05 tutor lubricacion shell aceites-hidraulicos

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05 tutor lubricacion shell aceites-hidraulicos

  1. 1. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoContenido Resumen esquemático de fallas en sistemas hidráulicos Transmisión automáticaSección Uno Fluido para transmisiones automáticas Principios de hidráulica Resumen Hidrostática Elemental Circuito hidráulico simple Sección Tres Fluídos hidráulicos Limpieza de sistemas hidráulicos y fluidos de Bombas lubricación Clasificación y tipos de bombas Estandares de limpieza Actuadores hidráulicos Método de extensión de la vida Motores hidráulicos Selección nivel de limpieza Válvulas Niveles de contaminación Depósitos Construcción de los filtros tipo V-Pack Ventajas de los sitemas hidráulicos Como conseguir un nivel de limpieza determinado Resumen Grados de filtración y de filtros Limites de correlación entre "Beta" y sistemas deSección Dos limpieza y "Capacidad de suciedad" y vida de servicio Fluidos hidráulicos Cambios estructurales del filtro por el flujo o la presión Funciones de los fluidos hidráulicos Montaje de los filtros según nivel de limpieza requerido Propiedades requeridas por los fluidos hidráulicos Montajes y ubicación de los componentes para control Selección de un fluido hidráulico de contaminación Clasificación de aceites hidráulicos minerales Mantenimiento de los sistemas de limpieza Fluidos hidráulicos ininflamables Indicadores de condición de fliltro Clasificación de aceites fluidos resistentes al fuego Como seleccionar el filtro de la medida correcta Mantenimiento del fluido Lavado de sistemas nuevos ó reconstruídos Especificaciones de los fluidos hidráulicos Vida de servicios del elemento Pruebas para los fluidos hidráulicos Monitoreo y confirmación del logro del nivele de limpieza Averías en los mandos hidráulicos Mantenimiento proáctivo www.brettis.com
  2. 2. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSección Uno Explicar la aplicación de la ley de Pascal en la operación de sistemasLos sistemas hidráulicos son muy usados en la hidráulicos.industria para la transmisión y el control de poten-cia. Estos se comparan con sistemas eléctricos Describir los principales tipos dey mecánicos pero tienen la ventaja de ser com- bombas usados en sistemaspactos, confiables y buenos para multiplicar la fuer- hidráulicos.za. La primera sección de este Módulo pretendedarle a Usted un conocimiento de los principios El término hidráulica se usó originalmente parabásicos de hidráulica y describe los componentes referirse a cualquier aplicación en ingeniería, demás importantes de un sistema. las propiedades de los líquidos y especialmente del agua. Hoy en día la palabra generalmente seCuando usted halla estudiado la información clave refiere al uso de líquidos para la transmisión dede esta sección, usted podrá: energía. Explicar el significado del término La operación básica de un sistema hidráulico está hidráulico. ilustrada en el diagrama a continuación que mues- tra un gato simple. En este aparato, el pistón de Describir un gato hidráulico simple y una bomba pequeña es usado para hacer presión explicar cómo trabaja. sobre un líquido, la presión es transmitida a través del líquido que llena el sistema a un cilindro en el Especificar los principales cual un pistón más grande tiene una carga. A me- componentes requeridos en un sistema dida que la fuerza en el pistón pequeño aumenta, hidráulico, describir sus funciones y la presión se incrementa hasta ser mayor que la explicar como trabajan. de la carga. Enumerar las ventajas que los sistemas hidráulicos tienen sobre los métodos de transmisión de potencia eléctricos y mecánicos. Carga Demostrar la versatilidad de sistemas hidráulicos por medio de ejemplos. Diferenciar entre los términos hidráulica, hi- drostática, hidrodinámica e hidrocinética. Bomba Cilindro www.brettis.com
  3. 3. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoUn aspecto crucial del anterior sistema es que con- las sin retorno para dirigir el flujo del fluido y con-vierte una fuerza pequeña en una mucho mayor. trolar el movimiento hacia arriba de la carga, y unaLa fuerza aplicada al pistón pequeño es amplifica- válvula de seguridad de presión para descargar lada por el pistón más grande según su relación de presión y controlar el movimiento hacia abajo.tamaños. En este sistema, entre más rápido se trabaje laPor ejemplo, una fuerza de 10 Newtons aplicada a bomba, más rápido se levantará la carga una vezun pistón con un área de 1 cm2, producirá una fuer- se haya acumulado suficiente presión en el siste-za total de 1000 Newtons sobre un pistón de 100 ma.cm2. La velocidad de movimiento de la carga depende del volumen de fluido alimentado al cilindro. Bomba Válvula de Presión Carga Depósito Válvula Antiretorno Sistema hidraúlico prácticoEl aparato hidráulico simple mostrado, debe sermodificado para producir un sistema en el cual seaposible controlar la dirección del movimiento, suvelocidad y la fuerza transmitida.Un sistema operativo puede lograrse introducien-do un depósito de fluido para el sistema, dos válvu- www.brettis.com
  4. 4. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoHIDROSTATICA ELEMENTAL En los sistemas hidráulicos que vamos a estudiar, la energía se transfiere por la transmisión de pre-La hidráulica es una rama del área de la mecánica sión a través de un fluido. La velocidad a la cual sede fluidos que estudia el comportamiento de flui- mueve el fluído es pequeña por lo cual los siste-dos estáticos y móviles. La mecánica de fluidos mas se pueden considerar hidrostáticos. (en sis-estáticos se llama HIDROSTATICA. Cuando el temas hidrodinámicos verdaderos, la energía essistema es accionado por una fuerza aplicada a transmitida por el movimiento de un fluido. Un ejem-un líquido contenido en un recipiente cerrado se le plo simple es la rueda hidráulica, Sistemasdenomina SISTEMA HIDROSTATICO. Siendo la hidrodinámicos también pueden describirse comopresión la fuerza aplicada por unidad de superficie. hidrocinéticos).Mientras que el estudio de los fluidos en movimientose llama HIDRODINAMICA, un sistema hidráulicoque utiliza el impacto o energía cinética del líquidopara transmitir energía se llama: SISTEMAHIDRODINAMICO o HIDROCINETICO. Carga Bomba Máquinas hidráulicas tales como el gato simple descrito anteriormente, funcionan porque los líqui- dos poseen dos propiedades básicas, son más o principio se llama la Ley de Pascal. Cuando una fuerza F se aplica a un fluido encerra- do, por medio de una superficie con área A se crea una presión P en el fluido. La fuerza, el área y la presión se relacionan con la expresión: P=F/ A www.brettis.com
  5. 5. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoYa que, según la Ley de Pascal, la presión actúa La multiplicación de fuerza no es una cuestión deigual y simultáneamente en todas las direcciones, obtener algo por nada. El pistón grande se mueveel tamaño y la forma del solamente por la acción del líquido desplazado por el pistón pequeño, lo que hace que la distanciacontenedor no importan. que recorre cada pistón sea inversamente propor- cional a su superficie. Lo que se gana en fuerza seEso significa que una pequeña carga sobre un área pierde en distancia o velocidad.pequeña puede soportar una carga mayor sobreun área mayor. Por ejemplo, una fuerza (F1) de 10Newtons aplicada a un área (A1) de 1 cm2 crea 1. Moviendo un pequeño pistón de 10 pulgadas desplazará 10 pulgadas cúbicas de líquidouna presión P de: ( 1 pulg. cuadrada x 10 pulg = 10 pulgadas cúbicas)P=F1 / A1= 10N / 1cm 2=10N / cm 2= 10 bar 2. 10 pulgadas cúbicas de líquido moverán sólamente 1 pulgada 100 # 10 # al pistón grande (10 pulg. cuadradas x 1 pulg. = 10 pul.Esta presión aplicada a un área (A2) de 10 pulg.2 cúbicas) 10 pulg.2 10 pulg. --------100 cm2, produce una fuerza (F2) de: 10 pulg. ---F2= PXA2 o 10 bar x 100 cm2 o 1000 Newtons. - 3. La energía transferida aquí es igual a 10 libras 4. La energía transferida aquí también es x 10 pulgadas o 100 pulg. libras 100 pulg. libras (1 pulg x 100 libras = 100pulg. 100 pulg. libras) Fuerza, F1 Area, A Fuerza, F2 Area, A Area, A 2 10kg 1000kg p= F A Presión www.brettis.com
  6. 6. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco CIRCUITO HIDRAULICO SIMPLE Los sistemas hidráulicos no son una Actuador Hidráulico fuente de potencia. La fuente de po- tencia es un motor eléctrico u otro tipo de motor que acciona la bomba. Carga En la práctica, la mayoría de los sis- temas hidráulicos tienen más refina- mientos. Estel diagrama es un sistema típico Válvula de Control Una bomba operada continuamente, generalmente por un motor eléctrico, succiona fluido del depósito. El fluido es alimentado a un actuador o motor hidráulico a través de una lí- nea de presión, el fluido opera el equi- po para el cual está diseñado el siste- Válvula de Seguridad ma hidráulico. En el diagrama el actuador es simplemente un cilindro que contiene un pistón móvil. Una vál- vula de control dirige el fluido a un lado del pistón hasta que, al final de su ca- rrera, la válvula cambia de posición y dirige el fluido al otro lado del pistón. Bomba La velocidad del movimiento del pistón se puede controlar incluyendo un re- gulador en el circuito para regular la velocidad de flujo al cilindro. Depósito El fluido desplazado por el actuador, a www.brettis.com
  7. 7. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincomedida que el pistón se mueve, es devuelto al de-pósito.Un sistema de escape esta incluido en el circuitopara proteger el sistema. Este opera una válvulaque se abre para descargar cualquier presión ex-cesiva que pueda acumularse en el sistema. Estopermite que la bomba se mantenga funcionandocuando el actuador hidráulico no está siendo usa-do, en vez de apagar y prender el sistema conti-nuamente.Un filtro adecuado es siempre incluido en el circui-to hidráulico para remover impurezas sólidas en elfluido. www.brettis.com
  8. 8. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco FLUIDOS HIDRAULICOSEl componente más importante de cualquier siste-ma hidráulico es el fluido que contiene.Los primeros equipos hidráulicos utilizaban agua,la cual es aún usada como medio en algunos sis-temas muy grandes como esclusas, donde el lí-quido puede ser desechado una vez usado. Flui-dos a base de agua son también usados para ope-rar equipos hidráulicos en lugares como fundicio-nes y minas de carbón donde existe riesgo de in-cendio.Sin embargo, la mayoría de los fluidos hidráulicosusados hoy en día están basados en aceites mi-nerales. Los aceites minerales satisfacen el re-quisito primario de un fluido hidráulico; La habili-dad de transmitir presión bajo un rango amplio detemperatura. Además, tienen la gran ventaja quepueden lubricar las partes móviles del circuito hi-dráulico y protegerlas contra la corrosión. Sin em-bargo, los aceites minerales puros no pueden lle-var a cabo adecuadamente todas las funcionesrequeridas en un fluido hidráulico. Por lo tanto, lamayoría de éstos contienen aditivos apropiadospara reforzar sus propiedades.Las propiedades requeridas en fluidos hidráulicosy la naturaleza de los aditivos que contienen, sediscuten con más detalle en la segunda secciónde éste módulo. www.brettis.com
  9. 9. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco BOMBAS bicos por revolución. La mayoría de las bombas tienen un desplazamiento fijo que sólo puedeTodo sistema hidráulico incluye una bomba. Su fun- modificarse sustituyendo ciertos componentes.ción consiste en transformar la energía mecánicaen energía hidráulica, impulsando el fluido hidráuli- En algunas bombas es posible variar las dimen-co en el sistema. siones de la cámara de bombeo por medio de con- troles externos, variando así su desplazamiento. En ciertas bombas de paletas no equilibradas hi-Características de las bombas dráulicamente y en muchas bombas de pistonesLas bombas se clasifican normalmente por su pre- puede variarse el desplazamiento desde cero has-sión máxima de funcionamiento y por su caudal ta un valor máximo teniendo algunas la posibili-de salida en litros/minuto ó galones/minuto a una dad de invertir la dirección del caudal cuando elvelocidad de rotación determinada. control pasa por la posición central o neutra.Valores nominales de la presión CaudalEl fabricante determina la presión nominal y está Una bomba viene caracterizada por su caudal no-basada en una duración razonable en condiciones minal en galones por minuto; en realidad puedede funcionamiento determinadas. Es importante bombear más galones por minuto en ausencia deanotar que no hay un factor de seguridad normali- carga y menos a su presión de funcionamientozado correspondiente a esta estimación. Trabajan- nominal.do a presiones mayores se puede reducir la dura- Tres tipos de bombas son los más comúnmenteción de la bomba, causar daños serios y ocasio- usados; de engranajes, de aspas o paletas y denar fallas. pistón. Los principios de operación de estos tipos de bombas se explican a continuación. Mas deta-Desplazamiento lles acerca de tipos particulares de bombas se dan en la información suplementaria.Es el volumen de líquido transferido en una revolu-ción, es igual al volumen de una cámara multipli-cada por el número de cámaras que pasan por elorificio de salida durante una revolución de la bom-ba.El desplazamiento se expresa en centímetros cú- www.brettis.com
  10. 10. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco CLASIFICACION Y TIPOS DE BOMBAS De pistón Reciprocantes Hidróstaticas o De diafragma desplazamiento De engranes positivo Rotativas De alabesBomba De tornillo Centrífugas De chorro (eyector reforzador) Cinéticas De hélice Transportadoras de gas Especiales Ariete hidráulico Electromagnéticas www.brettis.com
  11. 11. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoBombas cinéticas o hidrodinámicas Bombas hidrostáticas o de desplaza-Estas bombas, también llamadas de desplazamien- miento positivoto no positivo, se usan principalmente para trans- Estas bombas suministran una cantidad determi-ferir fluidos donde la única resistencia que se en- nada de fluido en cada carrera, revolución o ciclo.cuentra es la creada por el peso del mismo fluido y Su desplazamiento, exceptuando las pérdidas porel rozamiento. fugas, es independiente de la presión de salida,La mayoría de este tipo de bombas funciona me- lo que las hace muy adecuadas para la transmi-diante la fuerza centrífuga, según la cual el fluido, sión de potencia.al entrar por el centro del cuerpo de la bomba, esexpulsado hacía el exterior por medio de un impul-sor que gira rápidamente. No existe ninguna sepa- Bombas de engranajesración entre el orificio de entrada y de salida, y su Suministran caudal transportando el fluido entre loscapacidad de presión depende de la velocidad de dientes de dos engranajes bien acoplados. Sonrotación. compactas, mecánicamente sencillas, y relativa- mente baratas.Se utilizan muy poco en los sistemas hidráulicosactuales. Aunque estas bombas suministran un Son adecuadas para sistemas a baja presión quecaudal uniforme y continuo, su desplazamiento operan a bajas tasas de flujo y son usadas co-disminuye cuando aumenta la resistencia, es po- múnmente en aplicaciones móviles pequeñas comosible bloquear el orificio de salida estando la bom- excavadoras.ba en funcionamiento. 3. El fluido es Descarga 2. El fluido es Entrada forzado hacia a atrapado en los eje Salida fuera de la bomba espacios de los a medida que los dientes y la dientes engranan cubierta y es Propulsor de nuevo transportadoEl impulsor da dentro de la bombafuerza centrífugapara ocasionar laacción bombeadora Hojas del impulsor Salida Difusor Entrada El flujo axial es creado por el propulsor rotatorio Tipo eje (propulsor) Succión Impulsor 1. El fluido es succionado del depósito Tipo centrífuga (impulsor) Bomba de Engranajes www.brettis.com
  12. 12. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoLa bomba de engranajes externa está com- Bomba de tornillopuesta de un par de engranajes que rotan dentrode una cubierta. Un eje externo mueve un engra- Es un modelo mejorado de la bomba de engranajenaje y este a su vez mueve el otro en dirección que puede producir presiones y tasas de flujo másopuesta, creando un vacío parcial en la cámara de altas. Este tipo de bomba transporta fluidos porentrada de la bomba. A medida que estos rotan, el medio del movimiento de tres tornillos engranados.fluido es succionado de un lado, entrando en lacubierta y finalmente descargando en el otro.La bomba de engranajes interna es más com-pacta que la bomba de engranaje externa. En esta,un eje externo opera un engranaje interno el cualrota dentro de un engranaje externo a él y que lohace girar en la misma dirección. El fluido que essuccionado desde el depósito a medida que losengranajes se desengranan, se lleva a los espa- 1. Un tornillo interno hace juego con otros doscios entre los dientes y es forzado hacia afuera extremos a él haciéndoloscerca del punto donde los dientes se engranan de girar en la dirección opuestanuevo. 2. El fluido es transportado a 3. El fluído es forzado hacia afuera de la bomba través de los espacios entre a medida que los dientes engranan de nuevo los dientes externos y el interno 1. El fluído es succionado del depósito2. El fluído esatrapado enlos espaciosde losdientes y lacubierta y estransportadodentro de labomba www.brettis.com
  13. 13. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoBomba de paletas Bomba de paletas de diseño noLas bombas de aspas o paletas son populares por equilibradoser compactas y pueden descargar más altos vo- En este tipo de bomba no equilibrado hidráulica-lúmenes de fluido que las bombas de engranaje. mente el eje está sometido a cargas laterales, pro- cedentes de la presión que actúa sobre el rotor.El principio de funcionamiento de la bomba es un Este tipo de diseño se aplica principalmente a lasrotor ranurado que está acoplado al eje de bombas de caudal variable. El desplazamiento deaccionamiento y gira dentro de un anillo ovalado, esta bomba puede variar mediante un control ex-dentro de las ranuras del rotor están colocadas las terno, tal como un volante o un compensador hi-paletas, que siguen la superficie interna del anillo dráulico. El control desplaza el anillo haciendo va-cuando el rotor gira. La fuerza centrífuga y la pre- riar la excentricidad entre éste y el rotor, reducien-sión aplicada en la parte inferior de las paletas las do o aumentando así las dimensiones de la cáma-mantiene apoyadas contra el anillo. Las cámaras ra de bombeo.de bombeo se forman entre las paletas, rotor, ani-llo y las dos placas laterales. Superficie del anillo de levas 2. Es llevado alrededor del anillo en la Una carga lateral es cámara bombeadoraUn vacío parcial se crea a la entrada de la bomba a Rotor ejercida en el balero a Cámara causa de la presiónmedida que va aumentando el espacio comprendi- bombeadorado entre el rotor y el anillo. El aceite que entra en Excentricidad Ejeeste espacio queda encerrado en las cámaras debombeo y es impulsado hacia la salida cuando éste Salidaespacio disminuye. El desplazamiento de la bom- Entradaba depende de la anchura del anillo, del rotor y dela separación entre los mismos. Existen dos tiposde bombas de paletas: De diseño no equilibrado y 1. El aceite entra cuando 3. Y es descargado el espacio entre el anillo cuando el espaciode diseño equilibrado. y el rotor aumenta disminuye Armadura Paletas Bomba de paletas de diseño equilibrado www.brettis.com
  14. 14. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoBomba de paletas de diseño equilibrado Bomba de pistón en líneaEn este diseño el anillo es elíptico en vez de ser Las bombas de pistón pueden generar presionescircular, lo que le permite utilizar dos conjuntos de mucho más altas y producir tasas de flujo másorificios internos. Los dos orificios de salida están elevadas que las bombas de engranaje y de pale-separados entre sí por 180°, de tal forma que las tas. Se usan comúnmente en aplicaciones móvi-fuerzas de presión sobre el rotor sé cancelan, evi- les grandes y estáticas.tándose así las cargas laterales sobre el eje y loscojinetes. El desplazamiento de la bomba equili- La bomba de pistón en línea es el diseño más sim-brada hidráulicamente no puede ajustarse aunque ple. En esta bomba un pistón es desplazado haciase dispone de anillos intercambiables, con elipses arriba y hacia abajo dentro de un cilindro graciasdistintas, haciendo así posible modificar una bom- al movimiento de una barra impulsada a su vez porba para aumentar o disminuir su caudal. un cigüeñal rotatorio. Durante la carrera hacia aba- jo del pistón, el fluido es atraído dentro del cilindro Rotación a través de una válvula en el punto de entrada. El Salida Rotación fluido es expulsado por una válvula de salida cuando el pistón hace su carrera hacia arriba. Entrada Anillo excéntrico Paleta Salida Entrada Rotor Los orificios de presión Eje impulsor opuestos cancelan las cargas laterales en el eje www.brettis.com
  15. 15. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoBomba de pistón radial Bomba de pistón axialLos pistones se mueven dentro de cilindros dis- Tiene varios pistones dispuestos alrededor del ejepuestos en estrella alrededor del eje rotatorio. El de un bloque de cilindros.eje esta instalado hacia un lado dentro de un anillofijo para que al rotar, los pistones se muevan ha- Los pistones etán unidos al plato colocado en án-cia adentro y hacia afuera de sus cilindros. El flui- gulo con el bloque para que mientras se mueve eldo es atraído hacia adentro y bombeado hacia afue- plato, los pistones se muevan hacia adentro y ha-ra de los cilindros a través de canales que atravie- cia afuera de sus cilindros, succinando y expul-san el centro del eje. sando el fluido.2. A medida que 1. El giro del eje causa Entrada la rotación de losel pistón se del fluido pistonesmueve hacia 3. Cuando el pistónabajo en el sube es forzado hacia el puerto de salidacilindro, el fluidoes succionado Salida del fluido Pistón 3. Cuando el pistón se1. Mientras el mueve hacia arriba en el 2. El pistón al bajareje rota hacia succiona el fluido cilindro en elun lado en el fluido esanillo los forzado haciapistones son afuera de laforzados hacia bombaadentro de suscilindros www.brettis.com
  16. 16. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ACTUADORES HIDRAULICOSEl actuador hidráulico es el componente del siste- Símboloma donde se produce el trabajo mecánico por la Carga Cargaacción del fluido hidráulico.Los actuadores se clasifican según el tipo de tra- de la al bomba tanquebajo que realizan en: Actuadores lineales, tam-bién llamados cilindros hidráulicos, que producenel movimiento en línea recta y actuadoresrotatorios o motores hidráulicos, que realizanel trabajo en forma rotatoria. Avance RegresoLa velocidad de desplazamiento del actuador de- Cilindro tipo buzopende de su tamaño y del caudal que se le envía. quieren carreras largas como elevadores y gatosLos Cilindros hidráulicos se clasifican como: para automóviles.a. De simple o de doble efecto.b. Diferenciales y no diferenciales. Cilindro con resorte de retornoLas variaciones incluyen pistón liso y pistón con El pistón es movido contra el resorte. Cuando lavástago, siendo este sólido o telescopico. presión es liberada el resorte regresa el pistón a su posición original.A continuación examinaremos los tipos deactuadores más comunes.Cilindro tipo buzoEs tal vez el actuador más sencillo. Tiene una solacámara donde el flujo ejerce fuerza en una soladirección.La mayoría de estos cilindros se montan vertical- Cilindro con resorte de retornomente y el retorno se efectúa por acción de grave-dad. Son adecuados para trabajos donde se re www.brettis.com
  17. 17. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoCilindro telescópico Cilindro estándar de doble efectoPermite una carrera más larga en el cilindro. Se Llamado así debido a que es accionado por el flui-emplea cuando la longitud comprimida tenga que do hidráulico en ambas direcciones, lo que signifi-ser menor que la obtenida con un cilindro estándar. ca que puede ejercer fuerza en cualquiera de losPueden utilizarce hasta cuatro o cinco camisas. dos sentidos del movimiento. Se clasifica tambiénLa mayoría de estos cilindros son de simple efec- como cilindro diferencial, por tener áreas des-to pero también los hay de doble efecto, es decir iguales, sometidas a presión durante los movimien-que pueden hacer trabajo en las dos direcciones, tos de avance y retorno. Esta diferencia de áreasdependiendo donde está aplicada la fuerza hidráu- es debida al área del vástago. En estos cilindros ellica. movimiento de avance es más lento que el de re- troceso, pero este puede ejercer una fuerza ma- yor. Carga Carga Carga De la bomba Carga Salida al tanque Salida De la al bomba tanque Avance del cilindro Regreso del cilindro Cilindro estándar de doble efecto Avance Regresode la bomba Retorno al tanque Cilindro tipo telescópio www.brettis.com
  18. 18. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoCilindro sincronizadoTambién llamado de doble vástago, son cilindrosde doble efecto pero no diferenciales ya que tienenáreas iguales a ambos lados del pistón, estos ci-lindros suministran velocidades y fuerzas igualesen ambas direcciones. Se utilizan donde es venta-joso acoplar una carga a cada uno de los extre-mos del vástago o cuando se requiere que la velo-cidad en los dos sentidos del movimiento sea igual. Cilindro sincronizado www.brettis.com
  19. 19. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco MOTORES HIDRAULICOSEs el nombre que se da ge-neralmente a los actuadores 3. La unión universal mantiene lahidráulicos rotatorios. 4. El aceite es llevado en el alineación para que el eje y la diámetro del pistón a la salida y es forzado hacia afuera cuando el sección del cilindro siempreSu construcción es muy pa- pistón es regresado hacia adentro giren juntosrecida a la de las bombas. En por la brida de la flechavez de impulsar el fluido comohacen aquellas, son impulsa-dos por éste y desarrollan unpar (fuerza de giro) y unmovimiento continuo de rota- A la entradación. Existen diferentes tipos 2. El empuje del pistón contra lade ejemplo motores hidráuli- brida de la flecha motriz da comocos: de engranajes, de pale- resultado un torque en el ejetas, de pistón en línea, de pis- Block de cilindrostón en ángulo etc. 1. El aceite a la presión requerida en la entrada causa A la salida un empuje en los pistones 5. Por lo tanto el desplazamiento del pistón y la capacidad de torsión dependen del ángulo www.brettis.com
  20. 20. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco VALVULAS presión hidráulica y otros incluyendo combinaciones de éstos.Válvulas de control Número de vías. Dos vías, tres vías. Cuatro vías, etc.Las válvulas son usadas en circuitos Tamaño nominal de las tuberíashidráulicos para controlar la presión de operación(la que determina la carga que puede ser movida), conectadas a la válvula o a su placa base, o caudal nominal.el volumen de flujo Conexiones. Roscas cónicas, roscas(el que determina la velocidad de cilíndricas, bridas y placas bases.desplazamiento de la carga) y la dirección del flujo(que determina la dirección del movimiento). Válvulas de posición definida La mayoría de las válvulas direccionales industria-Válvulas direccionales les son de posición definida.Las válvulas direccionales, como su nombre lo in- Es decir que controlan el paso del caudal abriendodica, se usan para controlar la dirección del cau- o cerrando pasajes en posiciones definidas de ladal. Aunque todas realizan esta función, las válvu- válvulalas direccionales varían considerablemente enconstrucción yfuncionamiento. Se clasifican, según sus caracte-rísticas principales en: Tipo de elemento interno. Obturador (pistón o esfera), corredera rotativa o deslizante. Métodos de actuación. Levas, émbolos, palancas manuales, mecánicos, selenoides eléctricos, www.brettis.com
  21. 21. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoVálvulas antirretorno Válvulas antirretorno en líneaEstas válvulas pueden funcionar como control di- Llamadas así porque el aceite fluye a través de lasreccional o como control de presión. En su forma mismas en línea recta. El cuerpo de esta válvulamas simple esta válvula no es más que una válvu- sé rosca directamente a la tubería y está mecani-la direccional de una sola vía. Permite el paso zado para formar un asiento para un pistón cónicolibre del aceite en una dirección y lo bloquea en el o una bola. Un muelle ligero mantiene el pistón enotro. su asiento permitiendo el montaje de la válvula en cualquier posición. En la posición de paso libre el Asiento Balín (o pistón) muelle cede y la válvula se abre a una presión de- terminada. Aunque admiten presiones de hasta 210 kg/ Entrada cm2. estas válvulas no son recomendables para aplicaciones en que puedan verse sometidas a Es permitido flujo libre caudales de retorno de gran velocidad. cuando se desasienta el balín Pistón o cabeza móvil Resorte Flujo obstruido cuando se asienta la válvula Válvulas antirretorno Cuerpo No Flujo Entrada Salida Flujo libre Válvulas antirretorno en línea www.brettis.com
  22. 22. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoVálvulas antirretorno en ángulo rectoDebe su nombre a que el aceite fluye a través deella formando un ángulo recto.Su capacidad de caudal está comprendido entre12 y 1200 lts./min. con una amplia gama de pre-siones de abertura. www.brettis.com
  23. 23. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoVálvulas de 2 y 4 víasSu función básica es dirigir el caudal deentrada a cualquiera de los dos orificios Tanquede salida. Según la figura el caudal del orificioorificio P (bomba) puede ser dirigido a “P”cualquiera de los dos orificios de salida Cilindro orificioA y B. Bomba ‘‘A” orificio ‘‘P”En la válvula de 4 vías el orificio alternoestá comunicado a tanque permitiendoel retorno del caudal al depósito. Mien- Cilindro orificiotras que en la de 2 vías este orificio está ‘‘B”bloqueado y el orificio a tanque sirve so-lamente como drenaje de las fugas inter-nas de la válvula. La mayoría de estas Símbolos Válvulas de dos vías gráficosválvulas son del tipo de corredera desli- A Bzante, aunque existen válvulas rotativas Aque se usan principalmente para pilotajes. B P PSe fabrican en modelos de dos o tresposiciones. Dos rutas P T de flujoLa de tres posiciones tiene una posicióncentral o neutra. Los métodos de Válvulas de cuatro vías A A Baccionamiento incluyen palancas manua- Ales, levas, selenoides, conexiones me- P Pcánicas, muelles, presión piloto y otrossistemas. B B P T Cuatro rutas de flujo Direcciones del fluído en válvulas de 2 y 4 vías www.brettis.com
  24. 24. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoServoválvulas quier tendencia a desplazarse más allá invertiría el caudal de aceite para situar la carga en su posi-Una servoválvula es una válvula direccional de infi- ción normal.nitas posiciones, que ofrece la Frecuentemente esta unidad servomecánica se de-característica adicional de controlar tanto la canti- nomina multiplicador; el impulso hidráulico sumi-dad como la dirección del caudal. Cuando se ins- nistra fuerzas mucho mayores que la actuacióntala con los dispositivos de realimentación adecua- mecánica a la entrada, y con control preciso, deldos, consigue controles muy precisos de la posi- desplazamiento.ción, velocidad y aceleración de un actuador. Tal vez la aplicación más frecuente del servo me-La servoválvula mecánica o válvula cánico es la dirección hidráulica; de la cual hayseguidora ha sido utilizada durante varias déca- muchas variaciones en su diseño pero todos fun-das. La servoválvula electrohidráulica es más re- cionan con el mismo principio.ciente en la industria.Servo mecánico 1. Cuando el carrete es cambiado a la izquierda De la bombaUn servo mecánico es esencialmente un amplifi-cador de fuerza. Utilizado para controlar una posi-ción. La figura muestra esquemáticamente el dis- Controlpositivo. Carrete Al tanqueLa palanca de control u otro acoplamiento mecáni- Cargaco se conecta a la corredera de la válvula. El cuer- 3. El cuerpo de la válvula se muevepo de la válvula está unido a la carga y se mueven con la carga y “alcanza” alconjuntamente. Cuando se actúa la corredera, el carrete. El flujo al 2. El flujo es dirigido alfluido se dirige al cilindro o pistón para mover la vástago del cilindro para Cuerpo cilindro entonces regresarlo se detienecarga en la misma dirección en que la correderaes actuada. El cuerpo de la válvula “sigue“ así a la Servo mecánicocorredera. El fluido continúa pasando hasta que elcuerpo se centra con la corredera. El resultado esque la carga siempre se mueve a una distanciaproporcional al movimiento de la corredera. Cual- www.brettis.com
  25. 25. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoServoválvulas electrohidráulicasFuncionan esencialmente, enviando una señal eléc- válvula a través de un amplificador, ordena a la car-trica a un motor par o a un dispositivo similar, que ga a que se desplace hasta una posición determi-directa o indirectamente posiciona la corredera de nada o que adquiera una velocidad determinada.la válvula. Esta señal, una vez aplicada a la servo- El motor de torsión y la válvula servo están en una sola unidad El Motor La actuador Fuente se mueve Intensificador de válvula de la a Eléctrica de señales Eléctrica torsión servo Hidráulico Mecánica señal velocidad del actúa a manda Carga de fluido al controlada amplificador la control actuador a la válvula posición controlada Mecánica o hidráulica El aparato realimentador le Eléctrica indica a la válvula servo si ya alcanzó la velocidad o posición deseadas www.brettis.com
  26. 26. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoVálvulas de control de presión regular el caudal con una bomba de desplazamien- to variable, pero en muchos circuitos es más prác-Estas válvulas realizan funciones tales como limi- tico utilizar una bomba de desplazamiento fijo ytar la presión máxima de un sistema o regular la regular el caudal con una válvula controladora depresión reducida en ciertas partes de un circuito y caudal.otras actividades que implican cambios en la pre-sión de trabajo. Existen tres métodos básicos para aplicar las vál- vulas reguladoras de caudal para controlar la velo-Su funcionamiento se basa en un equilibrio entre cidad de los actuadores. Regulación a la entrada,la presión y la fuerza de un muelle. La mayoría regulación a la salida y regulación por substrac-son de infinitas posiciones, es decir, que las válvu- ción.las pueden ocupar diferentes posiciones entre com-pletamente abierta y completamente cerrada, se- 1. Circuito de regulación a la entrada:gún el caudal y la diferencia de presiones. En este circuito, la válvula reguladora de caudal seLos controles de presión se denominan general- coloca entre la bomba y el actuador; de esta formamente según su función primaria, ejemplo: Válvula controla la cantidad de fluido que entra en elde seguridad, válvula de frenado, etc. actuador. El exceso de caudal suministrado por la bomba es desviado al tanque por la válvula de se- guridad.Válvula de seguridad Este método es muy preciso y se utiliza en aque-Se encuentra prácticamente en todos los siste- llas aplicaciones donde la carga siempre se oponemas hidráulicos. Es una válvula normalmente co- al movimiento del actuador, como la elevación denectada entre la línea de presión (salida de la bom- un cilindro vertical con carga, o empujando unaba) y el depósito. Su función es limitar la presión carga a una velocidad controlada.del sistema hasta un valor máximo, predetermina- Válvula dedo, mediante la derivación de parte o de todo el control de flujocaudal de la bomba a tanque, cuando se alcanzael ajuste de presión de la válvula. De laVálvulas de control de caudal válvula Retorno direccionalSe utilizan para regular la velocidad. La velocidadde un actuador depende de la cantidad de aceiteque se le envía por unidad de tiempo. Es posible Flujo controlado www.brettis.com
  27. 27. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco2. Circuito de regulación a la salida: 3. Circuito de regulación por substracción:Este sistema de control se utiliza cuando la carga En esta aplicación, la válvula se coloca en la líneatiende a huir del actuador, desplazándose en la de presión, en la forma indicada en la figura, y a lamisma dirección de éste. El regulador de caudal velocidad del actuador se determina, desviandose instala de forma que restrinja el caudal dé sali- parte del caudal de la bomba al tanque, la ventajada del actuador. consiste en que la bomba trabaja a la presión que pide la carga, puesto que el exceso de caudal re-Para regular la velocidad en ambas direcciones torna al tanque a través de la válvula reguladora ypuede instalarse la válvula en la línea de tanque de no a través de la válvula de seguridad.la válvula direccional. Frecuentemente hay necesi-dad de controlar el caudal únicamente en una sola La desventaja está en la pérdida de precisión, de-dirección y la válvula se sitúa entre el actuador y la bido a que el caudal regulado va al tanque y no alválvula direccional en la línea que corresponde al actuador, y éste último queda sometido a las va-tanque. Aquí también hace falta una válvula riaciones de desplazamiento de la bomba al variarantirretorno que permita el paso libre del caudal en la carga del actuador.sentido contrario. Este circuito no debe aplicarse cuando hay posibi- lidad de que la carga tienda a huir en la misma Válvula de dirección que el movimiento del actuador. control de flujo Flujo controlado RetornoDe la válvuladireccional De la válvula Retorno direccional Válvula de control de flujo Flujo controlado Depósito www.brettis.com
  28. 28. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELL para Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco DEPOSITOS Placa deflectora: Se usa para separar la línea de entrada de la bom- El depósito es otro componente importante del sis- ba de la línea de retorno, de forma que el mismo tema hidráulico. Un depósito diseñado apropiada- fluido no pueda recircular continuamente, sino que mente debe ser sellado para prevenir la contami- realice un circuito determinado por él tanque. nación del fluido, pero al mismo tiempo debe tener una ventilación con un filtro incorporado para per- Tamaño del depósito: mitir la entrada y salida de aire a medida que el La dilatación del fluido debida al calor, las variacio- nivel de fluido va cambiando. nes de nivel debidas al funcionamiento del siste- ma, la superficie interna del tanque expuesta a la Una superficie con pendiente facilita el drenaje del condensación del vapor de agua, y la cantidad de agua y sedimentos separados. La espuma se mi- nimiza teniendo un tubo de retorno, con su salida calor generada en el sistema, son factores que hay que tener en consideración. En los equipos indus- debajo del nivel del fluido dentro del depósito, a triales se acostumbra a emplear un depósito cuya medida que placas deflectoras y filtros finos pre- vienen la entrada de burbujas de aire. capacidad sea por lo menos dos o tres veces la capacidad de la bomba en litros por minuto. Un gran volumen de fluido también permite que cual- Tubería de llenado quier volumen de aire en éste sea evacuado a tiem- Tubería de retorno Baffle Venteo po, y que agua y/o contaminantes sólidos se sedi- Tamiz menten antes que el fluido vuelva a circular. Filtros y coladores: Los fluidos hidráulicos se mantienen limpios en el sistema debido, principalmente, a elementos ta- les como filtros y coladores. En algunos casos se utilizan también filtros magnéticos para capturar las partículas de hierro o acero que lleva el fluido. Estudios recientes han mostrado que incluso par- tículas tan pequeñas como 1.5 micras tienen efec-Válvula dedrenaje tos degradantes, originando fallos en los Filtro servosistemas y acelerando el desgaste del acei- te en muchos casos. A la bomba www.brettis.com
  29. 29. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoTamaño de las mallas y filtración nominal: Los filtros, que pueden fabricarse con muchosUna malla filtrante o un colador tienen un valor no- materiales diferentes de la malla metálica, se ca-minal que caracteriza su finura, definida por un nú- racterizan por su valor en micras. Una micra esmero de mallas o su equivalente más próximo una millonésima de metro. Como comparación, unASTM. Cuanto más elevado es el número de malla grano de sal tiene un tamaño de aproximadamen-o ASTM, más fina es la malla. te 70 micras. La partícula más pequeña que puede distinguir la vista humana es de unas 40 micras. Tamaño de relativo de las partículas en micrones Filtración nominal y absoluta: Amplificado 500 veces Cuando se especifica un filtro de cierto número de micras se refiere generalmente al valor nominal del 2 Micrones 194 Micrones - 100 Malla 8 Micrones filtro. Un filtro cuyo valor nominal es de 10 micras, 74 Micrones por ejemplo, capturará la mayoría de las partículas 44 Micrones que tengan 10 micras o más. Sin embargo, su fil- 325 Malla tración absoluta será algo mayor, probablemente 200 Malla de unas 25 micras. 5 Micrones 25 Micrones La filtración absoluta es el tamaño de la mayor Tamaño Relativo abertura o poro del filtro. El valor absoluto es un Límite inferior de visibilidad (con la vista)__________________ 40 Micrones factor importante solamente cuando es necesario Glóbulos de sangre blancos _____________________________ 25 Micrones Glóbulos rojos de sangre _______________________________ 8 Micrones que ninguna partícula mayor a un tamaño determi- Bacterias (COCCI) ______________________________________ 2 Micrones nado circule por el sistema. Equivalentes lineales Filtros de presión: 1 Pulgada 25.4 Milímetros 25.400 Micrones 1 Milímetro .0394 Pulgadas 1.000 Micrones Existen filtros diseñados para ser instalados en la 1 Micrón 1 Micrón 25.400 de una pulgada 3.94 x 10 -5 .001 Milímetros .000039 Pulgadas línea de presión que pueden captar partículas mu- Tamaño de la malla cho más pequeñas que los filtros de aspiración. Un filtro de este tipo puede ser instalado en los Mallas por pulgada lineal U.S. Malla No. Abertura en Pulgadas Abertura en Micrones sistemas cuyos elementos tales como válvulas, 52.36 50 .0117 297 sean menos tolerantes a la suciedad que las bom- 72.45 70 .0083 210 101.01 100 .0059 149 bas. De esta forma el filtro extrae la contamina- 142.86 200.00 140 200 .0041 .0029 105 74 ción fina del fluido a medida que sale de la bomba. 270.26 270 .0021 53 323.00 325 .0017 44 .00039 10 Naturalmente, estos filtros deben poder resistir la .000019 .5 presión de trabajo del sistema. www.brettis.com
  30. 30. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoPara profundizar en el tema puede ver las seccio-nes "Niveles de limpieza de fluidos hidráulicos ysistemas de lubricación " y "Generalidades de laingeniería de filtración" www.brettis.com
  31. 31. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco VENTAJAS DE LOS SISTEMAS proteger el sistema de sobrecarga. HIDRAULICOS Las ventajas de los sistemas hidráulicos significaLa hidráulica es una de las formas más importan- que tienen una gran variedad de aplicaciones. Portes de transmitir y controlar la potencia, muy com- una parte, pueden mover cargas masivas tales comoparables con sistemas mecánicos y eléctricos. Tie- esclusas,ne además las siguientes ventajas: represas y puentes giratorios y controlar maquina- ria industrial pesada, incluyendo presas, grúas yFlexibilidad equipos de minas yLos sistemas hidráulicos pueden generar grandes exploración de petróleos. Por otra parte, los siste-fuerzas con equipos relativamente compactos. Pue- mas son suficientemente compactos como paraden ser usados para ser utilizados en vehículos de carretera, aviones y hasta satélites y se pueden controlar con tal preci-generar movimiento rotatorio y lineal, y la veloci- sión que se pueden acomodar a la operación dedad de movimiento puede ser regulada. En parti- robots en la manufactura y a plantas de control decular, los mecanismos hidráulicos se pueden usar procesos sofisticados.para controlar movimientos lentos y precisos conuna exactitud difícil de lograr con otros métodosmecánicos.EconomíaLa fabricación de sistemas hidráulicos son muchasveces más barata que la de los sistemas eléctri-cos, electrónicos o neumáticos que logran el mis-mo resultado.ConfiabilidadLa mayoría de los equipos hidráulicos están dise-ñados de manera muy sencilla y robusta. Ademásson seguros en la operación ya que solo se nece-sitan válvulas reguladoras de presión simples para www.brettis.com
  32. 32. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco RESUMEN DE LA SECCION UNO la energía de presión entrabajo mecánico. Impulsores lineales producen un movimiento en Válvulas de control de caudal La hidráulica línea recta en una o dos direcciones. es el uso de líquidos para la transmisión de energía. El movimiento rotatorio se puede producir con motores parecidos a bombas pero que tienen Básicamente, en un sistema hidráulico se la acción opuesta. aplica una presión a un fluido, la cual es trans- mitida a través del fluido para hacer trabajos Los circuitos hidráulicos contienen válvulas para mecánicos. regular la presión de operación, el volumen de flujo y la dirección de flujo. Esto permite el El sistema es capaz de amplificar una control de la cantidad de carga, su velocidad y pequeña fuerza a una mayor. la dirección del movimiento. Sistemas hidráulicos prácticos incorporan apa- El depósito es un componente importante de ratos para controlar la velocidad y la direc- un sistema hidráulico ya que no solamente al- ción de movimiento y la fuerza transmitida. macena el fluido hidráulico sino que también, si es diseñado correctamente, ayuda a mante- Los componentes más importantes de un sis- ner el sistema libre de contaminación. tema hidráulico típico son el fluido,la bomba, el motor, válvulas, filtros y el depósito. Ya que los sistemas hidráulicos son flexibles, económicos y confiables, son ampliamente Los fluidos usados en sistemas hidráulicos usados para la transmisión y control de fuer- deben ser capaces de transmitir presión en zas de potencia. un amplio espectro de temperaturas. Aceites minerales suelen ser utilizados con este propósito ya que también pueden lu- bricar el equipo hidráulico y protegerlo contra la corrosión. Bombas de engranaje, de aspas o de pisto- nes pueden ser usadas para presurizar el flui- do en un sistema hidráulico. Motores hidráulicos o impulsores, convierten www.brettis.com
  33. 33. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSección dos Especificar los factores más importantes que afectan la selección de un fluido hidráulico. FLUIDOS HIDRAULICOS Si estudia la información adicional, Usted po- drá:El principal requisito que un fluido hidráulico debecumplir, es que pueda transmitir la fuerza Definir el módulo de compresibilidad y descri-eficientemente, también tiene que llevar a cabo un bir como este factor depende de la presión ynúmero de diferentes funciones. En esta sección la temperatura.revisaremos estas funciones y de acuerdo con Explicar el problema de la cavitación y los pro-ellas, veremos que propiedades se requieren en blemas que puede causar en un sistema hi-un fluido hidráulico. dráulico.Una vez estudiada la información de esta Describir como varía la viscosidad de acuerdosección, Usted podrá: a la presión e indicar el efecto de esta varia- ción en los fluidos hidráulicos. Enumerar seis funciones que un fluido hidráuli- co debe cumplir. Reconocer los esquemas de clasificación de aceites hidráulicos y fluidos hidráulicos resis- Explicar porqué un fluido hidráulico debe tener tentes al fuego. baja compresibilidad. Describir como afectan a los sistemas hidráulicos el aire atrapado y la formación de espuma. Exponer la importancia de las siguientes pro- piedades de los fluidos hidráulicos: Viscosidad, índicede viscosidad, propiedades antidesgaste, características de fricción, demulsibilidad, es- tabilidad térmica, resistencia a la oxidación, pro- piedades anticorrosivas, filtrabilidad y pureza, propiedades anti stick-slip. www.brettis.com
  34. 34. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco FUNCIONES DE LOS FLUIDOS Sellamiento HIDRAULICOS El fluido debe ser suficientemente viscoso para per-Un fluido hidráulico debe llevar a cabo las siguien- mitir un buen sellamiento entre las partes móvilestes funciones: en las bombas, las válvulas y los motores. De esta manera, se reducen a un mínimo las fugas, man- teniendo cada parte, operando eficientemente. Ade-Transmisión de potencia más, el fluido debe ser compatible con los mate- riales de sellamiento usados para el sistema.Esta es la función principal de un fluido hidráulico.La transmisión de fuerza hidráulica requiere de unfluido que resista la compresión y que fluya fácil- Filtrabilidadmente en el circuito hidráulico. El fluido debe presentar estabilidad bajo condicio- nes de calor y oxidación, al mismo tiempo queLubricación debe resistir a la degradación sin formación de depósitos y precipitados. La filtrabilidad del fluidoLa maquinaria usada en los sistemas hidráulicos debe poder hacerse fácilmente para remover cual-generalmente es de alta presión. Todas sus partes quier impureza sólida.móviles deben estar perfectamente lubricadas paraminimizar la fricción y el desgaste. Los aceites minerales cumplen con todos estos requisitos. Su estabilidad, sus propiedades de lu-Entonces, el fluido hidráulico utilizado debe cum- bricación y su habilidad para proteger los materia-plir con esta función, además de la transmisión de les de la corrosión, hacen de ellos la mejor alter-la potencia. nativa como fluidos hidráulicos.EnfriamientoEl fluido utilizado debe poder disipar el calor gene-rado en el sistema hidráulico.ProtecciónEl sistema debe protegerse contra la corrosión. www.brettis.com
  35. 35. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoPROPIEDADES REQUERIDAS POR LOS pequeños cambios de presión pero tiende a au- FLUIDOS HIDRAULICOS mentar con grandes cambios de presión y tempe- ratura. Esto refleja el hecho que un fluido sea másPara cumplir sus funciones apropiadamente, un flui- difícil de comprimir a medida que la presión y lado hidráulico debe tener las siguientes caracterís- temperatura aumentan.ticas: temperatura. Esto refleja el hecho que un fluido sea mas difícil de comprimir a medida que la pre-Compresibilidad sión y la temperatura aumentan.La compresibilidad de un fluido es la medida de Un buen fluido hidráulico presenta un altoreducción de su volumen cuando se aplica presión módulo de compresibilidad.sobre éste. Un fluido hidráulico debe tener una com-presibilidad baja de tal manera que haga presión,y por tanto la fuerza, sea transmitida instantánea 0° C Disminución Relativa del Volumeny eficientemente. En un sistema compresible o Disminución Relativa del Volumenelástico, son mayores la cantidad de tiempo y ener-gía utilizados en aumentar la presión. Además, sehace también más lenta la subsecuente conver-sión presión en energía mecánica. Esto a su vez 100° C 100° Cafecta la precisión en el movimiento y el grado decontrol del sistema hidráulico.Los aceites minerales puros son prácticamenteincompresibles a las presiones generadas en sis-temas hidráulicos típicos. (el agua es aún menoscomprimible que los aceites minerales pero, porotras razones, no es un fluido hidráulico ideal).Para describir la compresibilidad de un fluido, losingenieros usan un factor conocido como el módu- Presión Presiónlo de compresibilidad. Este factor es la relaciónentre la presión aplicada a un fluido y el cambio envolumen producido.En general, es aproximadamente constante para www.brettis.com
  36. 36. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoPropiedades antiespuma y de liberación lico debe tener buenas propiedades antiespuma yde aire de liberación de aire. Los aceites minerales alta- mente refinados de baja viscosidad, generalmenteUn aceite mineral puede comprimirse más a medi- tienen estas propiedades. Cuando es necesario,da que burbujas de aire quedan atrapadas en él, se pueden usar aditivos antiespuma para prevenirdebido a posibles fugas en el sistema hidráulico. este problema. Sin embargo, dado que estos aditi-El aire atrapado afecta el volumen del fluido, cau- vos pueden también retardar el escape de aire, essando movimiento lento e irregular. Esto a su vez necesario escoger el tipo y cantidad de aditivo apro-puede causar }sobrecalentamiento por la compre- piados para poder establecer un equilibrio entresión de las burbujas de aire, debido a que estas estos dos requisitos.sufren un calentamiento exponencial ocasionadopor el proceso de compresión adiabatica parcial El aire atrapado es también una posible causa deque sufren. la cavitación, un fenómeno que ocurre cuando se forman pequeños espacios de aire o vapor en elAdicionalmente, cuando un fluido hidráulico con fluido hidráulico.aire atrapado es devuelto al depósito, las burbujasde aire que suben a la superficie y tienden a produ- La cavitación puede causar la destrucción de ca-cir espuma. Esta formación puede empeorar con pas lubricantes y por consiguiente, desgaste ex-la contaminación del fluido. Aunque la formación cesivo. Es posible que este fenómeno se presentede espuma afecta la superficie del fluido y no su en los sitios de succión de las bombas, donde lasmasa, todavía puede tener graves consecuencias. bajas presiones pueden permitir la formación deSi la espuma entra al circuito hidráulico. La efi- aire o vapor en el fluido. Por tanto, el fluido es inca-ciencia del sistema se verá seriamente afectada paz de llenar este espacio.pues la espuma es ineficiente como fluido hidráuli-co.No solo se verán afectados los componentes delsistema dada la baja capacidad de lubricación dela espuma, sino que laformación excesiva de espuma puede causar es-capes de fluido hidráulico a través de los ventilado-res del depósito. Desgaste excesivo del aspa de una bomba de paletas , comoPara solucionar estos problemas, un fluido hidráu- consecuencia de la cavitación www.brettis.com

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