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  1. 1. Fallas en los sistemas HidráulicosMecatrónica 4 Mecatrónica Semestre Las fallas tanto en los cilindros como en las bombas de Javier los sistemas Hidráulicas son importantes detectarlas para poder solucionar los problemas de los sistemas sinRodríguez León alterar el funcionamiento del mismo. Y a su vez se deben realizar inspecciones a los sistemas para poder a largar la 19/03/2010 vida de los cilindros y así contar con el sistema en optimas condiciones y produciendo al 100%.
  2. 2. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010Los sistemas hidráulicos son importantes para la industria ya que pueden producirproductos en serie o masa por ello es importante conservarlos en buen estado yoptimas condiciones, llevando acabo un mantenimiento adecuado para evitar fallas,las cuales pueden ser catastróficas en economía y en cuanto a todo el sistemahidráulico.Los sistemas hidráulicos actuales son más sofisticados que nunca, para queproporcionen la máxima productividad, al menor costo posible. Hay muchos factoresque están trabajando todos los días para erosionar esta eficiencia. La contaminación es un causa principal falla, algunos componentes están expuestos al polvo, arena y agua que, pueden entrar en el sistema hidráulico y causar un desgaste prematuro. Si puede controlar esta contaminación podrá mantener la eficiencia del sistema y corregir los problemas antes de que se conviertan en costosas averías.Los sistemas hidráulicos son cerrados, lo que quiere decir que la mayor parte deldesgaste de los componentes se produce internamente. Para detectar el desgaste yotros problemas dentro del sistema no hay más herramienta disponible que elanalizar el aceite periódicamente.= Fallas de los cilindros Hidráulicos =La falla de efecto diesel El efecto de diesel se produce en un cilindro hidráulico cuando el aire se extrae delos sellos vara, se mezcla con el fluido hidráulico y explota cuanto a presión. Cuandosucede esto afecta al cilindro de la siguiente forma: Cuando un cilindro hidráulico de doble acción se retrae bajo el peso de su carga, elvolumen de fluido que se exige por el lado de la barra del cilindro puede exceder elvolumen de líquido suministrado por la bomba. Cuando esto sucede, se desarrolla una presión negativa en el lado de la barra delcilindro hidráulico, que se traduce en el aire está elaborando en el cilindro más alláde sus sellos barra. Esto ocurre porque la mayoría de los sellos de la barra estándiseñados mantener alta la presión en el líquido y no están diseñados para mantenerel aire fuera. El resultado de esto es la aireación - la mezcla de aire con el fluidohidráulico. Aireación causa daños por la pérdida de la lubricación, el recalentamiento y, cuandouna mezcla de aire y aceite es comprimido se puede explotar, dañar el cilindrohidráulico y la quema de sus sellos. La causa de la aireación es un flotadordefectuoso de la válvula. La función de una válvula de flotador es permitir que elbrazo pueda bajar rápidamente bajo su propio peso. Mecatrónica 4 Semestre | 2
  3. 3. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010 Cuando se activa, esta válvula se conecta a los puertos del cilindro hidráulico que lepermite, junto a retractarse bajo el peso del brazo. El fluido desplazado por el ladodel pistón del cilindro se dirige con prioridad a la barra lateral, antes de cualquierexceso de volumen se devuelve al depósito hidráulico. Un orificio controla lavelocidad con la que se retrae el cilindro hidráulico.Los tres causas de fracaso del cilindro hidráulico-La instalación inadecuada es una causa del fracaso de los sellos:la limpieza, proteger el sello de rasguños y cortes, y la lubricaciónadecuada. Otros problemas son el endurecimiento de la glándulasello donde hay un seguidor ajustable en un borde del sellodurante la instalación. Instalar el sello del revés es unaocurrencia común.-Descomposición química del material de sellado es más amenudo el resultado de la selección de material incorrecto. Laaplicación incorrecta o el uso de materiales no compatiblespueden conducir a un ataque químico en el sello de los aditivoslíquidos, la hidrólisis y la reducción de la oxidación de loselementos de sello. De descomposición química puede resultaren la pérdida de la interfaz de la junta de labio, de ablandamientode dureza sello, hinchazón excesiva o de la contracción. La decoloración de la juntatambién puede ser un indicador de ataque químico.-La degradación de calor es la pérdida de eficacia de sellado a través de los labios,sistema de compresión excesiva y pérdida de material de sellado. Las causas deesta condición puede ser el uso de material de sellado incorrecto, la friccióndinámica de alta, la carga excesiva de los labios, sin autorización del talón y laproximidad a la fuente de calor exterior. Los problemas de degradación de calorpuede implicar la reducción de la interferencia los labios de obturación, el aumentode la lubricación, o un cambio en el material de sellado. .Fugas en cilindrosInspección de puntos importantes-Verificar fugas internas, los cuales se pueden verificar por reducción en lasvelocidades de desplazamiento o por perdidas de potencia.-Verificar fugas externas, los cuales se pueden detectar por perdidas de fluido endiferentes partes del cilindro, los cuales ocasionan pedidas de velocidad, potencia yconsumo de aceite.-Verificación visual del estado del vástago (rayas, poros, golpes, corrosión o flexión) Mecatrónica 4 Semestre | 3
  4. 4. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010-Verificar fisuras en el diámetro exterior de la camisa, soldaduras y tapas frontal yposterior.-Verificar ruidos (rechinar o tabletear) que se puedan presentar y estos pueden sergenerados por desgaste en guías, movimientos forzados por desgaste en anclajes odesalineamientos en estructuras, por rotulas o bujes oxidadas en pivotes; por falta delubricación o por estar reventadas y por fluidos inadecuados.-Cuando se decide bajar el cilindro de la máquina, este se debe desensamblarinspeccionar y reparar en un lugar adecuado donde se disponga de las herramientasy equipos adecuados (metrología, maquinados, rectificados, procesos de soldadura einformación técnica), limpieza y aparatos de ensayos y pruebas, para garantizar enforma total su reparación.Reparaciones-Rectificado o reparaciones de las camisas internamente, manteniéndose dentro delrango de tolerancia de acuerdo a los ajustes dados por los fabricantes. Otrasalternativas si el desgaste se sale del estándar son cromar internamente pararecuperar medida y al mismo tiempo darle una vida útil mayor que la original y otraalternativa es la fabricación, debido a desgastes demasiado grandes, que se pasen de0.5 mm en diámetro.-Cromado y rectificado de los vástagos, manteniéndose dentro del rango de toleranciade acuerdo a los ajustes dados por los fabricantes. Otras alternativas son lafabricación de acuerdo a las fallas presentadas.-De acuerdo a los desgastes generados, del pistón y de las tapas se podríanrecuperar o dependiendo de su estado se podrían fabricar.-Los pivotes u horquillas dependiendo de los desgastes generados se puedenreconstruir o dependiendo de su estado se podrían fabricar.Resolución de problemas de falta de cilindros hidráulicos Síntoma Posibles causas Remedios Vástago anotó La contaminación del aceite Enjuague el sistema hidráulico completo La contaminación del rodamiento Mecatrónica 4 Semestre | 4
  5. 5. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010 de la glándula Cambiar todos los filtros Error teniendo Glándula Hora teniendo glándula Diámetro de los La contaminación del aceite Enjuague el sistema hidráulicocilindros se completocalificó Error de rodamiento de pistón Cambiar todos los filtros Compruebe que lleven la cabeza del pistónVástago Bent La sobrecarga de la Operación Compruebe parametersIncrease posible problema especificación operación varilla Fuera de impacto Bajo la especificación de la barra de pistón Split de Cargas de choque Compruebe los parámetros desoldadura en la operación debase y los Pobre soldadura originalpuertos M / C apagado y volver a soldar correctamente Teniendo los Especificación de loadingUnder ParametersIncrease Revise laojos rotos Choque de bearingOverloading de operación teniendo horquilla cilindro specificationIncrease pin tamaño Rod lleva en un La falta de rodamiento de apoyo Aumentar teniendo varillalado operationIncrease areaChange Demasiado carga lateral mucho sizeIncorporate guías externos Rod demasiado pequeño Glándula Posible intensificación de la Comprobar el funcionamiento desoplado presión interna la válvula hidráulica de Hilos usados Hilos Hora Deformación del tubo del cilindro Compruebe que el tubo oviality & Wear hilo La fuga de todo O-ring fracaso Verificar las separacionesel od de laglándula craqueada glándula Ajuste de back-up anillo O-ring Glándula prueba Crack Vástago Corrosión Varilla de material depicaduras actualización a las especificaciones marinas Proteger de la barra de tiempo Mecatrónica 4 Semestre | 5
  6. 6. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010 Barril de El agua en el aceite Cambie el aceitecorrosión interna Proteger de la entrada de agua Fugas en las Sellos incorrecta equipada Compruebe el sello dejuntas regulares compatibilidad con las Sello corroídos o surcos condiciones marcados Marque todas las ranuras de El aire atrapado en las sello para marcar y la corrosión separaciones de metal oilIncorrect Cilindro Asegúrese de que está La contaminación del aceite correctamente Bled Sellos instalado incorrectamente Compruebe que la contaminación de petróleo Los tamaños de la vivienda Sello incorrecta Verifique el estado de todas las superficies de rodadura Cilindro está De fugas internas Prueba para eludir la presiónponiendo internacaliente Franja de cilindro e inspeccionar la cabeza del pistón y diámetro interior de tubo de Eliminar pistón y el sello de verificación interna de Rod levantar al Desgaste de los rodamientos Franja e inspeccionar la cabezafinal de la internos del pistón y cojinetes de lacarrera glándula La alineación incorrecta de pistón a la glándula Revise la alineación del pistón a la glándula Vástago no se Bloqueo interno leakagePort Franja e inspeccionar la cabezaretrae del pistón y tubo Los puertos que todos los tubos de los bloqueos Funcionamiento de la válvula Hora Pérdida de De fugas internas Franja e inspeccionar la cabezapoder del pistón y tubo Fallo de la bomba hidráulica Hora de la bomba y válvulas Configuración incorrecto de las válvulas Mecatrónica 4 Semestre | 6
  7. 7. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010 Stick Slip o La falta de lubricante para los Acabados de superficie rugosa trepidación cojinetes y sellos de la glándula sobre la barra o tubo de La falta de presión hidráulica Pasar la aspiradora o aire atrapado Teniendo tolerancias muy apretado Sellos demasiado apretadoFugas en bombas¿Que es la Eficiencia Volumétrica?La eficiencia volumétrica es una medida de las perdidas en volumen debidas a fugasinternas de la bomba hidráulica y se calcula dividiendo el caudal actual que entregala bomba en litros o galones por minuto, entre el caudal teórico que por construcciónla bomba debería de entregar y se expresa en porcentaje. El caudal actual de labomba se mide utilizando un medidor de flujo o bien vaciando la entrega de labomba en un recipiente y midiendo el tiempo de llenado y el volumencorrespondiente.Debido a que las fugas internas se incrementan conforme se incrementa la presiónde operación y conforme disminuye la viscosidad del fluido, estas variables debenser establecidas cuando se documenta la eficiencia volumétrica.La viscosidad del fluido se establece, tomando la temperatura del fluido a la salidade la bomba y verificando la tabla de viscosidad, del fluido que se esta utilizando enel sistema hidráulico.Significado de la Eficiencia VolumétricaConforme una bomba hidráulica se va desgastando por estar en servicio, seincrementan las fugas internas y por lo tanto la cantidad de flujo útil disponible pararealizar un trabajo, disminuye. Si el valor de eficiencia volumétrica disminuye pordebajo de un valor considerado como aceptable, deberá hacerse una revisióncompleta de los componentes de la bomba.La adecuada selección de racores hidráulicos permite a los diseñadorescontrolar las fugas en sistemas hidráulicosA pesar de los avances en la tecnología de los racores, es frecuente ver charcosbajo las máquinas o fluido hidráulico goteando a través de un trapo anudado a unaconexión roscada. Es obvio que las fugas hidráulicas continúan siendo un problemageneralizado. Mecatrónica 4 Semestre | 7
  8. 8. FALLAS EN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 19 de marzo de 2010La gran cantidad de conexiones que unen sistemas de tubería hidráulica, son lasfuentes principales de las fugas hidráulicas, especialmente bajo vibracionesmecánicas intensas. Para reducir las vibraciones que se pueden generar en lossistemas Hidráulicos se colocan mangueras con coplees integrados, estos copleesson conexiones rápidas, conocidas también como Checks. Estas manguerasabsorben y amortiguan los golpes y vibraciones para no transmitirlas al sistemaHidráulico. Existe también otro elemento el llamado acumulador el cual tiene lafunción de absorber las vibraciones creadas por presión de vacio creadas en losconductos de flujo caudal.Falla de curvatura del emboloLa curvatura de las varillas del cilindro puede ser causada por el diámetro de la barrainsuficiente, la resistencia del material, el cilindro inadecuada disposición de montajeo una combinación de los tres. Una vez que la varilla se dobla, la carga excesiva secoloca en la junta de vástago que resulta en una falla prematura de la junta. Pruebas de Rod Rectitud La prueba de Rectitud Rod siempre se debe revisar cuando un cilindro hidráulico está siendo reparado. Para probar la rectitud, el lugar de la varilla en los rodillos y medir la ejecución con un ancho de línea. La posición de la barra de modo que la distancia entre los rodillos (L) es lo más grande posible, y luego medir el run-out en el punto medio entre los rodillos (L / 2).La vara debe ser lo más recto posible, sin embargo, una segunda de 0,5 milímetrospor metro lineal de barra se considera generalmente aceptable.Si una varilla se dobla, la carga de la barra actual debería examinarse en la barracarga admisible sobre la base de arreglo del montaje del cilindro y la resistencia a latracción del material de la barra. Si la carga es superior a la barra de cargaadmisible, entonces una nueva caña debe ser fabricada en material de tracciónsuperior y el aumento de diámetro de la varilla para evitar que la varilla se doble enel servicio. Mecatrónica 4 Semestre | 8

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