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Actuadores Hidráulicos, Cilindros y motores

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by

Josa González

on 13 October 2014

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Transcript of Actuadores Hidráulicos, Cilindros y motores

Qué son?
Dispositivos capaces de transformar energía hidráulica en la activación de un proceso con el objetivo de generar un efecto en un progreso automatizado.
Cilindro Hidráulico
Es un cilindro barril que contiene un pistón. Está sellado de ambos extremos y por uno de ellos hay un orificio por donde cruza el vástago, el cual está unido a un émbolo, que a su vez será movido por el aceite o fuerza externa, dependiendo del tipo de cilindro.
Cómo funciona?
La fureza generada por el cilindro es gracias al pistón que se encuentra dentro.
Tipos de Cilindro
Considerando la función de los cilindros, podemos definirlo en 2 tipos generales: de efecto simple y acción doble (dobe efecto).
Tipos y montaje
Actuadores Hidráulicos, Cilindros y Motores
Son requeridos cuando lo que se necesita es potencia.
Requieren mucho equipamiento de suministro, así como de mantenimiento.
Se pueden clasificar, según su funcionamiento, en cilindros y motores hidráulicos. Ambos funcionan con fluídos a presión. Por lo general se usa aceite.
El fluido hidráulico que contiene el cilindro actúa sobre el émbolo del pistón haciendo que este tenga un desplazamiento a través del cilindro barril (movimiento lineal).
Cuando la presión del fluido mueve al émbolo, este mueve al vástago, que a su vez mueve el objeto al cual está sujeto.
Fuerza hidráulica para empujar.
Fuerza externa, diferente, para contraer.
Fuerza hidráulica para empujar.
Fuerza hidráulica para contraer.
Simple efecto
Entrada del aceite solo por un extremo del cilindro. El cual puede ser de empuje o tracción mediante resortes, peso de la carga o por la misma gravedad.
Tipo Buzo
Los cilindros ejercen presión en una sola dirección, liberando dicha presión cuando accionamos algún tipo de mecanismo
Solo disponen de una cámara y suelen montarse en forma vertical porque el retorno se hace por fuerza de gravedad.
Doble efecto
En este tipo de cilindros se tienen 2 orificios, los cuales son de entrada y salida del fluido. Tienen 2 cámaras, una de cada lado del émbolo, el cual es el que hace que el vástago se desplace de un lado al lado, según de que cámara le llegue el fluido.
El volúmen del cilindro es menor en la cámara del lado del vástago, lo cual repercute en la velocidad del mismo.
La velocidad de retorno del vástago es mayor al de la salida.
Telescopio
El vástago es un tubo multietápico que es empujado sucesivamente conforme se va aplicando aceite a presión al cilindro. Este tipo de cilindros logran una longitud relativamente mayor en comparación con la longitud del cilindro-
Solados
Estos cilindros no tienen varilla, en lugar de eso, la parte superior del barril está soldada directamente al objeto que va a mover.
Tipos de montaje para los cilindros
Motor Hidráulico
El movimiento es rotatorio, el cual es generado por la presión. Los podemos clasificar en 2 grandes grupos:
Tipo Rotario
Motor de engranaje
El aceite a presión fluye desde la entrada que actúa sobre la cara dentada de cada engranaje, generando torque en una dirección.
Motor de Paletas
Este tipo de motores funcionan igual que la bomba de paletas, pero el movimiento de paletas debe ser forzado, mientras que en las bombas se debe a la fuerza centrífuga.
Tipo Oscilante
Motor con Eje Inclinado
El aceite a presión que fluye desde la entrada empuja al pistón contra la brida y la fuerza resultante en la dirección radial hace que el eje y el bloque del cilindro giren en la dirección de la flecha.
No es posible alcanzar una alta presión ni alta velocidad.
Motor Oscilante con Pistón Axial
Tiene como función, el abosrber un determinado volúmen de fluido a presión y devolverlo al circuito en el momento que éste lo precise.
Fluidos Hidráulicos
El aceite o fluido hidráulico es un líquido transmisor de potencia que se utiliza para transformar, controlar y transmitir los esfuerzos mecánicos a través de una variación de presión o de flujo.
Aplicaciones?
Generalemente son utilizados en transmisiones automáticas de automóviles, frenos, vehículos para levantar cargas, tractores, niveladoras, maquinaria industrial, aviones, entre otros.
De dónde se produce?
Algunos fluidos hidráulicos son producidos de petróleo crudo y otros son manufacturados.
Debe servir no sólo como medio de transmisión de energía, sino como lubricante, sellador y medio de transferencia térmica. Además, debe maximizar la potencia y eficiencia minimizando el desgaste del equipo.
Propiedades de los fluidos hidráulicos
- Viscosidad apropiada
-Variación mínima de viscosidad
con temperatura
-Estabilidad frente al cizallamiento
o tensión de corte
-Baja compresibilidad
-Buen poder lubricante
-Inerte frente a los materiales de
juntas y tubos
-Buena resistencia a oxidación
-Estabilidad térmica e hidrolitica
-Características anticorrosivas
-Propiedades antiespumante
-Buena des-emulsibidad
-Ausencia de acción nociva
Clasificación de Aceites
Los aceites y lubricantes se clasifican según su nivel de servicio (API) y por grado de viscosidad (SAE)
SAE J300
SAE J306
Aditivos
Los aditivos son sustancias químicas que se les añaden a las bases lubricantes, con el fin de darle o mejorar determinadas propiedades que tenga y así obtener aceites lubricantes con cualidades específicas. Los fabricantes de aditivos deben cumplir con las normas ASTM y pruebas de campo para comprobar que la combinación de aditivos lograda no tenga efectos colaterales indeseados.
Características
Importantes
-Disminuir la velocidad a la cual se presentan determinadas reaccion, por ejemplo la oxidación.
- Mejorar la estabilidad de la película lubricante garantizando que cambia menos con las variaciones de la temperatura.
-Proteger las superficies lubricadas de la agresión de ciertos contaminantes como el agua, ácidos, etc.
-Mejorar las propiedades físico-químicas del aceite o proporcionarle otras nuevas.
Propiedades físico-químicas
de los aditivos
Aceites Naturales:
La mayoría de los fluidos hidráulicos utilizados en los barcos son fluidos de base de aceite o de petróleo que previenen la corrosión de los diferentes metales utilizados en el motor de estas naves.
También se utiliza en frenos, amortiguadores, algunos aviones, etc.
Aceites Naturales
El fluido hidráulico a base de petróleo es de los más comunes hoy en día.
Ademas de ser inflamable, este tipo de fluido hidráulico también tiende a acumular residuos en las cajas de engranajes y necesita reemplazarse más a menudo que el fluido hidráulico sintético.
Aceites sintéticos
El fluido sintético fue desarrollado porque otros fluidos a base de aceite son inflamables , y los ingenieros querian prevenir accidentes.
El fluido a base de aceite también corre riesgo de explotar en situaciones de alta presión.
Aceites Sintéticos
El fluido sintético no se hace a partir de fuentes naturales, caso contrario al fuido a base de aceite, sino que es una combinación de diferentes productos químicos.
Esta combinación química hace que el fluido resista el fuego.
Los más comunes?
-Fosfato ésteres simples o clorados
-Hidrocarburos clorados
-Silicato ésteres
Aceites con aditivos
detergentes
El fluido hidráulico con aditivos detergentes es considerado un fluido hidráulico resitente al fuego, pero puede llegar a ser inflamable a ciertas temperaturas.
Este tipo de fluido se utiliza cuando operar una máquina o parte, causa una acumulación de residuo o hay agua presente.
Este tipo de fluido puede emulsionar agua y disiparla de las piezas de la máquina.
El único inconveniente es que deteriora juntas y sellos más rapido que otros.
Qué determina la resistencia
a la combustión de un fluid0?
Se basa en el punto de inflamación, el cual es la temperatura a la cual un liquido emite vapor suficiente para encender momentaneamente o producir un destello cuando una llama es aplicada.
Un alto punto de inflamación es deseable para proporcionar una buena resistencia a la combustión. Los mínimos requeridos van desde 300°F hasta 510°.
Filtros Hidráulicos
Para qué necesito un filtro?
-75% de las fallas son por contaminación en el sistema.
Cuales son las razones por las cuales un fluido es contaminado?
-Uso y desgaste de componentes.
-Tuberías malas.
-Contaminación por fluidos nuevos.

ESENCIAL!
Qué es un filtro?
Componente principal del sistema de filtración de una máquina hidráulica, de engrase o de lubricación.
Son utilizados para el control de la contaminación por partículas sólidas de origen externo, así como las que se generan internamente por proceso de desgaste.
Permite preservar la vida útil de los componentes de la máquina.
Características del filtro
Están constituidos por un conjunto formado por:
-El elemento filtrante o cartucho
-La carcasa o contenedor
-Dispositivo de control de saturación (advertencia sobre momento de sustitución del elemento filtrante)
-Válvulas de derivación, antirretorno, purgado y toma de muestras. (permiten aislar el filtro para su manutención)
Tipos de Filtros
-3 tipos generales de filtros: bolsa, pantalla y magnéticos.
Tipo Bolsa
Consiste en una bolsa de tela, en dónde el fluido es empujado a través de éste y dónde los contaminantes son incapaces de fluir a través de la tela.
Útil en el filtrado de suciedad, oxidación, y partículas introducidas al sistema por el vástago del cilindro.
Tipo Pantalla
Son construídos con pequeños cables los cuales son entrelazados para crear una tela metálica.
Pueden ser creados con determinado tamaño de poro, lo cual permite al ingeniero elegir el tamaño adecuado para el tamaño de contaminante esperado.
Tipo Magnético
Utilizan placas cargadas magnéticamente para atraer cualquier tipo de contaminante metálico.
Tipos de alineación
-En línea: entrada, salida y el filtro se encuentran alineados.
-Fuera de línea: cuando el filtro no se encuentra en la línea de flujo principal del fluido.


-Dúplex: cuando 2 filtros son combinados.
-Línea de retorno: diseñados para atrapar a todos los contaminantes introducidos al sistema.
Clasificación
Depende de la compleijdad de la máquina, su funcionamiento, su secuencia de proceso productivo en que se integra la máquina, y se clasifican de la siguiente manera:
Filtro en el lado de succión
-Ubicado antes de la bomba hidráulica.
-Están diseñados para proteger la bomba contra contaminantes nocivos.
-El medio filtrante en este tipo de filtro tiene una clasificación de micrones más alta, como una malla de alambre.

Filtro en el lado de presión
-Situados corriente abajo de la bomba hidráulica.
-Diseñados para limpiar el fluido que sale de la bomba y proteger los componentes más sensibles del sistema, como las válvulas de contro y actuadores, contra los contaminantes de la bomba.
Filtro en el lado de retorno
-Situados entre la válvula de control y el depósito del fluido.
-Están diseñados para capturar los residuos de desgaste de los componentes funionales de los sistemas hidráulicos antes de retornar al depósito.
Filtro de aireación dentro del tanque
-Situados en el depósito, estos filtros se utiizan para impedir la entrada de humedad y de contaminantes depósito.
Filtro fuera de línea
-Se utilizan para limpiar el fluido hidráulico antes de que entre al sistema hidráulico mismo.
-Se extrae fluído del depósito a traves del filtro y se retorna al depósito.
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