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05 tutor lubricacion shell aceites-hidraulicos Presentation Transcript

  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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
  • 37. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoViscosidad 240La propiedad más importante de un fluido hidráuli- 220co, en cuanto a la lubricación del sistema, es su 200viscosidad. El aceite debe ser suficientemente vis- Viscosidad Dinámica cP 180coso para lubricar las partes del sistemaeficientemente. En particular la bomba. También 160 40°Cdebe ser suficientemente espeso para mantener 140un sello efectivo y disminuir escapes en las bom- 120bas, las válvulas y los motores. 100Al mismo tiempo, la viscosidad no puede ser tan 80 60°Calta al punto que la fricción del fluido impida que el 60aceite circule libremente al rededor del circuito. Ade- 40más, los aceites espesos no son disipadores de 100°Ccalor tan efectivos como los aceites más ligeros. 20En la práctica, los aceites con la menor viscosi- 0dad que lubrican la bomba son los escogidos como 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000los fluidos hidráulicos. En general, la menor visco- Presión Pascal x 10 5sidad tolerada por bombas hidráulicas es de aproxi-madamente 10 cSt. a su temperatura de opera-ción. La viscosidad óptima generalmente acepta-da está entre los 16 y 36 cSt, a la temperatura deoperación.Los requisitos de viscosidad de un fluido hidráulicose complican ya que la viscosidad cambia con lapresión y la temperatura. Un incremento en la pre-sión causa un aumento en la viscosidad. Sin em-bargo, a las bajas presiones utilizadas en la ma-yoría de los sistemas hidráulicos industriales, elefecto de la presión sobre la viscosidad no tienemucha importancia. En algunos equipos especia-lizados, como los usados en compactación y ex-trusión, se pueden generar presiones tan altas queaceites minerales no pueden ser usados. www.brettis.com
  • 38. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoIndice de viscosidad Los aditivos antidesgaste también reducen el des- gaste y aumentan la vida útil de bombas de engra-El índice de viscosidad (VI) de un aceite es una naje y de pistón.medida del cambio de viscosidad con la tempera-tura. Un aceite con alto índice de viscosidad mues- Los aditivos antidesgaste funcionan gracias a que,tra menos variación en la viscosidad con la tempe- a las altas temperaturas generadas por la fricción,ratura que un aceite con un bajo índice de viscosi- estos reaccionan con el metal para formar una capadad. química. Esta capa puede romperse fácilmente lo cual disminuye la fricción y el desgaste.El índice de viscosidad de un aceite hidráulico debeser suficientemente alto como para asegurar queeste funcione efectivamente en todo el rango de Características anti stick-sliptemperaturas de operación del sistema. El aceite En algunos equipos hidráulicos puede existir ladebe permanecer suficientemente viscoso para que tendencia a un movimiento de vibración. Este mo-actúe como un buen lubricante a las temperaturasde operación más altas, pero no debe volverse tan vimiento de atascamiento puede ocurrir con mayor frecuencia con impulsores lineales operando a bajaespeso a bajas temperaturas que dificulte el flujo y velocidad y con mucha carga. Los pistones delel arranque del sistema. impulsor tienden a pegarse a medida que la fric-La mayoría de los fluidos hidráulicos tienen un ín- ción estática se incrementa a un máximo y luegodice de viscosidad cercano a 100 pero, donde se se desliza cuando está se supera.encuentran temperaturas de operación de un ran- El atascamiento puede causar problemas cuandogo muy amplio, por ejemplo en el sistema hidráuli-co de aviación se debe utilizar un aceite con un los movimientos suaves son muy importantes, poríndice de viscosidad de 150 o más.Propiedades antidesgasteLa mayor parte de los aceites hidráulicos contie-nen en su formulación aditivos antidesgaste paramejorar su capacidad de carga. Esto tiene su ma-yor utilidad en la reducción del desgaste en bom-bas de aspas donde las puntas de las aspas sedeslizan contra la cubierta a altas velocidades ybajo cargas pesadas, creando altas temperaturas. www.brettis.com
  • 39. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincoejemplo en simuladores de vuelo y en algunas he- paración del agua.rramientas eléctricas. Los aditivos que modificanla fricción pueden añadirse a los aceites hidráuli-cos para mejorar sus características de fricción y Estabilidad térmicapara ayudar a prevenir que ocurra el atascamiento. Muchos de los sistemas hidráulicos modernos es-Tales aditivos también pueden ayudar a la lubrica- tán diseñados para trabajar a altas temperaturas.ción de sellos eficientes. Los fluidos utilizados en tales sistemas deben ser suficientemente estables como para resistirse a la degradación, a la formación de sedimentos y a laDemulsibilidad corrosión de metales férricos y no férricos a estasLos aceites hidráulicos están frecuentemente con- altas temperaturas.taminados con agua que tiende a entrar al sistemaa través del depósito en forma de condensación.El agua puede promover la corrosión de las bom- Resistencia a la oxidaciónbas, las válvulas y los puntos de apoyo, y puede La vida útil de un aceite hidráulico depende entera-afectar significativamente las propiedades de lubri- mente de su habilidad para resistir la oxidación.cación del aceite. La oxidación causa él oscurecimiento y el espesamiento de los aceites minerales. Se pue-A las temperaturas de operación de muchos siste- den formar sedimentos que bloquean las válvulasmas, alrededor de 60°C o menos, el agua no se y los filtros, mientras que los productos de dese-evapora del aceite, Entonces, un aceite hidráulico chos ácidos incrementan la corrosión y la forma-debe tener la capacidad de desprenderse del agua ción de barniz. Las temperaturas y presiones al-rápidamente, es decir, que debe tener una buena tas encontradas en muchos sistemas hidráulicos,demulsibilidad. incrementan la degradación del fluido. Entonces,Aceites minerales con un desempeño “premium” los aceites usados en tales sistemas, incluyentienden a separarse del agua rápidamente pero esta normalmente aditivos antioxidantes para prevenirbuena demulsibilidad es afectada negativamente la oxidación y prolongar la vida útil.por la presencia de oxido, polvo y productos de ladegradación del aceite. Propiedades anticorrosiónCiertos aditivos como los dispersantes y los Los aceites hidráulicos de alto desempeño debe-detergentes también pueden reducir la demulsibilidad rán contener anticorrosivos para combatir la corro-y por tanto estos no deben ser usados en aceites sión causada por los efectos de contaminación porhidráulicos en los que se requiere una buena se- agua y de productos de la degradación del aceite. www.brettis.com
  • 40. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoFiltrabilidad contaminación por partículas durante y después de su operación. Es importante notar que si la lim-Una causa principal del fracaso del sistema hidráu- pieza inicial es pobre, el desgaste se acelerará ylico es la contaminación del fluido hidráulico. En- más partículas contaminantes se acumularan rá-tonces se incorporan filtros al circuito del sistema pidamente.para sacar los contaminantes sólidos. Es impor-tante que el fluido pueda pasar fácilmente por es- Tercerotos filtros sin bloquearlos. Cantidades considerables de contaminación pue- den ser introducidas al sistema mientras se llena.Limpieza Aunque el nuevo aceite está relativamente limpio, generalmente la única forma práctica para asegu-La fiabilidad y vida útil de los componentes de cir- rar la limpieza en sistemas sensibles es la de pa-cuitos hidráulicos están muy influidas por la lim- sar el nuevo aceite a través de un filtro apropiadopieza del fluido hidráulico. Esto se aplica sobre antes de que este entre al depósito. De esta ma-todo a sistemas que operan a presiones muy altas nera, el filtro mantiene o mejora la limpieza dely en los que se incorporan componentes con una aceite.tolerancia muy estrecha.Fuentes principales de contaminación:PrimeroEnsamblar un sistema hidráulico produce inevita-blemente una gran cantidad de desechos, tal comopedazos de metal, fibras, textiles, hojuelas de pin-tura y hojuelas de los tubos, para evitar la inyec-ción de tales desechos al sistema, este debe sercuidadosamente examinado y limpiado con un cho-rro de fluido filtrado antes de operarlo por primeravez.SegundoEl desgaste normal de los componentes produce www.brettis.com
  • 41. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSELECCION DEL FLUIDO HIDRAULICO Además, si la maquinaria está expuesta a bajas temperaturas, por ejemplo, un montacargas traba-Los factores principales que determinan la jando en frío, el aceite debe tener buenas propie-escogencia de un fluido hidráulico para un sistema dades a baja temperatura incluyendo su viscosi-particular son: La naturaleza del equipo, el ambiente dad y punto de flujo bajo.en el cual se va a usar, y los requisitos de salud yseguridad. En algunas ocasiones, el equipo hidráulico debe operar en medio ambientes sensibles como ríos, lagos, bosques o áreas de recreación. En estosEquipo casos, debe asegurarse que no habrá ningún es- cape o derramamiento del fluido hidráulico queLos fabricantes recomiendan para el uso de su pueda causar daño a plantas o animales en con-equipo, aceites de viscosidad especifica determi- tacto con él. El riesgo de un daño ecológico esnada de acuerdo al sistema de bombas y válvulas mayor si el fluido no es rápidamente biodegrada-construidas para tolerancias muy finas. Un aceite do, esto es, si no es degradado fácil y rápidamen-muy ligero puede causar escapes y lubricación in- te por los organismos vivos en el medio natural.adecuada, mientras que el que es muy espeso Aquellos materiales no biodegradables persistenpuede causar fricción excesiva y dañar la bomba. en el suelo y el agua por largos períodos y puedenLos otros componentes del sistema hidráulico no causar daños a largo plazo.afectan tanto la escogencia de viscosidad del acei-te. La maquinaria hidráulica que opera en estos am- bientes debería, en lo posible, utilizar fluidos hi-La mayoría de los sistemas hidráulicos industria- dráulicos como Shell Naturelle HF. Este fluidoles que operan a temperaturas normales tienen está basado en aceites vegetales naturales conbombas que requieren aceites con un grado de vis- buenas propiedades decosidad entre 5 y 100 ISO, aunque los grados máscomúnmente usados están entre 32 y 46. Las lubricación y que contienen aditivos para aumen-bombas de pistón generalmente requieren un aceite tar su estabilidad ante la oxidación y mejorar susmás viscoso que las bombas rotatorias, y las bom- propiedades antidesgaste y anticorrosivas. Comobas de engranaje requieren un aceite aun mas es- el aceite esta basado en productos vegetales, pue-peso, particularmente a altas temperaturas. de ser degradado extensivamente por los microor- ganismos del suelo y del agua para formar produc-Ambiente tos finales no dañinos. Se debe procurar evitar el derrame del líquido al drenar y llenar el sistemaLa maquinaria hidráulica que debe operar en un hidráulico, pero si algún derrame ocurre, el impac-amplio rango de temperatura requiere aceites en to ambiental será menor.un alto índice de viscosidad. www.brettis.com
  • 42. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoUna carta de selección de viscosidad para flui-dos hidráulicos.La carta mostrada provee una guía para la selec-ción de un aceite del grado apropiado tomando encuenta la viscosidad y la temperatura de opera-ción. ISO 22 ISO 32 3.0 ISO 10 Viscosidad Dinámica cSt. ISO 5 20 50 100 Rango óptimo de viscosidad 1000 ISO 100 Límite de ISO 46 viscosidad ISO 68 deseado 200,00 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Temperatura °C www.brettis.com
  • 43. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco CLASIFICACION DE ACEITES mas o en casos en que es esencial que la viscosi- HIDRAULICOS MINERALES dad del aceite cambie lo menos posible.La International Standard Organization ( ISO) hadesarrollado algunas especificaciones para acei-tes minerales hidráulicos. Es importante anotar queestas especificaciones son meramente descripti-vas y que no dan ninguna indicación de la calidadde un producto en particular.Existen cuatro clasificaciones:HHAceites minerales sin aditivos. Estos son produc-tos de costo relativamente bajo que pueden serusados en sistemas no críticos.HLAceites minerales que contienen antioxidantes.Estos aceites tienen una vida útil mas larga y danmayor protección antioxidante que el aceite HH.Estos pueden ser usados en sistemas que no re-quieren un desempeño antidesgaste.HMSemejantes a los aceites HL pero además contie-nen aditivos antidesgaste. Se utilizan cuando serequiere una vida útil más larga y protecciónantidesgaste. La mayoría de los sistemas indus-triales inmóviles donde se requieren diferentes acei-tes hidráulicos, utilizan estos tipos de aceite.HVAceites con alto índice de viscosidad. Estos acei-tes se utilizan en casos de temperaturas extre- www.brettis.com
  • 44. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco FLUIDOS HIDRAULICOS La mayoría de las juntas y mangueras flexibles ININFLAMABLES son compatibles con el agua-glicol. El amianto, el cuero y los materiales a base de corcho debenHay tres tipos básicos de fluidos ininflamables: evitarse pues tienden a absorber agua. Algunos inconvenientes de estos fluidos son:Agua-glicol a. Es necesario medir, periódicamente, el conteni-Los fluidos a base de agua-glicol están formados do de agua y comparar las pérdidas por evapora-de: ción para mantener la viscosidad requerida.a. 35 a 40% de agua para obtener resistencia con- b. La evaporación también puede causar la pérdi-tra el fuego. da de ciertos aditivos, reduciendo así la duraciónb. Un glicol substancia química sintética de la mis- del fluido y la de los componentes hidráulicos.ma familia que los anticongelantes permanentes, c. La temperatura de trabajo debe mantenerse masgeneralmente etileno o propileno glicol. baja.c. un espesador soluble en agua para mejorar la d. El costo (actualmente es superior al de los acei-viscosidad. También contienen aditivos para impe- tes convencionales.).dir la formación de espuma, la oxidación, la corro-sión y para mejorar la lubricación. Cambio a agua-glicolCaracterísticas Cuando en un sistema se cambia el aceite mineral por agua-glicol, debe limpiarse cuidadosamente.Los fluidos tipo agua-glicol presentan, generalmen- Las recomendaciones incluyen sacar la pintura delte, buenas características antidesgaste con tal de interior del depósito, cambiar las piezas recubiertasque se eviten velocidades y cargas elevadas. La de zinc o cadmio, y cambiar algunas conexionesdensidad es superior a la del aceite, lo que puede de fundición. También puede ser necesario cam-originar un vacío mayor en la entrada de las bom- biar las piezas de aluminio, a menos que hayanbas. sido tratadas adecuadamente, así como el equipoCiertos metales como el zinc, el cadmio y el de accesorios que no sean compatibles con el flui-magnesio reaccionan con los fluidos tipo agua-glicol do.y no pueden ser utilizados en sistemas en quedeban utilizarse pinturas y esmaltes compatiblescon estos fluidos. www.brettis.com
  • 45. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoEmulsiones agua-aceite Estas emulsiones contienen generalmente alrede- dor del 40% de agua. Sin embargo, algunos fabri-Son los fluidos ininflamables más económicos. Las cantes suministran este fluido concentrado y el con-propiedades ininflamables dependen, como en el sumidor añade el agua al instalarlo. Como en elagua-glicol, del contenido de agua. Además del caso del agua-glicol, es necesario reponer el aguaagua y del aceite, estas emulsiones contienen para mantener la viscosidad adecuada.emulsificadores, estabilizadores y otros aditivospara evitar que ambos líquidos se separen. Otras característicasAceite en agua Las temperaturas de funcionamiento deben man- tenerse bajas en cualquier emulsión de agua-acei-Las emulsiones de aceite en agua contienen pe- te, para evitar la evaporación y la oxidación. El flui-queñas gotas de aceite especialmente refinado, do debe circular y no debe verse sometido repeti-dispersas en el agua. Se dice que el agua es la damente a congelación y calentamientos, pues enfase continua, y que las características del fluido ese caso las fases se separarían. Las condicio-tienen más semejanza con el agua que con el acei- nes de entrada deben elegirse cuidadosamentete. El fluido es muy resistente al fuego, tiene baja debido a la mayor densidad del fluido y a su visco-viscosidad y excelentes características de enfria- sidad más elevada. Las emulsiones parecen tenermiento. Pueden incorporarse aditivos para mejorar una mayor afinidad para contaminación y requie-la capacidad de lubricación que es relativamente ren especial atención en el filtrado, incluyendo fil-baja, y para la protección contra la oxidación. Este tros magnéticos para atraer las partículas de hie-fluido se ha usado principalmente en el pasado con rro.bombas grandes de baja velocidad. Ahora tam-bién se puede usar con ciertas bombas hidráuli- Compatibilidad con juntas y metalescas convencionales. Las emulsiones agua-aceite son generalmenteAgua en aceite compatibles con todos los metales y juntas que se encuentran en los sistemas de aceites minera-Las emulsiones de agua en aceite son de uso más les.corriente. Pequeñas gotas de agua están disper-sas en una fase de aceite continua. Como el acei- Cambio a emulsiónte, estos fluidos tienen excelente lubricidad y bue- Cuando en un sistema hidráulico se cambia el acei-na consistencia. Además el agua dispersa propor- te por la emulsión agua-aceite, debe vaciarse yciona al fluido excelente capacidad de enfriamien- limpiarse completamente. Es esencial extraer to-to. Se incorporan inhibidores de oxidación para dos los contaminantes, como en el caso del agua-ambas fases de agua y aceite. También se usan glicol, que podrían provocar la descomposición deladitivos antiespumantes sin dificultad. nuevo fluido. www.brettis.com
  • 46. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoLa mayoría de las juntas se pueden dejar tal como requieren un cuidado especial cuando se les utili-están aunque, sin embargo, las juntas móviles de za. Algunas bombas de paletas están construidasbutil deben cambiarse. Al sustituir a los fluidos sin- con cuerpos especiales con objeto de mejorar lastéticos, las juntas deben cambiarse pasando a las condiciones de entrada necesarias para impedir laadecuadas para los aceites minerales. cavitación, cuando se usa un fluido sintético. El índice de viscosidad (IV) de los fluidos sintéti-Fluidos sintéticos cos es generalmente alto, estando comprendidoLos fluidos sintéticos ininflamables son productos entre 130 y 150.químicos sintetizados en él laboratorio, que son Los fluidos sintéticos son probablemente los flui-por sí mismos menos inflamables que los aceites dos hidráulicos más caros que se usan en la ac-de petróleo. tualidad.Algunos productos típicos de esta clase son: Compatibilidad con las juntas- Esterofosfatos Los fluidos sintéticos no son compatibles con las juntas corrientes de nitrilo (buna) y neopreno, por- Hidrocarburos clorados consiguiente, al sustituir el aceite mineral, agua- glicol o emulsión- Fluidos sintéticos que son mezclas de 1 y 2 y pueden contener también otros materiales. agua-aceite, por un fluido sintético hay que des- montar todos los componentes para cambiar lasCaracterísticas juntas.Como los productos sintéticos no contienen aguau otros materiales volátiles, funcionan bien a altastemperaturas sin pérdida de ningún elemento esen-cial. También son adecuados para sistemas de altapresión.Los fluidos sintéticos resistentes al fuego no fun-cionan bien en sistemas a baja temperatura. Pue-de ser necesario precalentar en ambientes fríos.Además, estos fluidos son los de mayor peso es-pecifico y las condiciones de entrada a la bomba www.brettis.com
  • 47. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco CLASIFICACION DE LOS FLUIDOS RESISTENTES AL FUEGOLa siguiente es la clasificación CETOP.HFAEmulsión de aceite en agua. Estos fluidos típica-mente contienen 95% de agua y 5% de aceite.HFBEmulsión de agua en aceite. Estos fluidos típica-mente contienen 60% de aceite y 40% de agua.HFCSolución agua-glicol típicamente contienen 60% deglicol y 40% de agua.HFDFluidos sintéticos comúnmente basadosen ésteres de fosfato. www.brettis.com
  • 48. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco MANTENIMIENTO DEL FLUIDO Cuidado durante el funcionamientoLos fluidos hidráulicos de cualquier clase no son Los cuidados adecuados para un fluido hidráulicobaratos. Además, él cambiarlos y limpiar los sis- durante el funcionamiento incluyen:temas que no han sido adecuadamente manteni- 1. Impedir la contaminación manteniendo el siste-dos, consume tiempo y dinero. Es pues, impor- ma estancado y utilizando filtros de aire y aceitetante tener el adecuado cuidado con el fluido. adecuados.Almacenamiento y manejo 2. Establecer intervalos de cambio de fluido ade- cuados para no dejar que éste se descomponga.Se indican a continuación algunas reglas para im- En caso necesario, el proveedor puede analizarpedir la contaminación del fluido durante el alma- periódicamente muestras en el laboratorio para es-cenamiento y manejo. tablecer la frecuencia de cambio.1. Almacenar los tambores apoyándolos lateral- 3. Mantener el depósito adecuadamente lleno paramente. Si es posible, tenerlos en el interior o a aprovechar sus características de disipación decubierto. calor e impedir que la humedad se condense en las paredes interiores.2. Antes de abrir un tambor limpiar la parte supe-rior y el tapón de forma que no pueda entrar sucie- 4. Reparar inmediatamente las fugas.dad.3. Usar solamente mangueras y recipientes lim-pios para transferir el fluido del bidón al depósitohidráulico. Se recomienda un grupo de trasiegoequipado con un filtro de 20 micras absolutas.4. Utilizar una tela de malla lo más fina posible enel tubo de llenado del depósito. Así el fluido semantiene limpio y libre de humedad durará muchomás tiempo y se evitará dañar las piezas de preci-sión de los componentes hidráulicos. www.brettis.com
  • 49. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESPECIFICACIONES DE LOS FLUIDOS HIDRAULICOSEspecificaciones mundiales- Denison HF 0, HF 1, HF 2, HF 3.- Vickers I-286-S, M-2950- Cincinati Milacron P-68, P-69, P-70- Racine, Variable Volume Vane Pump.- DIN 51524, Part 2.- Mannesman 102030 (Rexroth).- Thyssen TH-N-256132.- German Steel Industry SEB 181.222- VDMA 24318.- HLP-D- Commercial Hydraulics. www.brettis.com
  • 50. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESPECIFICACIONES DE LOS FLUIDOS HIDRAULICOS Especificaciones mundiales ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-0Fluidos basados en aceites minerales aptos para desempeñarse en bombas de paletas y pistón a lascondiciones promedio del catálogo Especificaciones promedio de Catálogo Intermitente Continuo Presión 3.000 PSI Presión 2.500 PSI Máximo Máximo BOMBA DE PALETAS Temperatura 100 0C Máx. Temperatura 60 0C Máx. R.P.M. 2.500 Máximo R.P.M. 2.500 Máximo Presión 5.000 PSI Máximo BOMBA DE PISTON Temperatura 100 0C Máx. (intermitente) Temperatura 60°C (continuo) R.P.M. 1.200 - 1.800 www.brettis.com
  • 51. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-1Especificación R y O para fluidos basados en aceites minerales aptos para desempeñarse en bombas depistón a las condiciones promedio de catálogo. Condiciones típicas de Catálogo Presión 5.000 PSI Máximo BOMBA DE PISTON Temperatura 100 0C Máx. (intermitente) Temperatura 60°C Max. (continuo) R.P.M. 1.200 - 1.800 www.brettis.com
  • 52. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-2Fluidos basados en aceites minerales aptos para desempeñarse en bombas de paletas a las condicionespromedio de catálogo y pueden ser usados en equipos de pistón a condiciones por debajo del promedio. Condiciones típicas de Catálogo Intermitente Continuo Presión 3.000 PSI Presión 2.500 PSI BOMBA DE PALETAS Máximo Máximo Temperatura 100 C Máx. Temperatura 60 0C Máx. 0 R.P.M. 2.500 R.P.M. 2.500 Presión 3.500 PSI Máximo BOMBA DE PISTON Temperatura 70 0C Máximo (intermitente) Temperatura 60°C Máximo (continuo) R.P.M. 1.800 Máximo www.brettis.com
  • 53. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-3Especificación para emulsiones de agua en aceite, para uso en bombas de paletas y de pistón en condicio-nes de operación por debajo de las promedio. Condiciones típicas de Catálogo Intermitente Continuo Presión 1.500 PSI Presión 1.000 PSI Máximo Máximo BOMBA DE PALETAS 0 Temperatura 66 C Máx. Temperatura 66 0C Máx. RPM 1.800 Máximo RPM 1.800 Máximo Presión 3.500 PSI Máximo BOMBA DE PISTON Temperatura 60 0c Máximo RPM 1.800 Máximo www.brettis.com
  • 54. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESPECIFICACIONES DENISON HF-0 HF-1 HF-2 Test de Bomba Denison T-5D Paletas - Denison P-46 Pistón - Test de Oxidación Test 1.000 Horas por (ASTM D-943) Herrumbre ASTM D-665A ASTM D-6565B Estabilidad Hidrolítica ASTM D-2619 - Estabilidad Térmica - - Cinccinati Milacron Test Filtrabilidad - Denison TP 02100 Test de Espuma ASTM D-892 Viscosidad cSt a 40 0 C (1) (1) (1) Indice Mínimo de Viscosidad 90 90 90 www.brettis.com
  • 55. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco REQUERIMINENTOS DE LA ESPECIFICACION CINCCINATI MILACRON Cinccinati Milacron P - 68 P - 69 P - 70 Pruebas de Bomba 50 Máx. 50 Máx. 50 Máx. ASTM D 28882 MG. Herrumbre ASTM D 665A Pase Pase Pase Estabilidad Térmica ( Prueba Cinccinati Milacron) - - - Viscosidad cSt a 40 0 C 32 68 46 Indice de Viscosidad Mínimo 90 90 90 www.brettis.com
  • 56. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco TIPOS DE BOMBA VERSUS ESPECIFICACIONES Presión de Trabajo PSI Industrial Equipo Móvil BOMBA DE PISTON 3.000 5.000 BOMBA DE PALETAS 2.000 3.000 Denison HF-2 / HF-0 HF-0 Vickers I-286-S M-2950-S Cinccinati Milacron P-68, P-69, P-70 Ninguna www.brettis.com
  • 57. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco PRUEBAS PARA LOS FLUIDOS HIDRAULICOSPropiedades de la liberación del aireIP 313/ASTMD 3427En este Test se sopla aire comprimido durante 7minutos a través de el aceite en prueba, el cual escalentado a temperaturas de 25, 50 ó 75°C. Setoma el tiempo requerido para que el aire atrapadoreduzca su volumen a 0.2%, mediante la mediciónde la densidad en el aceite con una balanza demohr.Características de formación de espuma VOLUMENIP146/ASTMD 892 DE ESPUMA (ML) al cabo deEn este Test se sopla aire durante 5 minutos a una TEMPERATURArelación constante en una muestra de aceite man- °C 5 minutos 10 minutostenida a 24°C, el volumen de espuma es medido yreportado como la tendencia a la formación de es-puma. Al cabo de 10 minutos se mide nuevamente 24 10 0 - Trazasel volumen de la espuma y es reportado como laestabilidad de la espuma. El Test es repetido en 93.5 0 - Trazasuna segunda muestra a 93.5°C. y después de co- 20lapsar la espuma a 24°C enfriando desde 93.5°C.Ejemplo: 24 10 0-5 www.brettis.com
  • 58. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoPropiedades antidesgaste Test de anillo caliente (HOT RING TEST) La bomba es operada por 1.000 horas a 2.000 PSIExistenEspecificaciones promedio de Catálogo de presión y una temperatura de 105°C, este testpruebas para evaluar la protección antidesgaste del evalúa el desempeño del aceite en condiciones mu-aceite hidráulico. Vamos a estudiar las pruebas cho más allá de lo previsto en servicio.de bomba, establecidas por la Vickers que son:VICKERS V104C VANE PUMP TEST y la VICKERS 35 VQ 25VICKERS 35 VQ 25 PUMP TEST. Es un Test severo que fue introducido para asegu- rar que los aceites candidatos provean adecuadaVICKERS V 104C protección para bombas en aplicaciones móvilesLa capacidad del fluido para proteger contra el des- donde la operación excede el 80% de la capaci-gaste, se prueba en una bomba de paletas bajo dad promedio de la bomba.condiciones especificadas de operación, duranteun tiempo determinado al final del cual se mide la Límite Test Límite Test Tellus 37 Telluspérdida de peso en el anillo y las paletas. Pérdida promedio peso en anillo 75 7.6En el test estándar, la bomba se opera durante250 horas a la presión de 2.000 PSI y una tempe- Pérdida promedio peso de paletas 15 6ratura de 70°C con un buen aceite hidráulico, lapérdida total de peso debe ser menor de 20 mgrs. Es la más dura dentro del repertorio para medir propiedades antidesgaste en acero. Se utiliza unaEn el test de baja carga, la bomba se opera duran- carga de aceite para poner en marcha por separa-te 250 horas a una presión de 35 bar y una tempe- do 3 bombas, cada una se hace funcionar bajoratura de 70°C. BST, test tiene en cuenta la nece- condiciones extremadamente severas 2.400sidad de proveer efectiva protección contra el des- R.P.M., 3.000 PSI de presión y 93°C de tempera-gaste en desempeño con bajas cargas. tura, la línea de funcionamiento es de 50 horas Condiciones Límite Test Tellus 37 cada una, lo cual da un total de 150 horas para la carga del aceite, después de la prueba el anillo y 250 Horas, 140 Bar, 70° C 100 mgr. mgr. 7.6 mgr. mgr. las paletas se miden con toda precisión para de- Pérdida total de peso terminar la perdida de peso. Los resultados obte- nidos con Shell Tellus en estas pruebas son 250 Horas, 35 Bar, 70° C 100 mgr. mgr. 3.0 mgr. mgr. extraordinarios. Pérdida total de peso 1000 Horas, 140 Bar, 105° C 100 mgr. mgr. 35 mgr. mgr. Pérdida total de peso por 250 Horas por 250 Horas www.brettis.com
  • 59. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco TODOS LOS ACEITES HIDRAULICOS NO SON IGUALES / RESUMEN BENCHMARKING SHELL TELLUS NUEVA FORMULA /NIVELES DE DESEMPEÑO V s COMPETIDORES RESULTADOS OBTENIDOS EN BRASIL Y USA 1.997 Vs FORMULA REVITALIZADA SHELL TELLUS 46 (PRUEBAS SOUTHAFRICA)PRODUCTOESTAB. TERM CINCINNATI-168Hrs/135°C UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46 CAMBIO APARIENCIA COBRE Rating Máximo 5 2 2 2 2 2 CAMBIO APARIENCIA ACERO Rating Máximo 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 PERDIDA DE PESO COBRE mg Máximos 10 1 1,5 0 1 0 DEPOSITOS REMOVIDOS DEL ACERO Cantidad Máxima 3,5 0 0 0 1 0,5 P E S O E N L O D O S F O R M A D O S mg/100ml. Máximo 25 0 1 0 8 0ANTIDESGASTE Vickers V104 /35VQ25 UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46 P E R D . P E S O A R O / P A L E T A S - h o t r i g mg totales máximos 100 40 45 56 45 63 PERD. PESO ARO/PISTA mg Máximos 75 19 26 37 42 47 PERDI. PESO PALETAS mg Máximos 15 6 6 8 11 14STICK SLIP Ratio Máximo 1,0 0,4 0,4 0,9 1,2 1,2FILTRABILIDAD TMS341&347-300 ml-Mebr 1.2 Micron UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46 ACEITE SECO Minutos Mínimos posibles 8 8 8,5 9 9,5 ACEITE Y AGUA AL 0.1% Minutos Mínimos posibles 7 9 18 27 33 ACEITE Y AGUA 0.1% +Ca 30 ppm Minutos Mínimos posibles 8,5 10 12 15 9PRUEBAS UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46RESIST. OXIDACION, Hrs "TOST"-ASTM 943 ASTM D 943 1000 4000 2000 1550 1670 1450PRUEBAS DE CAPACIDAD DE CARGA Y SUPERFICIE UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46CAP.CARGA FZG-DIN 51524-HLP- IP 943 IP 334 10 12 10 10 10 8LIBERACION DE AIRE IP 313-Minutos Minutos Mínimos posibles 10 10 12,2 12 12,8DEMULSIBILIDAD ASTM D 1401-Desv40/40-0a20 Minuts Desv.40/40-0a20Minutos Minimos Posibles 20 20 22 20 20ESPUMACION IP146(ASTM D892)-Secuencia I 25°C Secuencia I 25oC 150....20/0 máx 20 20 150 180 120DESGASTE DE BOMBAS DENINNSON, PALETAS T6C T6C PASA PASA PASA DENINNSON , PISTON P46 P46 PASA PASA PASA REXROTH REXROTH PASA PASA PASA www.brettis.com
  • 60. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco BENCHMARKING TELLUS Vs CIA- ESTABILIDAD TERMICA 25 ESPECIFICACION 5 REVIT. TELLUS 46 2 TELLUS 46 2 20 A 46 2 B 46 2 15 C 46 2 10 5 0 Rating Máximo mg Máximos Cantidad Máxima mg/100ml. Máximo CAMBIO APARIENCIA PERDIDA DE PESO DEPOSITOS PESO EN LODOS ACERO COBRE REMOVIDOS DEL FORMADOS ACERO www.brettis.com
  • 61. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco BENCHMARKING TELLUS Vs CIA EN DESEMPEÑO ANTIDESGASTE & STICK SLEEP 80 ESPECIFICACION 100 REVIT. TELLUS 46 40 70 TELLUS 46 45 A 46 56GRADO DE DESEMPEÑO 60 B 46 45 50 C 46 63 40 30 20 10 0 mg Máximos mg Máximos Ratio Máximo PERD. PESO ARO/PISTA PERDI. PESO PALETAS STICK SLIP www.brettis.com
  • 62. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco BENCHMARKING TELLUS Vs CIA -DESEMPEÑO EN FILTRABILIDAD 35 REVIT. TELLUS 46 30 GRADO DE DESEMPEÑO TELLUS 46 A 46 25 B 46 C 46 20 15 10 5 0 Mínimos posibles Mínimos posibles Mínimos posibles Minutos Minutos Minutos ACEITE SECO ACEITE Y AGUA AL 0.1% ACEITE Y AGUA 0.1% +Ca 30 ppm www.brettis.com
  • 63. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco BENCHMARKING PRUEBA TOST Vs SHELL TELLUS ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 4000 TELLUS 46 A 46 3500 B 46 HorasASTM D 943 3000 C 46 2500 2000 1500 1000 500 0 RESIST. OXIDACION, Hrs "TOST"-ASTM 943 www.brettis.com
  • 64. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELL para Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco BENCHMARKING CAPACIDAD CARGA FZG Y PROPIEDADES DE SUPERFICIE 180 160Kgs(FZG) y Minutos (Prop. Superficie ESPECIFICACION 140 REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 120 A 46 B 46 100 C 46 80 60 40 20 0 IP 334 Minutos Desv.40/40-0a20Minutos Secuencia I 25oC CAP.CARGA FZG-DIN 51524-HLP- LIBERACION DE AIRE IP 313- DEMULSIBILIDAD ASTM D 1401- ESPUMACION IP146(ASTM D892)- IP 943 Minutos Desv40/40-0a20 Minuts Secuencia I 25°C Tellus Vs Competencia www.brettis.com
  • 65. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoPrueba de estabilidad térmicaEl aceite se calienta a 135°C en presencia de vari-llas de cobre y acero durante 7 días al finalizar laprueba se determinan los cambios en peso de lasvarillas de metal, se observa alguna decoloraciónen los mismos y formación de lodo en el aceite.Resistencia a la oxidaciónPrueba Turbine Oil Stability Test (TOST).A 300 milímetros de aceite se adicionan 50 mililitrosde agua, se colocan carretes de cobre y acerocomo catalizadores y se sopla oxígeno constante-mente para estimular la oxidación. La acidez de lasolución es monitoreada continuamente. El tiem-po requerido por el aceite para alcanzar el númerode neutralización de 2 mgs. KOH/9 es el tiempode vida TOST. Además la muestra es examinada alas 1.000 horas para evidenciar los depósitos for-mados o los cambios en la apariencia de el aceite,agua, cobre y acero. www.brettis.com
  • 66. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoDemulsibilidad Los aceites automotores no poseen aditivos antiemulsionantes debido a que estos reaccionanMétodo ASTM D-1401 y ASTM D-2711 con los aditivos detergentes-dispersantes (fenatosEl método estándar ASTM D-1401 se utiliza para y sulfonatos), descomponiendo el aceite.los aceites sintéticos y para los de turbinas devapor con una viscosidad entre un grado ISO 32 y El agua con el aceite forma una emulsión que, de-un 100. El ASTM D-2711 para los demás tipos, pendiendo del tipo de aceite, es estable o no. Enincluyendo los de E.P. La prueba de demulsibilidad el caso de aceites para maquinado, se requiereconsiste en mezclar una parte de aceite con otra que la emulsión sea altamente estable, mientrasde agua destilada (en el ASTM D-1401, 40 c.c.) que en otros, como los aceites para turbinas deml. de aceite con 40 c.c.) ml. de agua destilada, y vapor,sistemas hidráulicos, reductores, compresores,mezclar durante 5 minutos, a una temperatura de- transformadores y para sistemas de circulación seterminada (55°C en el método ASTM D-1401 Y 80°C necesita que tenga buenas propiedades demulsificantes.en el ASTM D-2711). Transcurrido este tiempo, sedeja la mezcla en reposo y se chequea el tiempo Un aceite industrial emulsionado por lo generalrequerido para que la emulsión de agua y de acei- presenta un color opaco, pero este color desapa-te se separen completamente. Los resultados ob- rece y el aceite adquiere un color claro (si no estátenidos en esta prueba deben ser como mínimo 40 oxidado), cuando se calienta a una temperaturac.c. (ml.) de aceite, 37 c.c. (ml.) de agua y 3 c.c. de 100°C. En el caso de los aceites automotores,(ml.) de emulsión para un tiempo de 20 minutos. esta prueba es poco significativa porque su colorUn aceite posee buenas características de demul- opaco se debe básicamente a sus característicassibilidad cuando la mezcla de agua y de aceite se de detergencia-dispersancia.separa completamente en un tiempo de un minu-to. La agitación ayuda a que la emulsión de un Esta característica es de especial importancia enaceite con agua persista, pero, una vez esta se el caso de aceites de turbina, hidráulicos y en ge-encuentre en reposo, debe desaparecer inmedia- neral de todos aquellos expuestos a trabajar entamente; de lo contrario, puede causar problemas contacto con el agua, siendo la presencia de éstade corrosión y de formación de herrumbre en to- es generalmente muy perjudicial para la lubrica-dos los circuitos por donde fluya el aceite. Por otro ción, deseándose por lo tanto, que la emulsión sealado, los ácidos orgánicos que empiezan a formar- inestable, y ésta lo es, si desaparece al terminarse en el aceite como resultado de su oxidación la acción que la originó o después de un ciertonormal, se vuelven más corrosivos en presencia tiempo de reposo. Si persiste, se trata de unade agua y algunos de los inhibidores de la oxida- emulsión estable.ción pueden ser disueltos por ella. Los factores que favorecen la estabilidad de las www.brettis.com
  • 67. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincoemulsiones son:- Una tensión interfacial suficientemente baja.- Viscosidad muy elevada del aceite.- Pequeña diferencia de densidad entre ambos líquidos.- Presencia de sulfonatos por oxidación del aceite. www.brettis.com
  • 68. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco AVERIAS EN LOS MANDOS Ruidos anormales de la bomba HIDRAULICOS Válvula engomadaReseñamos a continuación, más específicamente Comprobar el estado del aceite, instalar un filtrodesde el punto de vista de los aceites hidráulicos, en el circuito e inspeccionar el ya existente. Ana-una serie de averías que se producen en estos me- lizar el aceite para controlar su estado de oxida-canismos, sus causas y su corrección. ción. Desgaste de piezasContaminación del fluido con partículas Comprobar el estado de las válvulas, pistones osólidas. engranajes. Cambiar las piezas }desgastadas.La causa más común de averías en sistemas hi- Cavitacióndráulicos es la contaminación del fluido con partí-culas sólidas. Comprobar la aspiración de la bomba. La sección de aspiración debe ser poco más o menos el do-Es esencial conservar fluidos lo mas limpios como ble que la de escape. Comprobar los tubos desea posible. Esto es particularmente importante aspiración. Si es necesario utilizar un aceite depara sistemas que operan a presiones altas y aqué- viscosidad más baja o con un punto de congela-llos que incorporan componentes de tolerancia ción más bajo.cerrados. Formación de pequeñas burbujas de aire o deLa contaminación de los fluidos hidráulicos puede vapor en el aceite por causa de una reducción deser causada por: presión.- La abrasión de la precisión forma las superficies • Es más probable que ocurra en la succión de lade bombas hidráulicas, actuators y válvulas del bomba.mando, ensanchando trabajando despachos deaduanas a un grado que puede afectar la exactitud • La posibilidad de cavitación se incrementade mando,; cuando el fluido contiene aire atrapado.- La degradación del fluido por contaminantes • Puede conducir al rompimiento de la película lubricante.catalíticos • Puede ocasionar daños en la bomba.- La ineficiencia que afecta el desempeño del sis-tema, si se trancan componentes que no se pue-den mover libremente www.brettis.com
  • 69. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco Entradas de aire ejemplos de averías causadas por cavitación Controlar las juntas de aspiración; para ello poner aceite en el exterior de las juntas y observar los puntos donde esta aplicación de aceite hace dis- minuir o desaparecer el ruido. Instalación incorrecta Una pesada y efectiva carga sobre el eje de man- do de una bomba de engranajes que ha causado excesivo desgaste sobre el plato de presión en la parte trasera del engranaje de mandoCorrosión de Cavitation en el plato del puerto de una bomba del pistón axial www.brettis.com
  • 70. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSobrecarga Frotamientos anormales de la bombaEl alojamiento de esta bomba de engranajes des- Comprobar el montaje o reajustar el mismo.pués de haberse roto y haber sido alesado o ras-pado con repetidos surcos y excesiva presión Termostato Si el aparato está provisto de termostato destina- do a refrigerar el aceite comprobar que no está ave- riado o parcialmente bloqueado. Cantidad de aceite insuficiente Aumentar la cantidad de aceite en el circuito o en todo caso utilizar un deposito mayor a fin de so- meter el aceite a un trabajo menos continuado. Falta de potencia o pérdida de ella. Averías en el by-pass Comprobar éste por si tiene algún resorte roto o en mal estado o la válvula estropeada. Velocidad insuficiente de la bombaCalentamiento del aceite Comprobar el motor y la transmisión.Presión de escape demasiado elevada Mal rendimiento de la bombaRegular el by-pass, para que funcione a más baja Comprobar el estado de la misma y sus compo-presión. nentes. Reemplazar aquellos que no se encuen- tren en buen estado.Aceite demasiado viscosoUtilizar un aceite más fluido. Funcionamiento defectuoso de la bomba Buscar la presencia de cuerpos extraños o depó-Mal rendimiento de la bomba sitos que obstruyan los orificios y las válvulas.Utilizar un aceite más viscoso o de índice de vis-cosidad más elevado. Comprobar la estanqueidad Aceite demasiado viscosode las juntas y la de las válvulas. Utilizar un aceite más fluido. www.brettis.com
  • 71. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoMovimiento irregular de los órganos de Causas generales de mal funcionamien-mando toVálvulas engomadas o que quedan abiertas Funcionamiento prolongado sin cambio deSi las válvulas están engomadas comprobar el es- aceitetado del aceite y concretamente su oxidación. Debe tomarse periódicamente una muestra deBuscar la presencia de burbujas de aire en el cir- aceite y hacerla analizar grado de oxidación.cuito. Ver si existen partículas metálicas o cuer-pos extraños en los asientos de las válvulas. Efectos sobre la transmisión por oxidación del fluidoLos órganos con mando oleodinámico, obe- Aumento de viscosidaddecen mal durante el período de - Operación lentamarchaComprobar el punto de congelación del aceite uti- Rotura de cadenas carbonadas - Pérdida de viscosidadlizado, así como su viscosidad a la temperatura de - Degradación de Elastómerospuesta en marcha; si son demasiado elevadas,cambiar el aceite y reemplazarlo por otro con pun- Formación de barrosto de congelación más bajo e índice de viscosidad - Obturación de válvulasmás alto. Formación de ácidosBloqueo del árbol o de la biela - CorrosiónComprobar el montaje de los ejes de pistones y elestado de las juntas. Degradación del modificador de fricción - Pobre realización de cambios Contaminación del aceite Proviene generalmente de emulsiones con agua, aceites solubles de corte o líquidos de rectificado. Otras causas pueden ser: Conocimiento insuficiente del personal que utilice el circuito. Entrada de aire en el circuito. www.brettis.com
  • 72. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoMala calidad del fluido hidráulico Una válvula de alivio bloqueada provocó presión ha- ciendo que el árbol de la bomba se rompieráJuntas de calidad mala o defectuosaFuentes de contaminaciónManufacturaDesgaste NormalMantenimiento y llenado del sistemaEventualmente, impurezas del medioambienteDaño repentino Daño por degradaciónUna partícula de metal grande entrampada en los El desgaste abrasivo de la paleta de la bomba hi-dientes de una bomba dráulica lleva a la pérdida de mando de la paleta www.brettis.com
  • 73. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoRayado del vástago de un cilindro hidráulico. Unavez iniciado se acumula más suciedad dentro delas ranuras causando una contaminación extensa www.brettis.com
  • 74. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco RESUMEN ESQUEMATICO DE FALLAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS Ruido Excesivo A B C Bomba con ruido Motor con ruido Válvula de alivio ruidosa 1.Acople 1.Acople 1.Cavitación 1. Cavitación desalineado 1.Ajuste 1. Ajuste demasiado cercano a la presión o 2.Aire 2. Aire en el fluido 2 .Motor desgastado al ajuste de otra válvula o dañado 3.Acople 3. Acople desalineado 2.Cono 2. Cono y asiento desgastados 4.Bomba 4.Bomba desgastada o dañada www.brettis.com
  • 75. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco Calor Excesivo A B C D Bomba caliente Motor caliente Válvula de alivio Fluido caliente 1.Fluido caliente 1.Fluido caliente 1. Fluido caliente 1. Presión del sistema demasiado alta 2.Cavitación 2.Válvula de alivio o 2.Ajuste incorrecto descarga con ajuste de válvulas demasiado alto en presión 2. Válvula de alivio o descarga 3.Aire en el fluido con ajuste demasiado alto en presión 3.Válvula desgastada o dañada 4.Válvula de alivio o descarga 3. Carga excesivacon ajuste demasiado alto en presión 3.Fluido sucio o baja provisión del mismo 4. Motor desgastado 5.Carga excesiva o dañado 4.Fluido de viscosidad incorrecta 6.Bomba desgastada o dañada 5. Sistema de enfriamiento defectuoso 6. Bomba, válvula, motor, cilindro u otro componente desgastado www.brettis.com
  • 76. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco Flujo Incorrecto A B C No hay flujo Poco flujo Flujo excesivo 1.La bomba no recibe el fluido 1.Ajuste del control de flujo 1. Ajuste del control de flujo demasiado cerrado demasiado abierto 2.Motor eléctrico que mueve la bomba no trabaja 2.Válvula alivio o descarga 2.Control de desplazamiento 3.Acople entre el motor y la con ajuste demasiado abierto está inoperante (en bombas bomba roto de desplazamiento variable) 3.Fuga externa en el sistema 4.Motor eléctrico que mueve la bomba con rotación 4.El control de 5.Control direccional ajustado desplazamiento está en posición incorrecta inoperante (en bombas de desplazamiento variable) 6.Todo el flujo pasa a través de la válvula de alivio 5.Bomba, válvula, motor, cilindro, u otro componente 7.Bomba Dañada desgastado www.brettis.com
  • 77. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco Presión Incorrecta A B C DNo hay presión Baja presión Presión errática Presión excesiva 1.No hay flujo 1.Hay escape de 1. Válvula reductora 1.Aire en el fluido presión de presión, de 2.Válvula de alivio alivio o de descarga 2. Ajuste de válvula desgastada mal ajustada reductora de presión demasiado bajo 2. El control de 3. Contaminación en el fluido desplazamiento está 3.Fugas externas inoperante (en bombas de desplazamiento excesivas 4. Acumulador variables) defectuoso o con 4. Válvula reductora poca carga 3.Válvula reductora de presión de velocidad, de alivio desgastada o dañada 5.Bomba, motor o o de descarga cilindro desgastado desgastada o dañada www.brettis.com
  • 78. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco Operación Defectuosa A B C D No hay Movimiento Movimiento Velocidad o movimiento lento movimiento excesivo 1.Poco flujo 1.Presión 1.No hay flujo o presión 1. Flujo excesivo 2. Viscosidad del líqui- 2.Aire en el fluido 2.Control de límite do demasiado alta o posición (mecánico, 3.Control de presión 3.No hay lubricación eléctrico o hidráulico insuficiente para en los mecanismos inoperante o válvulas de movimiento desajustado 4. No hay lubricación 4. Motor o cilindro 3.Restricción en los pasos de la má- dañado o desgastado mecánica quina o en los meca- nismos de movimiento 4.Cilindro o motor dañado o desgas- 5. Motor o cilindro desgastado o dañado tado www.brettis.com
  • 79. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco TRANSMISION AUTOMATICA tes principales del convertidor de torque propor- cionan un acoplamiento fluido entre el motor y elEs el componente mecánico más complejo de un tren de transmisión del vehículo. Unido al volantevehículo, hace posible que un motor mueva pesa- del motor el convertidor de torque, dos conjuntosdas cargas, invierta la dirección de vehículo, y de- de paletas giratorias obligan al fluido de transmi-sarrolle altas velocidades proporcionando una di- sión a desplazarse de un lado a otro dentro de laversidad de marchas en punto muerto, marcha atrás caja del convertidor de torque; el motor hace girary marcha adelante, la transmisión se compone de las paletas de bomba, haciendo que el fluido seacuatro elementos principales: Convertidor de tor- arrojado a las paletas de la turbina este enlaceque, engranajes planetarios, discos de fricción, fluido, muy parecido a un ventilador y una rueda decintas de transmisión y un sistema de control hi- espigas, encausa la potencia del motor hacia eldráulico. interior de la transmisión. El estar trabajando con la turbina y la bomba proporcionan una multiplica-EL CONVERTIDOR DE TORQUE, transfiere y mul- ción del par durante el arranque, el embrague deltiplica el par motor (fuerza de giro), le permite al convertidor de torque proporciona un enlace direc-vehículo detenerse sin parar el motor y sin la nece- to entre las paletas de la bomba y las paletas de lasidad de un embrague manual. Cuatro componen- turbina con miras a una mejor economía de com- bustible a la velocidad de carretera, los dos con- Segundo planetario juntos de paletas se aproximan a la misma veloci- Primer planetario dad de rotación y el embrague del convertidor de torque embraga o engancha y anula el enlace flui- do encausando la energía directamente desde el motor al eje de la turbina sin perdida de potencia. Del acelerador www.brettis.com
  • 80. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoCONJUNTO DE ENGRANAJES EMBRAGUES DE FRICCION Y DISCOS DEPLANETARIOS, está constituido por conjuntos TRANSMISION, son activados por el flujo y la pre-múltiples de engranajes de acero, los engranajes sión del fluido para transmisiones automáticas, ac-transfieren el torque y la potencia al sistema de cionan o sujetan los conjuntos de engranajes ytransmisión. Un conjunto de engranajes planeta- planetarios según sé requiera. Cada unidad derios se compone de un engranaje central, un embrague se compone de múltiples discos de fric-portaplanetario que sostiene engranajes ción y discos de reacción de acero, fijados conplanetarios que giran alrededor de un engranaje chavetas a los conjuntos de engranajes planetarios,central y un engranaje exterior de dentado bañados en fluido para transmisiones automáticasinterior. Sujetando el engranaje, accionando un estos discos separados giran libremente; cuandosegundo y tomando potencia de un tercero los sé embraga la unidad de embrague la presión hi-engranajes planetarios transfieren la potencia del dráulica obliga a los discos de fricción y de aceromotor a través del convertidor de torque, al tren a juntarse, haciendo girar efectivamente los dis-de transmisión. Compacto, fuerte, con los cos, el cubo y la caja como una unidad, transfi-dientes de los engranajes siempre en contacto, riendo la potencia del motor a la marcha seleccio-los planetarios pueden proporcionar nada. De manera similar las cintas que rodean loseficientemente las relaciones de engrane nece- componentes de la transmisión sujetan o sueltansarias para la marcha adelante, marcha atrás, las unidades individuales dependiendo de la mar-reducción o sobremarcha. cha que haya sido seleccionada por el operador. SISTEMA DE CONTROL HIDRAULICO, el ope- rador selecciona una marcha al mover una palan- ca, esto hace que el fluido se desplace dentro de la unidad de válvulas de control de la transmisión. Las válvulas y resortes en el interior de la unidad, reaccionan a los cambios de presión causados por el flujo del fluido y embragan o desembragan, em- bragues y cintas para cambiar la transmisión a la marcha seleccionada. Al oprimir el operador el acelerador, hay sensores mecánicos o cada vez más frecuentemente, electrónicos que le indican a la transmisión cuando ejecutar el cambio de velo- cidad dentro del régimen de marcha seleccionada. www.brettis.com
  • 81. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco FLUIDO PARA TRANSMISIONES tidesgaste, modificadores de fricción y modifica- AUTOMATICAS (ATF) dores de dilatación de los sellos.Los ATF son utilizados en numerosas aplicacio-nes como en vehículos particulares y comerciales Funciones de un ATFcon transmisiones automáticas, equipos de cons- Las principales funciones de un fluido para trans-trucción y minería, maquinaria agrícola, sistemas misiones automáticas son:hidráulicos automotrices, industriales y marinos. - Actuar como fluido hidráulico.Hay tres tipos de fluidos para transmisiones auto-máticas: - Lubricar engranajes y cojinetes.- DEXRON III principalmente para transmisiones - Disipar eficazmente el calor.General Motors (GM). - Asegurar rendimiento de sellos y juntas.- MERCON para transmisiones Ford posteriores a1981 - Operar en un amplio rango de temperaturas.-TIPO F (reúne la especificación Ford (M2C33F) - Proteger contra la oxidación.para transmisiones Ford anteriores a 1978 y - No ser corrosivo a ninguno de los elementos algunas anteriores a 1981. de la transmisión.Los fluidos DEXRON-IIE fueron requeridos para - Poseer características especiales de friccióntransmisiones automáticas GM en enero de 1993y fue reemplazada por la DEXRON III en 1995, - Proteger contra el desgaste.esta especificación describe fluidos con desem-peño mejorado de fricción y estabilidad térmica.Igualmente Ford revisó la especificación MERCONpara sus transmisiones en 1994.La principal diferencia entre las especificacionesde los ATF son las características requeridas defricción. Las aplicaciones inadecuadas de estosfluidos pueden conducir a daños en las transmisio-nes. Un ATF típico contiene aditivos antioxidantes,antiespumantes, modificadores de viscosidad, an- www.brettis.com
  • 82. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco REQUISITOS DE VISCOSIDAD DE LOS ATFEfecto sobre la transmisión por oxidación delaceiteAumento de viscosidad:- Operación lentaRotura de cadenas carbonadas:- Perdida de viscosidad- Degradación de elastómerosFormación de barros:- Obturación de válvulas- Formación de ácidos- CorrosiónDegradación de modificador de fricción:- Pobre realización de cambios Dexron-II Dexron-IIE/III Mercon Nvo. Mercon V iscosidad, cSt 6.8 6.8 100 0c V iscosidad,Brookfield 50000 20000 50000 20000 100 0c www.brettis.com
  • 83. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco RESUMEN DE LA SECCION DOSLos fluidos hidráulicos deben poder: transmitir po-der, lubricación, enfriar, proteger, sellar y serfiltrables. Los aceites minerales cumplen con es-tos requisitos.Un fluido hidráulico debe tener unacompresibilidad baja.El aire atrapado puede aumentar la compresibili-dad de un fluido hidráulico y causar movimientosirregulares y lentos, y sobrecalentamiento. Losfluidos hidráulicos deben entonces tener propie-dades de buena liberación de aire y antiespuma.Desde el punto de vista de su capacidad para lu-bricar, la propiedad más importante de un aceitehidráulico es su viscosidad.El aceite debe ser suficientemente viscoso paralubricar la bomba del sistema eficientemente.Otra propiedad importante es:Un índice de viscosidad apropiado para que la vis-cosidad quede dentro de los limites aceptables so-bre todo el rango de temperaturas de operación. www.brettis.com
  • 84. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSECCION TRES tes de sistemas y componentes hidráulicos. No obstante, se han encontrado casos donde la can- tidad de partículas en el aceite nuevo es LIMPIEZA DE SISTEMAS inaceptablemente alta; esto debido a inadecuado HIDRAULICOS Y FLUIDOS mantenimiento del aceite base o pobres condicio- DE LUBRICACION nes de almacenamiento del producto terminado o de sus componentes en las plantas de mezcladoEl mayor beneficio que un usuario de lubricantes o en las instalaciones del usuario.desea obtener es la extensión de la vida útil desus equipos por la reducción del desgaste en sus Cuidado adicional debe tenerse para garantizar quecomponentes. Hay muchas formas de lograr este hay dispersión completa de los aditivos anti-objetivo, y una de ellas es la que será discutida en espumante a partir de silicona en la base mineral.este artículo que trata sobre la contaminación del Los niveles de contaminación son medidos usan-lubricante con partículas sólidas y la prevención do el código de limpieza universal ISO, el cual des-del desgaste por esta causa. cribimos en la página siguiente.Las partículas presentes en un sistema son usual-mente invisibles pero pueden causar su falla pre-matura. Los sistemas hidráulicos, en particular,imponen exigentes condiciones de limpieza paraconservar y prolongar la vida útil de componentestan sensibles como las servo-válvulas, motores/bombas de paletas y pistones, y válvulas de con-trol direccional y de presión.Las partículas sólidas pueden ingresar a un siste-ma a través de los sellos, ser atrapadas por loscomponentes durante los procesos de manufactu-ra o reparación, ingresar por el sistema de admi-sión de aire o tubos de venteo, estar presentes enlos tanques o entrar con el aceite.Uno de los aspectos a considerar es que el fluidohidráulico nuevo cumpla los requerimientos de lim-pieza recomendados por los principales fabrican- www.brettis.com
  • 85. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco ESTANDARES DE LIMPIEZA CLASIFICACION NAS 1638 TAMAÑO CLASE ( basada en limite máximo de contaminación ,partículas /100 mililitrosEl código ISO de limpieza se construye a partir de micrones 5-15 00 0 125 250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 500 1000 2000 4000 8000 16000 32000 64000 128000 256000 512000 1024000 12la combinación de dos rangos de números selec- 15-25 25-50 22 44 4 8 89 178 356 712 1425 2850 5700 11400 22800 45600 91200 182400 16 32 63 126 253 505 1012 2025 4060 8100 16200 32400cionados de la siguiente tabla. El primer número 50-100 1 2 3 6 11 22 45 90 180 360 720 1440 2880 5760 SOBRE 100 0 0 1 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024representa la cantidad de partículas por mililitro defluido que es mayor a 5 micrones, y el segundonúmero representa la cantidad de partículas queson mayores a 15 micrones. Cuadro comparativo de diferentes códi- gos de limpieza Número de partículas por mililitro de fluido Número Más qué Hasta (inclusive) Rango CODIGO ISO CLASE NAS 1638 CLASE SAE 749 80000 180000 24 11/8 2 - 40000 80000 23 12/9 3 0 20000 40000 22 13/10 4 1 10000 20000 21 14/9 - - 5000 10000 20 14/11 5 2 2500 5000 19 1300 2500 18 15/9 - - 640 1300 17 15/10 - - 320 640 16 15/12 6 3 160 320 15 16/10 - - 80 160 14 16/11 - - 40 80 13 16/13 7 4 20 40 12 17/11 - - 10 20 11 17/14 8 5 5 10 10 2,5 5 9 18/12 - - 1,3 2,5 8 18/13 - - 18/15 9 6 19/13 - -Ejemplo: Si un fluido hidráulico tiene un código 19/16 10 -ISO 18/13 indica que hay entre 1300 y 2500 partí- 20/13 - -culas de tamaño mayor a 5 micrones y entre 40 y 20/17 11 -80 partículas de más de 15 micrones, por mililitro. 21/14 - - 21/18 12 - 22/15 - - 23/17 - - www.brettis.com
  • 86. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco NIVELES DE LIMPIEZA PERMISIBLES POR SISTEMA Recomendación SHELL COLOMBIA S.A. SISTEMA CODIGO ISO 4406 Moldeo por inyección 16/11 Metalworking 16/11 Máquinas herramienta 15/9 Equipo de manejo mecánico 18/13 Equipo Móvil 18/11 Aviación 13/10 Instalaciones marinas 17/12 Aceite industrial sin uso 16/11 Motores Diesel 21/18 Rodamientos de bolas 15/13/11 Rodamientos de Rodillos 16/14/12 Rodamientos (Alta velocidad) 17/15/13 Rodamientos (Baja velocidad) 18/16/14 Cajas de Engranajes Industriales 17/15/13 Turbinas a gas (sistema de lubricación) 15/13/10 www.brettis.com
  • 87. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco CODIGOS DE LIMPIEZA COMPONENTE Presión <140 bar Presión <210 bar Presión >210 bar RECOMENDADOS POR BOMBAS VICKERS Engranajes fijo 20/18/15 19/17/15 18/16/13 Paletas fijo 20/18/15 19/17/14 18/16/13Vickers ha definido unos niveles Pistón fijo 19/17/15 18/16/14 17/15/13de contaminación permisibles Paletas variable 19/17/15 18/16/14 17/15/13para las partes críticas de los sis- Pistón variable 18/16/14 17/15/13 16/14/12temas hidráulicos dando condi- VALVULASciones de operación específicas. Direccional(solenoide) 20/18/15 19/17/14Nota: Este nivel de contamina- Presión (modulación) 19/17/14 19/17/14ción es válido para muestras de Control de flujo (standard) 19/17/14 19/17/14fluidos tomadas de un punto del Válvulas check 20/18/15 20/18/15sistema ubicado aguas arriba del Cartridge 20/18/15 19/17/14filtro en la línea de retorno. Screw-in 18/16/13 17/15/12 Válvulas Prefill 20/18/15 19/17/14 direccional sensor de 18/16/14 17/15/13 carga Control remoto hidráulico 18/16/13 17/15/12 Direccionalproporcional 18/16/13 17/15/12 (throttle) Control de presión 18/16/13 17/15/12 proporcio Proporcional Cartridge 18/16/13 17/15/12 Proporcional Screw-in 20/18/15 17/15/12 Servo válvulas 16/14/11 15/13/10 ACTUADORES Cilindros 20/18/15 20/18/15 20/18/15 Motores de Paletas 20/18/15 19/17/14 18/16/13 Motores de Piston Axial 19/17/14 18/16/13 17/15/12 Motores de Engranajes 21/19/17 20/18/15 19/17/14 Motores de Pistón Radial 20/18/14 19/17/15 18/16/13 TRANSMISIONES 17/15/13 16/14/12 16/14/11 HIDROSTATICAS www.brettis.com
  • 88. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoLos siguientes aspectos deben ser considerados dría correr riesgo a causa de un mal funciona-para lograr un nivel objetivo de contaminación: miento del sistema.1. Usando los códigos de contaminación recomen- Para el sistema arriba mencionado pero ope-dados por Vickers, determine el código más bajo rando con temperaturas máximas de 75 oC yrequerido por cualquier componente del sistema. donde una falla podría ocasionar heridas alTodos los componentes que emplean fluido de un personal, el código a adoptar sería 15/13/11.tanque común deben considerarse parte de unmismo sistema, aún si las operaciones son inde-pendientes o secuenciales. La presión de opera-ción del sistema es la máxima presión alcanzadapor la máquina durante un ciclo completo de ope-ración.2. Para cualquier sistema donde el fluido no sea100% mineral, establezca un nivel por debajo decontaminación para cada tamaño de partícula. Ej.: Si para un aceite mineral el menor código delimpieza requerido para un sistema era 17/15/13 yel sistema trabaja ahora con un fluido agua-glycol,el nuevo código de contaminación requerido es 16/14/12.3. Si dos o más de las condiciones siguientes sonexperimentadas por el equipo o sistema, establezcaun nivel menor de contaminación para cada tama-ño de partícula. Operación intermitente con temperaturas de fluido sobre 71 oC. Operación con alta vibración o altos choques. Sistema es crítico para un proceso. La seguridad personal de los trabajadores po- www.brettis.com
  • 89. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoMETODO DE EXTENSION DE LA VIDACon base en el código ISO de limpieza recomen-dado para un fluido o sistema de lubricación y la Factor de extensión de vida para rodamientos Life extension factor (LEF)selección adecuada de los sistemas de filtración 2 3 4 5 6 7 8 9 10instalados en un equipo determinado, es posible Actual nivel de limpieza maquina (ISO) 26/23 23/20 20/17 18/15 17/14 16/13extender la vida útil de un componente, sistema, 25/22 24/21 22/19 21/18 19/16 18/15 17/14 17/14 16/13 16/13 15/12 15/12equipo y del mismo fluido. 23/20 20/17 17/14 16/13 14/11 13/10 22/19 19/16 16/13 15/12 13/10 12/9 21/18 18/15 15/12 14/11 12/9 11/8Los siguientes cuadros permiten establecer los 20/17 17/14 13/10 13/10 11/8 19/16 16/13 12/9 13/10códigos ISO de limpieza requeridos para exten- 18/15 15/12 11/8 11/8der la vida de un sistema hidráulico, motor Diesel 17/14 16/13 14/11 13/10y Rodamientos. 15/12 14/11 12/9 11/8 13/10 11/8Por ejemplo, para un motor Diesel cuyo nivel de 12/9 11/8limpieza recomendado es 21/18 para cambio cada6000 Km, es posible extender su vida útil o el pe-ríodo de cambio del aceite al doble (12000 Km) siadoptamos un nivel de limpieza de 18/15. Factor de extensión de vida Factor de extensión de vida para motores diesel para sistemas hidráulicos Life Extension factor (LEF) Life Extension Factor (LEF) - Hydraulic SystemsActual nivel de limpieza maquina (ISO) A B2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 3 4 5 6 7 8 9 10 26/23 23/20 22/19 21/18 20/17 20/17 19/16 19/16 18/15 18/15 .26/23 .23/21 .22/19 .21/18 .20/17 .20/17 .19/16 .19/16 .18/15 .18/15 Actual nivel de limpieza maquina (ISO) 25/22 22/19 21/18 20/17 19/16 19/16 18/15 18/15 17/14 17/14 .25/22 .23/19 .21/18 .20/17 .19/16 .19/15 .18/15 .18/14 .17/14 .17/14 24/21 21/18 20/17 19/16 19/16 18/15 17/14 17/14 16/13 16/13 .24/21 .21/18 .20/17 .19/16 .19/15 .18/14 .17/14 .17/13 .16/13 .16/13 23/20 20/17 19/16 18/15 17/14 17/14 16/13 16/13 15/12 15/12 22/19 19/16 18/15 17/14 16/13 16/13 15/12 14/11 14/11 14/11 .23/20 .20/17 .19/16 .18/15 .18/15 .17/13 .16/13 .16/12 .15/12 .15/11 21/18 18/15 17/14 16/13 15/12 15/12 14/11 14/11 13/10 13/10 .22/19 .19/16 .18/15 .17/14 .17/14 .16/12 .15/12 .14/11 .14/11 .14/10 20/17 17/14 16/13 15/12 14/11 13/10 13/10 13/10 12/9 12/9 .21/18 .18/15 .17/14 .16/13 .16/13 .15/11 .14/11 .14/10 .13/10 .13/10 19/16 16/13 15/12 14/11 13/10 12/9 12/9 12/9 11/8 11/8 .20/17 .17/14 .16/13 .15/12 .15/12 .13/11 .13/10 .13/9 .12/9 .12/8 18/15 15/12 14/11 13/10 12/9 11/8 11/8 .19/16 .16/13 .15/12 .14/11 .14/11 .13/9 .12/9 .12/8 .11/8 .11/8 17/14 14/11 13/10 12/9 12/9 .18/15 .15/12 .14/11 .13/10 .13/10 .12/8 .11/8 16/13 13/10 12/9 11/8 .17/14 .14/11 .13/10 .12/9 .12/9 .11/8 15/12 12/9 11/8 14/11 11/8 .16/13 .13/10 .12/9 .11/8 .12/8 13/10 11/8 .15/12 .12/9 .11/8 12/9 11/8 .14/11 .11/8 .13/10 .11/8 .12/9 .11/8 www.brettis.com
  • 90. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSELECCION DE UN NIVEL DE LIMPIEZA1-Determinar el nivel de limpieza recomendado parael más sensible de los componentes del sistema.2-Ajustar el código según el tipo de fluido.3-Ajustar el código por factores externos queincrementan el esfuerzo sobre los componentesdel sistema.Todo sistema debe tener previamente fijado un ni-vel de limpieza claramente especificado en la res-pectiva documentación de ingeniería de la máqui-na. Este nivel debe ser fijado después de conside-rar los componentes del sistema (incluyendo el flui-do), La condición de operación típica y las tempe-raturas de arranque, el ciclo trabajo pesado y lasindicaciones de seguridad y vida útil requerida porlos sistemas.Como los niveles de limpieza varían de acuerdocon el punto del cual se obtenga la toma de mues-tra de fluido (por ej. , Depósito, línea de presiónlínea de retorno etc.), el nivel de limpieza asumidosé referencia en la línea de retorno arriba del filtroa menos que se especifique lo contrario.La siguiente tabla se ha preparado para ayudar alos ingenieros de mantenimiento para fijar el nivelde limpieza determinado. Los niveles de limpiezaestán basados sobre evaluaciones de ingenieríaque incluyen los materiales y las tolerancias críti-cas en componentes hidráulicos y componentesde cojinetes cargados. www.brettis.com
  • 91. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco NIVELES DE VIDA SUGERIDOS PARA ALCANZAR BUENA VIDA DE LOS COMPO- NENTES (CIRCA 1976)Esta gráfica asume que la viscosidad está dentro del rango recomendado. Componentes Sensibilidad media de Componentes de amplia muy sensibles componentes hidráulicos y bombas tolerancia Presión en Psi (Bar) 4500 psi (306)bar 3000psi (204)Bar 1500psi (102)Bar 15/13/9 16/14/10 17/15/11 18/16/12 19/17/13 20/16/14 21/19/15 22/209/16 23/21/17 www.brettis.com
  • 92. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco NIVELES DE CONTAMINACION COMO CONSEGUIR UN NIVEL DE LIMPIEZA DETERMINADOLos componentes hidráulicos se manufacturan paraaltos estándares maximizando los niveles de con- Hay cuatro factores primordiales para obtener lostaminación tolerables. Estas recomendaciones son niveles requeridos de limpieza de un fluido hidráu-más valiosas que las recomendaciones tradicio- lico o de un sistema de lubricación. Ellos son:nales o sea el foco puesto sobre la máxima sucie-dad permitida en lugar de los niveles de limpieza 1. Eficiencia inicial del elemento filtrante.necesarios para llevar a cabo una operación librede problemas. 2. Eficiencia del elemento filtrante bajo las tensio- nes del sistema. 3. Localización y tamaño de los dispositivos deCONSTRUCCION DE LOS FILTROS TIPO control de contaminación en el sistema. V-PACK 4. Vida útil del elemento filtrante.Malla 304 en acero inoxidable Fold difusor sintético Microfibra de vidrio Fold Difusor no sintético La norma ISO 4572 establece las directrices para no ondulada media con resina de pegado no ondulado de drenaje el “Multipass Filter Perfomance Beta Test”. Los resultados de este test son reportados como la relación entre el número de partículas mayores de un tamaño dado, aguas arriba (antes) del filtro en prueba, dividido por número de partículas del mis- mo tamaño aguas abajo (después) del filtro en prue- ba. Esta relación es conocida como “Relación Beta o Relación de Filtración”. Malla 304 en acero inoxidable www.brettis.com
  • 93. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoRelaciones Beta y sus eficiencias corres-pondientesFiltros con Bx = 100 que proveen un 99% de efi-ciencia han demostrado en pruebas de campo quemantienen excelente control de partículas de untamaño en específico ó mayor. Relación Beta Eficiencia 1 0% 2 50% 5 80% 10 90% 20 95% 75 98.7% 100 99% 200 99.5% 1000 99.9% 5000 99.98% www.brettis.com
  • 94. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco GRADOS DE FILTRACION Y DE FIL- Cada grado de filtros tipo V-PaK de alta eficiencia TROS son previamente probados y clasificados de acier- to con los resultados en un nivel del sistema de limpieza que se espera ha de ser alcanzado con elFiltración nominal uso de ese filtro. Es un valor micrométrico arbitrario indicado por el Las Asunciones detrás de estas clasificacionesfabricante del filtro. Debido a la pérdida de de limpieza son:reproducibilidad este es normalmente desprecia-do. 1)El filtro ve por todo el flujo de fluido del sistema. 2)El filtro es el filtro primario del sistema.Filtración absolutaEs el valor correspondiente al tamaño esferoidal 3)Los respiraderos a lo largo del sistema con unde partícula más grande que puede pasar a través razonable nivel de mantenimiento de partículas sede un filtro bajo condiciones de prueba. Es una limitará el ingreso de la suciedad desde la atmós-indicación de la más grande apertura en un ele- fera.mento filtrante.Relación de filtración (Bn)Es la relación del número de partículas más gran-des obtenidas en muestreo antes del filtro(upstream) dividido por el tamaño más grande departículas obtenido en muestreo después del filtro(downstream).La meta es alcanzar la limpieza apropiada del flui-do y no el implementar una filtración con la másalta relación de filtración Bn. Por lo tanto la infor-mación más importante necesitada por undiseñador ó usuario de un sistema hidráulico es elsistema de limpieza que espera se mantenga cuan-do el filtro y el medio son apropiadamente instala-dos en el sistema. www.brettis.com
  • 95. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco LIMITES DE CORRELACION ENTRE exacta reproducibilidad frente a las condiciones de “BETA” Y SISTEMAS DE LIMPIEZA Y fatiga bajo condiciones reales dado el desconoci- “CAPACIDAD DE SUCIEDAD” Y VIDA miento que se tiene sobre como el elemento filtrante DE SERVICIO. se envejece al final de su vida útil. Procedimiento Laboratorio Mundo Real De manera práctica la mejor forma de identificarElevación de Presión Un incremento gradual Miles de cambios un buen filtro es realizándole un sencillo chequeo Ciclos de Fatiga Uno Millones a su construcción y constitución, observando si, Envejecimiento del Minutos Meses sus pliegues están bien soportados? Si estos se elemento flexionan al someterlos bajo la presión de la mano?.. Vida del elemento Una hora 800 horas Ningún elemento que falle ante estos simples che- Contamiante Prueba de Polvo Fino Pátículas, agua, gas queos mantendrá la eficiencia e integridad duranteCambio del esfuerzo Constante Siempre cambiante servicio y por lo tanto mucho menos alcanzará en Fluido Usado MIL 5606 Una amplia variedad servicio el nivel de limpieza objetivo. Temperatura 100°F -20°F a 200 °F Adicionalmente, mirar en el paquete de construc- Flujo Sin pulsaciones Miles de cambios ción de la malla de acero en alambre ya que man- tiene el pliegue aún bajo flexión y le brinda al filtro medio de soporte para mantenerse de fallas debi-Uno de los mayores problemas en la correlación do a la fatiga. La malla de alambre del filtro aguasde las pruebas multipaso para él la limpieza del abajo (después del filtro), también presta funciónfluido en condiciones real es que bajo condiciones como la última protección en caso de un inespera-reales el elemento es sometido a grandes esfuer- do sobre esfuerzo que pueda causar ruptura alzos. En sistemas activos, los cambios de flujo (a medio ó la mitad del elemento.menudo muchos por minuto), presiones pulsantes(cintos por minuto), choques por ondas dedescompresión, arranques en frío entre otras va-riables que contribuyen con la degradación deldesempeño esperado por un filtro. En cambio enlas pruebas de laboratorio tipo multipaso el ele-mento filtrante es sometido al incremento gradualde presión como carga del elemento.En cuanto a las pruebas de fatiga del elementosegún prueba (ISO 3724) estas no reflejan una www.brettis.com
  • 96. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco SISTEMA V-PAK DEL SISTEMA DE LIMPIEZA CODIGO NUMERO DE VECES QUE EL FLUJO NIVEL TIPICO DE LIMPIEZA DE LA BOMBA PASA A TRAVES DEL CONSEGUIDO SEGUN ISO 4406 (Nota FILTRO Vease Nota 1) ( 2) 03 2.0 14/12/10 1.5 15/13/11 1.0 16/14/12 .5 17/15/13 05 2.0 16/14/12 1.5 17/15/13 1.0 18/16/14 .5 19/17/15 10 2.0 18/16/14 1.5 19/17/14 1.0 20/18/15 .5 21/19/16 Sistema de Flujo/ Número de pasos a Típicos emplazamientos del filtro través del filtro 2.0 Flujo total en línea de presión y retorno 1.5 Flujo total en línea de presión y retorno y línea de recirculación 1.0 Flujo total en línea de presión ó de retorno .5 Circulación de la medida de la línea de recirculación a 15% del volumen del sistema por minuto www.brettis.com
  • 97. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoLos niveles de limpieza conseguidos están afecta- Los elementos filtrantes sin malla en alambre aguasdos por % del flujo del sistema que pasa a través abajo (downstream) ó sea después del filtro node los filtros, el alojamiento integro del filtro y las son recomendados para ser empleados en siste-velocidades de ingreso de contaminantes junto con mas hidráulicos ó de lubricación que se encuen-el desempeño del elemento. tren sometidos a mediano esfuerzo (Véase diagra- ma de desempeño al banco de prueba del filtro multipaso). DIAGRAMA DEL BANCO DE PRUEBA DE DESEMPEÑO DEL FILTRO MULTIPASO Contador de Partículas Aguas arribaFuente de con- Recirculación estándartaminante del fluido de pruebafresco-Slurry Filtro de Prueba Contador de partículas Aguas Abajo www.brettis.com
  • 98. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco CAMBIOS ESTRUCTURALES DEL MATRIZ DE ROMPIMIENTO DE LOS FILTRO POR EL FLUJO O LA PRESION FILTROS Dirección del Flujo Media del filtroNo hay Flujo Sin un soporte propicio , las fibras formando la capa media pueden deformarce permitiendo paso de con- taminantes a través del filtro Alto esfuerzo bajo condiciones de alto La fatiga por flujo comúnmente flujo causa deformación en el pliegue causa fallas en la raíz del pliegueEn los elementos pobremente soportados, los cam-bios de flujo y la caída de presión causa a los flexión Matriz de fibra soportada despuésa los lados del elemento y estrechez en la raíz, de esfuerzos repetidosdando una elevación al esfuerzo de fatiga.La capacidad de retener contaminantes es tam-bién perdida en la misma magnitud en que se ge-neran áreas donde no hay flujo.Es importante tomar en cuenta que el costo relati-vamente mas alto que conlleva la malla de aceroha engañado a algunos fabricantes de filtros quebuscan substitutos más baratos sin cumplir lasexigencias que demandan los esfuerzos bajo con-diciones de trabajo real y última oportunidad deprotección, como se observa en la matriz de rom- Matriz de fibra inadecuadamente soportadapimiento después de esfuerzos repetidos www.brettis.com
  • 99. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco MONTAJES DE FILTROS SEGUN EL NIVEL DE LIMPIEZA REQUERIDO14/12/10 03 03 0315/13/11 03 03 0516/14/12 03 05 05 05 0317/15/13 03 05 05 05 o 10 03 0318/16/14 05 10 05 o 10 10 05 0319/17/15 05 o 10 10 10 10 05 o 10 05 Línea de Línea de Presión Línea de Presion y recirculacion a 20 % del Línea de Presión + Recirculación a Presión ó línea de ó línea de retorno volumen del sistema por minuto línea de retorno + 20% del volumen retorno a a flujo total recirculación. del sistema por flujo total minuto Montaje de filtros recomendado recomendado recomendado para para sistemas con flujos para altos altos cudales a un Montaje de filtros Montaje caudades con flujo fijo de de variables de bombeo flujo variable de bombeo bombeo Montaje filtros www.brettis.com
  • 100. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoMONTAJE Y UBICACION DE LOS COM- FILTRO EN LINEA DE PRESIONPONENTES PARA CONTROL DE CON- Al sistema TAMINACION Válvula antiretorno Válvula de AlivioEn sistemas hidráulicos de circuitoabiertoLos posicionamientos de filtros dentro sistemashidráulicos pueden ser clasificados mediante tresfunciones que pueden desempeñar y estas son:Prevención de Ingreso, Sistema de Mantenimiento Filtro en la línea de presióndel Nivel de Limpi eza y Aislamiento de Compo-nentes.Prevención de ingreso:Todo el aire que entra al depósito de aceite debeser filtrado. Remover la suciedad del aire es mu- Bombachas veces más fácil que removerla del aceite porlo tanto lo primero que se debe confirmar es que eldepósito de aceite está completamente sellado y TANQUEque las únicas vías de intercambio de aire a esteson a través de filtros de aire de suficientementetamaño y que sean capaces de extraer partículas permitiendo que el fluido sea bombeado dentro delde 3micrones ó más del aire lo que es lograble depósito a presión.utilizando filtros V-Pak grado 10. Un plan alternativo es contar con un procedimientoEn cuanto al fluido del sistema debería pasarse a que haga pasar el fluido de llenado a través deltravés de un filtro de alta eficiencia tio V-Pak grado filtro de la línea de retorno para entrar en el siste-05, antes de ser suministrado al sistema. Esto es ma.a menudo cumplido mediante un Equipo Portátil Una tercera alternativa es el utilizar la bomba dede Transferencia, que cuenta con un filtro ubicado recirculación como bomba de llenado con el filtroaguas abajo de la bomba, que se conecta por me- en el circuito de renovación para limpiar el aceitedio de un acople rápido cuya mitad se haya mon- nuevo.tada en el depósito y la otra mitad en la descarga www.brettis.com
  • 101. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS directamente aguas abajo de cualquier bomba, de DE LIMPIEZA volumen fijo operando arriba de 2175 Psi (150 bar) y cualquier bomba de volumen variable operandoHay tres sitios principales en un circuito donde los arriba de 1450 Psi (100 bar). El grupo de elemen-filtros de control de contaminación deberían serlocalizados: Líneas de Presión, Líneas de Retorno tos rotatorios de una bomba tiene una combina- ción de superficies de contacto deslizante y deó el Circuito de recirculación. rodamiento que son forzados por la alta presión óEl Filtro de la línea de presión deberá ser montado el cambio de la presión de operación. FILTRACION EN LAS LINEAS DE PRESION Y RETORNO A B A B A B A B T P T P T P P T Ciclo de trabajo pesado. Sistema continuamente sobre cargado con frecuente operación de actuadores Filtro Bypass Tarado a un delta= 5 Bar Filtro Bypass Salida de la Tarado a un bomba a delta=3,5 Bar 30 L/min M TANQUE www.brettis.com
  • 102. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoPor lo tanto cuando una bomba opera siempre pro- sistema total, solo si atiende el flujo máximo de laduce partículas de desgaste. bomba durante más del 60% del ciclo de trabajo pesado de la máquina.Para sistemas con servo ó válvulas proporcionalesel filtro de la línea de presión alta siempre es usa- Si ningún filtro de retorno adicionalmente utilizadodo de acuerdo con el tipo de bomba ó presión de el diagrama de montaje de Filtración en las Líneasoperación. de Presión y Retorno admite el retorno de la sucie- dad desde el sistema al paso de la bomba, por loLa presión de la línea del filtrado debe estar consi- tanto causando el incremento del desgaste en laderando, el equipo de control de contaminación del bomba antes que la suciedad sea retirada. SISTEMA DE FILTRACION FUERA DE LINEA A B A B A B P T P T P T Tara del filtro Delta de Presión = 2,5 bar, Bypass Delta de Presión = 3,5 bar Bomba fuera de linea con 56 L/min M M TANQUE Capacidad 220 L Ciclo pesado:Bomba sobre cargada cumpliendo la demanda de flujo con control de presión compensada www.brettis.com
  • 103. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoLa línea de retorno es una excelente localización dos de operación con bomba en compensación),para el filtro de control de contaminación del siste- una bomba y filtro suplementario de recirculaciónma principal tan grande como este pueda admitir deben ser diseñados dentro del sistema.como mínimo el 20% de le volumen del sistemapor cada minuto. En casos donde el flujo de la A menudo sistemas que necesitan filtros delínea de retorno es menos del 20% mínimo (Perío- recirculación también necesitan un circuito de sa- FILTRACION EN LA LINEA DE RETORNO Linea del actuador AREGLO BASICO EN LA A B LINEA DE RETORNO Válvula direccional P T Válvula de alivio Filtro en la linea de retorno M TANQUE www.brettis.com
  • 104. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincolida de enfriado; ambas necesidades pueden sercumplidas por medio de una sencilla motobombacon el filtro aguas arriba del el enfriador.La amplificación del flujo puede causar problemaspara los filtros en la línea de retorno, cilindros conuna relación de 2:1 ó mayor de área diferencialentre el área del pistón y el área del pistón del ladodel vástago significan que durante parte de la con-ducción de flujo del ciclo de trabajo de la máquinapueden requerir 2 veces el flujo de bomba o más.En sistemas con muy altos flujos ó flujos severa-mente pulsantes, los filtros del circuito derecirculación son a menudo la mejor elección. www.brettis.com
  • 105. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoAislamiento de un componente basada en sus tolerancias de diseño ó la exacti- tud de sus perfiles.Los filtros para componentes aislados deben serconsiderados por sistemas ó máquinas a proteger Sin embargo una falla principal puede causar unaaguas abajo en el evento de una falla de bomba ú falla secundaria con inaceptables consecuenciasotro componente mayor. Adicionalmente ciertos por tal motivo un filtro aislado, malla ó trampa es-componentes requieren una dedicada protección pecial deberá ser colocada aguas arriba de este FILTRADO EN LINEA DE PRESION Al sistema Presión en la línea del filtro fijada en el By Pass = 5 bar Válvula de alivio FILTRACION EN LA LINEA DE PRESION CON BOMBA FIJADA Bomba Y FILTRO SIN BYPASS TANQUE www.brettis.com
  • 106. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincocomponente. Como desde luego las bombas tie- sellamiento de pérdida a cero a muy bajas condi-nen vida finita y cuando ellas fallan las partículas ciones de presión diferencial. Estos sellos experi-viajan aguas abajo a las válvulas por tal motivo mentan un acelerado desgaste siempre y cuandouna malla ó trampa en línea debe ser colocada a la una presión de retorno adicional sea adicionada acabeza de cualquier válvula que sea considerada la carcaza de la bomba. Si un filtro está siendofuncionalmente crítica para el sistema. considerado en una aplicación de drenaje de carcaza deberá ser revisado con consideración del(Los Servos y Válvulas proporcionales con carre- efecto que este traerá a la vida del sello del eje.tes de arrastre tipo cero, estos carretes tienenfinas tolerancias para modular la reacción en lospequeños cambios de flujo de las líneas piloto ólas fuerzas de los selenoides proporcionales. Aúnpequeñas cantidades de silica pueden causar ladegradación de la operación. Válvulas individualesó bancos de válvulas deben ser aislados con unfiltro sin By-pass que protege estos componentesde silicas, partículas ó desprendimientos que pu-dieran entrar dentro del sistema durante el mante-nimiento de otros componentes. Para servos gran-des ó válvulas proporcionales con flujo piloto ex-terno, un más pequeño, menos costoso filtro sinBy-pass (1) puede ser instalado en la línea pilotomientras la válvula principal es protegida por el sis-tema de filtro (2). El filtro (3) es una colocaciónopcional. Un error común que debiera ser evitadoes el de seleccionar un filtro de componente aisla-do más fino que el sistema de filtro. Esto forza elfiltro aislado a desempeñar la función principal delimpieza del sistema lo cual resulta en una muycorta vida del elemento.Una colocación no recomendada para la ubicacióndel filtro es en el flujo de drenaje de la carcaza debombas de circuito abierto ó cerrado. Los sellosdel eje en todas las bombas deben mantener un www.brettis.com
  • 107. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco Sistemas hidráulicos de circuito cerrado CIRCUITO CERRADO DE TRANSMISION HIDROSTATICA Dirección primaria del flujo Paquete de válvulas del motor 2 M 1 1.Linea de filtración fuera como operación de filtrado principal M 2.Filtro de alta eficien- cia sobre cambio de flujo TANQUE www.brettis.com
  • 108. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco FILTRO SIN BYPASS ADELANTE DE LA SERVO VALVULA A B A B X Y X P T Y P T T Desde Otras Filtro sin Funciones By-pass 1 en la linea 3 piloto de la Filtro sin Bypass en la servo- línea de presión hacia la servo válvula válvula Hacia Otras Funciones P 2 Bomba Filtro de la línea retorno M para sistema control con- taminación. NOTA: El filtro de la línea de retorno deberá ser tan TANQUE fino como el mas fino de los filtros sin By-Pass. www.brettis.com
  • 109. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoLos niveles de limpieza significativos a un largoplazo de sistemas de hidráulicos de circuito cerra-do son dependientes de los niveles de limpieza delcircuito interno. Normalmente un filtro de alta efi-ciencia en la línea de operación mantendrá los ni-veles de limpieza requeridos. Pero para transmi-siones hidrostáticas funcionando dentro ó cercade sus presiones máximas, los filtros dentro delcircuito con válvula de reversa de son los recomen-dados. Estos filtros pueden también proteger almotor en caso de una falla catastrófica de la bom-ba, para su montaje se debe tomar en cuenta elporcentaje de tiempo de la transmisión funcionan-do en cada sentido cuando colocamos el filtro. Paraoperación bidireccional con aproximadamente 50%del ciclo de trabajo en cada dirección, dos carcazasde filtros deberán ser usadas. www.brettis.com
  • 110. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo CincoSistemas de lubricación centralizada el filtro deberá sé dual para permitir el recambio del elemento mientras el sistema sigue operando.Hay dos localizaciones para filtros en un sistema Los filtros en el circuito de recirculación son exce-de circulación; Línea de presión y circuito de lentes (Por aplicación y ubicación) son tan gran-recirculación. Para operación en línea de presión, des como es el 50% de flujo de bomba principal. SISTEMA CENTRAL DE LUBRICACION Hacia los cojinetes Desde los cojinetes Sistema de lubricación central filtros dúplex y un circuito de reecirculación para enfriamiento y filtración Válvula de Alivio Filtro Bomba M M Enfriador TANQUE www.brettis.com
  • 111. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco INDICADORES DE CONDICION DEL FILTRO DIFERENCIAL DE ELEVACION DE PRESION POR CARGA DE SUCIEDAD Presión de rompimiento válvula Bypass Presión diferencial a través del elemento Indicador Presión del elemento nuevo Caída de presión Tiempo de Servicio (Incremento de la carga de suciedad) Aproximadamente 5% de la vida de servicio del elementoDespués de que los filtros son colocados dentro cación de cambio. La mayoría de los indicadoresdel sistema se va a considerar por parte del usua- están diseñados para indicar cuando el 95% de lario el cómo va a saber cuando se deben cambiar. vida del elemento ha sido usada. Esta indicaciónBajo los estándares de la norma DIN 24550 se tie- fue incorporada para admitir operación segura dene montados todos los filtros con un sistema dife- la máquina hasta el siguiente cambio u oportuni-rencial de presión que da una fácil lectura de indi- dad de mantenimiento oportuna. www.brettis.com
  • 112. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco COMO SELECCIONAR EL FILTRO DE LA MEDIDA CORRECTA Clasificada PSID (Dif BAR) Lóngitud del Elemento Posibilidad de Colapso Presión de Operación (Vease según código) Pulgadas (cm aprox) Número del Modelo en PSI (BAR) Filtro Básico Aplicación Máx. DIF de flujo*GPM(LPM) 150 SUS (32cSt)a100°F(38°C) 2 5 (95) 50 (190) 75(284) 100 (379) 125(473) 150(568) 6000 PL 4 (414) (10) 150 8 (10) (20) PL & 4 3500 (10) (241) 8 (20) 13 (32) 16 (40) 3000 PL 300 4 (207) (21) (10) PL & 4 4500 (10) (310) 8 (20) PL 150 4 (10) (10) & 3200 8 (207) (20) 600 4 (41) RL 150 (10) (10) & & 8 CP 600 (20) (41) 50 ( 1 9 0 ) 1 0 0 ( 3 7 9 ) 1 5 0 ( 5 6 8 ) 2 0 0 ( 7 5 7 ) 2 5 0 ( 9 4 6 ) 3 0 0 (1136) 400 8 (28) (20) RL 16 & (40) L 39 150 (97) (10) 16 RL (40) ** & 39 L (97) *** *NOTA: La máxima rata ó cambio de flujo está basada en un elemento filtrante V-Pak (Código 05) 5 micrones y grado de colapso estandar del elemento. Elemento V-Pak más finos ó de más altos grados de colapso afec- tan la rata ó cambio máximo admisible de flujo. NOTAS DE APLICACIONES: PL=Linea de Presión; RL&CP=Linea de retorno & Carga de la Bomba, RL&L= Linea de retorno & Lubricación ** Cambio de Presión= 1.5 bar, ***Cambio de presión = 1.9 bar El óptimo uso del filtro completo se representa: Presión del elemento alta a un diferencial de P=1.0bar Presión del elemento baja a un diferencial de P=0.5bar www.brettis.com
  • 113. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco LAVADO DE SISTEMAS NUEVOS O 14/11 de una forma razonablemente rápida es RECONSTRUIDOS mejormente cumplido usando un filtro medio tipo V-Pak “05”. Este filtro en la marca Vickers ostentaEl momento más crítico en la vida de un sistema una combinación de alta eficiencia y alta capaci-hidráulico ó de circulación es el período inicial ó dad necesarias para conseguir un exitoso lavado.de despegue. Durante este tiempo muchas de laspartículas en los componentes y algunas otras El nivel de limpieza objetivo para el lavado debenadicionadas durante el proceso de ensamble son ser dos códigos ISO menor que el nivel objetivo delavadas a través del sistema. Es crítico el que esta limpieza para la operación del sistema. Cuando elcontaminación sea capturado y retirada fuera del aceite nuevo es introducido dentro de un sistemasistema mientras este se encuentra aún sin entrar debidamente lavado, menos tiempo y vida del ele-a soportar cargas de servicio ó trabajo. mento del filtro serán consumidos hasta alcanzar el equilibrio del sistema.Sistema de lavadoHay tres pasos para un proceso de lavado. Prime-ro, la máquina debe ser alimentada con el fluidodel sistema a través de todas las líneas y compo-nentes. Segundo, este proceso debe desalojar lamugre desde todos los componentes y líneas, ytercero, los contaminantes deben ser capturadosun filtro altamente eficiente. Para desalojar y trans-portar suciedad es lo más aconsejable el usar unfluido de baja viscosidad viajando a una alta velo-cidad de línea. El fluido de lavado especial puedeser usado así como también puede ser usado elfluido hidráulico del sistema pero a una mayor tem-peratura. Para conseguir flujo a través de todas lasválvulas, accesorios y líneas debe ser operadomuchas veces. En algunos casos son necesariaslíneas que son conectadas alrededor de un com-ponente para permitir elevadas velocidades de flu-jo del fluido a través de la línea. La captura de par-tículas a lavar para obtener un nivel de limpieza 16/ www.brettis.com
  • 114. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco VIDA DE SERVICIO DEL ELEMENTO micras) que remueven la suciedad antes de que esta entre al sistema. Los puertos de acceso y VIDA DE SERVICIO DEL ELEMENTO Vs puertas se les debe mantener para que la sucie- AREA DEL ELEMENTO dad no sea arrastrada hacía el interior del sistema. 11 Vástagos de cilindros que extienden hacia dentro 10 la contaminación arrastrada por el medio ambien- te deben ser protegidos con guardapolvos que mi- Relación del incremento en la vida de servicio 9 nimicen el que la suciedad sea arrastrado dentro 8 del sistema. 7 El segundo aspecto en importancia para la vida de 6 servicio larga es mantener líos niveles de limpieza del fluido en un objetivo menor. Períodos de opera- 5 ción de la máquina con fluido sucio causan un ace- 4 lerado desgaste interno. (Es importante que las 3 partículas sean capturadas para salvar el sistema, pero hace costosa la parte del elemento de su vida 2 de servicio). Siempre cambiar un elemento según 1 indicación y cuidando el usar elementos genuinos 1 2 3 4 5 6 7 8 del fabricante del sistema por que su desempeño Relación del incremento del área del filtro es consistente y superior bajo esfuerzo. La tercera consideración es una prolongada vidaComo en cualquier aspecto del diseño de la má- de servicio del elemento ó la “Capacidad de Sucie-quina o mantenimiento, costo de instalación y ope- dad” del elemento. Este valor es calculado comoración este también es un aspecto de mucho parte de la prueba de eficiencia al banco. Por queinterés. Para filtros, el tiempo de duración hasta hay muchas diferencias con las condiciones deel final de la vida de servicio del elemento Vs el prueba (Prueba de Suciedad Fina (ACFTD) conta-costo inicial de ese elemento se combina para minación, alcanzando una sola presión, etc.) y ladeterminar la economía de utilizar ese producto. operación real del sistema, valores de capacidad de suciedad diferentes no correlacionando bien losEl más importante aspecto de ganar una larga vida cambios en la vida de servicio del elemento.de servicio del elemento es el minimizar el riesgode ingreso de contaminantes. Los depósitos ne- La capacidad de suciedad del elemento solo pue-cesitan ser llenados con filtros de venteo (<ó= 3 de ser usada para comparar elementos bajo muy www.brettis.com
  • 115. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincoespecíficas condiciones de laboratorio y comoresultado los valores de capacidad de suciedadobtenidos deben ser usados como informacióngeneral en lugar unos datos específicos de com-paración.Los ensambles tipo Vicker de construcciónmulticapas en V-Pak proveen un esfuerzo adicio-nal ó capacidad extra de desempeño superior engeneral. Algunos elementos filtrantes pueden brin-dar una importante capacidad de suciedad bajocondiciones de laboratorio pero en experienciasdentro de operaciones reales de un sistema noincrementan la vida de servicio.Un frecuente aspecto que se ha observado es quela capacidad de suciedad y vida de servicio es elefecto del área del elemento de “x” área con unelemento de “2x” área, sobre lo cual uno esperaríaque la vida se incrementara al doble, pero en laoperación real de un sistema la extensión de lavida de uso es de 2.5 a 3.5 veces. Esto es por quela densidad de flujo reducido a través de la unidadde área media permite una más efectiva capturade contaminantes. Elementos más grandes sonla mejor aproximación del costo efectivo en el con-trol de contaminación desde la óptica de costosde operación. www.brettis.com
  • 116. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cinco MONITOREO Y CONFIRMACION DEL nación y la sistematización del control de conta- LOGRO DEL NIVEL DE LIMPIEZA minación por partículas y así evitando los altos OBJETIVO costos de reemplazo y deshecho de fluidos enve- jecidos.Cada vez que un nivel limpieza objetivo ha sidofijado y los filtros han sido seleccionados y colo-cados dentro del sistema el último y por consi- Como tomar una muestra representativaguiente paso es el de confirmar y monitorear que Generalmente el lugar correcto de toma es en lael nivel de limpieza objetivo ha sido conseguido. línea de retorno directamente adelante del filtro.La mejor forma de confirmar si este nivel objetivo Es un buen diseño de sistema el instalar en estede limpieza está siendo alcanzado es tomando una sitio una válvula de muestreo. Localización alter-muestra representativa de la línea de retorno ade- nativa para muestreos es tomarla directamente dellante del filtro y enviarla a un laboratorio calificado depósito del fluido utilizando un kit muestreadorpara que se obtenga el reporte de conteo de partí- por bomba de vacío, orientando la mangueraculas según método ISO 4406 (modificado el cual muestreadora totalmente limpia hacia la línea deincluye conteo de partículas de 2 micras). presión aguas abajo de la bomba. Bajo este muestreo debe garantizarce el que la mangueraEstos laboratorios reportan los niveles de limpie- muestreadora sea sumergido la mitad de la alturaza con tres rangos de códigos correspondientes a del depósito dentro del fluido y así evitar que la2 micras, 5 micras, 15 micras. muestra contenga los sedimentos del fondo del depósito que pueden causar un muestreo no re-Con esta información es posible determinar que elsistema hidráulico ó de lubricación tiene el fluido presentativo.limpio según se necesite para garantizar una pro- En todas las situaciones de muestreo es imperati-longada operación confiable. vo que el sistema esté operando ó esté justamen- te recién apagado para cuando la muestra es to-El creciente y continuado desarrollo de las cien-cias ambientales han dado como resultado las mada. Esto garantiza que el fluido se encuentre turbulento y que la contaminación en ese sistemanormas concernientes al deshecho y manejo de esté circulando y disponible a ser capturada en lalos aceites usados de sistemas hidráulicos y delubricación. Los usuarios de productos provenien- misma botella.tes del petróleo han descubierto el ventajoso cos- Cada vez que el nivel de limpieza ha sido conse-to efectivo de extender la vida de uso del aceite guido y confirmado, prácticas normales de mante-entre 4 a 6 veces el tiempo a través de la nimiento dictan que se debe remuestrear dentroimplementación de un mejor control de contami- de intervalos regulares para reconfirmar que el apro- www.brettis.com
  • 117. Lubricantes EL TUTOR DE ACEITES SHELLpara Sistemas Hidráulicos Módulo Cincopiado nivel de limpieza del sistema está siendo MANTENIMIENTO PROACTIVOmantenido. Es él más reciente concepto que se haya incorpo-Si se incrementan los valores codificados de nivel rado dentro de la ciencia del mantenimiento y unade limpieza, significa que el sistema está funcio- parte importante de este es el control sistematiza-nando más sucio de lo que debiera y por lo tanto la do de contaminación que se ayuda en los sensoresprimera cosa que hay que inspeccionar es si nue- colocados en el flujo del fluido que permiten conva contaminación está entrando al sistema. Ins- sus señales al ser combinadas con un computa-peccionar para estar seguros de que todas las dor analizador el hacer un diagnóstico del estadopuertas de acceso están cerradas y que los filtros acerca de la salud operacional de la máquina. Estede venteo están montados y operando. La siguien- concepto promete el incremento en la confiabilidadte inspección es la de confirmar si los filtros de del fluido de potencia y el aceite de lubricación defluido no están en Bypass ante lo cual y si esto equipos.está sucediendo se deben cambiar y por últimopuede ser necesario el adicionar un filtro al siste- Para cualquier consideración adicional de mejora-ma. Ante la última situación la solución más co- miento de un diseño del sistema del fluido hidráu-mún es la de adicionar un circuito de recirculación lico o del sistema de lubricación de la máquina se(Bomba, motor y filtro) al depósito de aceite. puede solicitar la ayuda del fabricante de los equi- pos a través de sus diferentes representaciones.Después de cualquier cambio por mantenimientodel sistema, una muestra debería ser tomada paraconfirmar que el nivel de limpieza está siendo man-tenido. www.brettis.com
  • 118. brettis Isabel Gil Alonso isabel.gil@brettis.com Tel 91 831 90 81 c Circunvalación 2 28850 Torrejón de Ardoz (Madrid) www.brettis.com 30 años de experiencia a su servicioLubricantes Industriales, herramientas de corte, abrasivas y consumibles para electroerosión