Fundamentos de Oleohidráulica y Neumática

Ley de Pascal: La presión ejercida por un líquido es igual en todas las direcciones.

Característica de los líquidos: No se pueden comprimir y no tienen forma propia, por lo que adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Diferencia entre líquido y aire: El aire se puede comprimir, en cambio, el líquido no.

Presión y flujo: La presión se origina siempre que se produce una resistencia a la circulación de un flujo.

“Un sistema hidrostático trabaja a alta presión y bajo flujo”

Cavitación y Aireación

• Cavitación: Burbujas de vapor que, al entrar en contacto con una pared sólida, explosionan y erosionan esta pared.
• Aireación: Entrada de aire en el llenado de la bomba.
• Causas de aireación: Bajo nivel de aceite, abrazaderas de la bomba sueltas, falla del sello del eje en la bomba.

Oleohidráulica

Ventajas: Instalaciones compactas, protección simple contra cargas, cambios rápidos de sentido.

Desventajas: El fluido es más caro, pérdida de cargas, fluido sensible a la contaminación.

Misión: Transmitir potencia, lubricar, disminuir fugas y pérdidas de cargas.

Sistema Hidrostático

Componentes principales: Motor de giro, bomba hidráulica, válvula de control, junta giratoria.

Diferencia entre bomba y motor hidrostático: La bomba recibe una fuerza mecánica la cual transforma en energía hidráulica, y el motor solo recibe energía hidráulica.

Componentes del Sistema Hidráulico

1) Estanque hidráulico:

Mantiene el aceite hidráulico en su interior. Su función es contener, filtrar, presurizar y disipar calor.

2) Bomba Hidráulica: Envía suficiente flujo a los acumuladores para que trabajen a velocidades correctas (tipos de bombas: de engranaje, pistón, paleta).

3) Válvula de control: Direcciona el flujo a los acumuladores.

4) Válvula de alivio: Es la encargada de regular la presión del flujo.

Acumuladores

Partes del acumulador: Válvula cargada de gas, vejiga, gas inerte, protector de vejiga.

Funciones del acumulador:

• Almacenar energía.
• Absorber impactos.
• Mantener presión constante.

Objetivos del acumulador:

• Compensar las variaciones de flujo.
• Mantener una presión constante.
• Absorber impactos.
• Proporcionar presión y flujo de emergencia.

Hidráulica: Estudio de los Componentes

1) Flujo: Movimiento de un líquido (litros por minuto: L/min – galones por minuto GPM).

2) Presión: Es el resultado de la resistencia al flujo del líquido (mega pascal MPA – kilopascal KPA).

3) Áreas: Se encuentra cerrada y sellada donde la presión es ejercida (pulgadas cuadradas IN2 – centímetros cuadrados CM2).

4) Volúmenes: Total de fluidos que se mueven dentro del sistema hidráulico (pulgadas cúbicas IN3 – centímetros cúbicos CM3).

Filtro: Su función es remover la contaminación presente en el aceite de un sistema hidráulico.

Presión Excesiva: Puede deberse a que la válvula de alivio no cumple su función, lo cual produce grandes y repetidas vibraciones de excesiva presión.

Tipos de Sistemas Hidráulicos

• Centro abierto: El aceite pasa por el centro de la toma de válvula y vuelve al recipiente cuando la válvula está neutra.
• Centro cerrado: El flujo es bloqueado cuando la válvula está neutra.

Pruebas y Diagnóstico

Prueba de estanqueidad:

Se deja la máquina con el balde suspendido y se comienza a bajar midiendo el tiempo de demora y se comprueba con el fabricante.

¿Por qué se puede bajar el balde? Aire en el sistema, fuga interna, válvula de control.

Prueba de volteo: Se mide el tiempo de demora en abrir y cerrar el balde.

Tiempo de levante del balde: Se deja el balde a piso y se toma el tiempo de demora en llegar al punto más alto.

Fallas que pueden provocar demoras en el levante: Fugas en los paquines, falta de presión, válvula de alivio mal regulada.

Tiempo de giro se mide de lado a lado acelerando a fondo. Fallas: Por fugas de paquines, aireación, problema en la bomba.

* Si el motor se detiene en el stall: Sería problemas del motor.

Si el motor se detiene en el stall de carga de transmisión y S. Hidráulico: El motor estaría desgastado, por lo cual no soporta las cargas.

Contaminación en Sistemas Hidráulicos

Contaminación por partículas finas: Es la más común. La suciedad puede entrar al sistema por sellos desgastados o por materias extrañas que circulan a través del sistema causando desgaste en todos los componentes.

Contaminación por materias gruesas: Resulta comúnmente de fallas del sistema hidráulico o de un lavado deficiente después de una falla anterior.

Unidades de Presión

• Kg/cm2
• PSI
• Mpa

Causas de Demora en el Levante del Balde

• Problemas en la bomba hidráulica.
• Fuga en los paquines.
• Falta de presión.
• Válvula de control desgastada.
• Válvula de alivio mal regulada.

Sistema Neumático

Componentes de un S. Neumático

• Compresor
• Válvula de control
• Conducto
• Válvula de pedal
• Estanque
• Manómetro
• Acumulador de Aire
• Válvula de drenaje
• Pulmón

Fallas del S. Neumático

• Rotura de flexible
• Membrana
• Válvula de compresor
• Pulmón

Causas que Pueden Dañar la Bomba Hidráulica

• Aireación
• Cavitación
• Falta de aceite
• Presiones excesivas en el sistema
• Contaminación por partículas finas

Prueba de volteo: Es el tiempo que se demora en abrir y cerrar el balde, en el que se debe medir la estanqueidad de volteo, tomando el tiempo.

Válvulas Hidráulicas

• Válvula de Dirección: Su principal objetivo es bloquear o dirigir el flujo de aceite a un circuito determinado. También se le conoce como Válvula Carrete, la cual puede ser de:

* Dos posiciones (Avance y retroceso).

* Tres posiciones (Levantar, sostener, bajar).

* Cuatro posiciones (Levantar, sostener, bajar, flotante).

Posibles Causas de Fallas: Fugas entre carrete y cuerpo de la válvula, sellos gastados.

• Válvula de Alivio Simple: Su principal objetivo es limitar la presión máxima del sistema. Esta válvula generalmente se mantiene cerrada por la fuerza del resorte, pero al elevarse la temperatura del aceite puede lograr vencer el resorte elevando la válvula, la cual logra permitir que el aceite se dirija al tanque. Posibles Causas de Fallas: (Presión baja)
  • Resorte desgastado o roto.
  • Material extraño obstruido debajo de la válvula.
  • Presión alta: Válvula atascada.

Válvula Compensadora: Esta válvula permite tomar el aceite directamente del tanque para enviarlo al cilindro hidráulico. Para que esta función se logre realizar, el tanque debe tener una presión mayor respecto a la presión de la línea. Válvula Control de Flujo: Esta válvula suministra un predeterminado flujo a un circuito y envía el exceso de flujo a otro circuito ubicado en el tanque. Válvula Divisora de Flujo: Esta válvula se usa para enviar igual cantidad de aceite a dos componentes como los frenos y embragues, en los cuales la división de flujo la hacen dos cilindros unidos entre sí, ya que poseen un agujero central.

Ej: 3kg/cm2 cuantos PSI son? 14,5 * 3 = 43,5 psi

¿Qué es el cilindro doble efecto? Es el que trabaja en ambas direcciones.

Válvula Antirretorno: Válvula direccional de una sola vía la cual permite el paso libre del aceite en una dirección y bloquea la otra.

Aplicaciones de la antirretorno: Mantienen cargas suspendidas, permite que el flujo esquive otros accesorios.

Las Posiciones son los cuadrados y Las Vías las conexiones que posee.