo en la línea hidráulica dada, se emplean cuando es necesario asegurar una velocidad invariable de movimiento.

Dispositivos Auxiliares

Acumuladores Hidráulicos

Acumula líquido de trabajo bajo presión cuando no trabajan los motores hidráulicos, para su empleo ulterior junto con el suministro de la bomba en los momentos de consumo máximo de líquido.

Nivela la irregularidad de suministro de la bomba.

Amortigua el choque hidráulico.

Completa las fugas de líquido de trabajo desde la línea de alta presión a las de desagüe en los sistemas con dispositivo automático de descarga.

Los mismos pueden ser de gas (neumáticos), de carga y de resorte, siendo los más utilizados en la construcción de maquinarias los primeros.

Filtros

Los filtros que se emplean en los sistemas hidráulicos se dividen en los de depuración previa y fina. Los primeros tienen una resistencia hidráulica comparativamente pequeña, por eso se instalan al principio del conducto de aspiración en el depósito y son capaces de retener partículas de 50-100 mc. Los de depuración fina representan resistencias hidráulicas considerables, por eso su instalación solo es posible en las líneas de impulsión o directamente después de la bomba, o bien delante de mecanismos ejecutivos más responsables que requieren un alto grado de pureza del líquido.

El elemento filtrante en el filtro de depuración fina es el fieltro, malla metálica de trenzado de sarga, papel y materiales porosos. Estos elementos retienen partículas cuyas dimensiones oscilan desde 5 mc hasta 15 mc y más.

Requisitos que se imponen a los líquidos de trabajo

El líquido de trabajo de los sistemas hidráulicos ha de tener:

• a) Buenas propiedades lubricantes.

• b) Relación mínima entre la viscosidad y la temperatura en un intervalo de temperatura requerido.

• c) Baja elasticidad de los vapores saturados y alta temperatura de ebullición.

• d) Neutralidad respecto a los materiales empleados y en particular a las empaquetaduras de goma, una pequeña absorción del aire con la condición de que esta se desprenda con facilidad.

• e) Una alta estabilidad contra la destrucción mecánica química y la oxidación en las condiciones de temperatura en uso, así como un plazo de servicio prolongado.

• f) Un alto módulo de elasticidad volumétrica.

• g) Unos altos coeficientes de conductibilidad térmica y calor específico, así como un pequeño coeficiente de expansión térmica.

• h) Altas calidades aislantes y dieléctricas.

• i) El líquido y los productos de su descomposición no han de ser tóxicos.

Aspectos a tener en cuenta en el diagnóstico y mantenimiento de un sistema hidráulico

• 1. Los sistemas hidráulicos normalmente no tienen fallos durante la noche. Usualmente aparecen síntomas de un problema que se avecina. Si los remedios que se sugieren no solucionan el problema y usted necesita acudir a especialistas hidráulicos siempre debe dar la mayor información posible del problema.

• 2. Conozca bien la operación del equipo a que se le da mantenimiento. Lea las instrucciones del fabricante y estudie cuidadosamente los diagramas del circuito, particularmente el procedimiento de arranque recomendado.

• 3. Use las herramientas adecuadas y úselas correctamente. Algunos componentes hidráulicos son delicados y un toque correcto puede ser suficiente para hacerlos funcionar.

• 4. No interrumpa el trabajo, tome su tiempo para hacerlo correctamente.

• 5. No experimente a no ser que sea su último recurso. Los fabricantes dedican mucho tiempo diseñando, construyendo y probando un equipo. Esto no quiere decir que usted no pueda mejorarlo, pero hágalo con calma.

• 6. La mayoría de los equipos hidráulicos modernos funcionan en un rango desde 1 MPa hasta alrededor de 100 MPa (150-1500 psi) y la alta presión puede resultar muy peligrosa. Si usted tiene que trabajar una línea que está bajo presión, tenga mucho cuidado. La forma más segura de trabajar cualquier máquina es parándola primero.

• 7. Analizar el sistema y desarrollar una secuencia lógica para calibrar las válvulas, las paradas mecánicas, los intercierres y los controles eléctricos.

Problemas más frecuentes en los sistemas hidráulicos

• 1- Ruido excesivo.

• Aire en el fluido.

• Cavitación (Formación de un vacío en la bomba cuando esta no tiene suficiente fluido).

• Bomba desalineada.

• Soltura o gastado; bomba, motor, torno, asiento.

• Paletas atascadas, válvulas, pistones, etc.

• Suciedad en el filtro o colador.

• Colocación de la válvula muy baja o muy cerca de la colocación de otra válvula.

• 2- Calentamiento.

• Recalentamiento del fluido.

• Salidero interno bastante abundante.

• Liberación de la válvula de no carga conectada muy alta.

• Piezas gastadas o muy ajustadas.

• Obstrucción del enfriador de aceite.

• 3- Flujo incorrecto

• El eje de la bomba gira en dirección contraria.

• La bomba no recibe fluido.

• Problema mecánico (Eje roto, motor no funcionando, acoplamiento suelto).

• Baja velocidad del eje de la bomba.

• Flujo excesivo.

• Salidero de aire en el sistema.

• 4- Presión incorrecta.

• Reducción de la presión, ajuste incorrecto de la válvula de salida o la de descarga.

• Ajuste in correcto de la válvula de control, el fluido corta el circuito hacia el tanque de reserva.

• Salidero en el sistema.

• Piezas de la bomba rotas, gastadas u obstruidas.

• Acumulador defectuoso o pérdida de carga.

• 5- Acciones erróneas.

• Atascamiento de los pistones, de las válvulas, etc.

• Falta de lubricación mecánica.

• Mal funcionamiento del servo amplificador, la servo válvula o el transductor de retroalimentación.

• Lentitud de giro cuando la máquina es arrancada por primera vez.

• 6- Salideros alrededor de la bomba.

• Empaquetadura gastada.

• Presión del fluido en la línea de succión.

Autor:

MSc. Jorge Labañino Fernández.