Componentes Hidrulicos

Sistema Hidrulico:

Es el que proporciona la fuerza necesaria para el accionamiento de plumas, gatos estabilizadores, baldes o palas del equipo, utilizando para este fin bombas, cilindros, mbolos, vlvulas, sellos y mangueras.

Los principios de hidrulica se basan en que un fluido confinado bajo presin, trasmite energa en todas direcciones con la misma intensidad.

Los estabilizadores de las retroexcavadoras se conocen por gatos hidrulicos, debido a su accionamiento que se ha perfeccionado, puesto que en las antiguas gras eran mecnicos.

PRINCIPIOS DE HIDRAULICA

La hidrulica esta basada en unos principios muy simples:

Los lquidos no tienen forma propia

Los lquidos son prcticamente incompresibles

Los lquidos trasmiten en todas las direcciones la presin que se les aplica.

Los lquidos permiten multiplicar la fuerza aplicada

Rangos de Presin

Los Sistemas hidrulicos se dividen en cinco rangos de presin a acuerdo a sus aplicaciones:

Baja Presin 200 a 300 psi

Media Presin 250 a 1000 psi

Alta Presin 1125 a 5000 psi

Muy Alta Presin 2000 a 4000 psi

Ultra Alta Presin 3000 a 10000 psi

Componentes de sistema hidrulico

LISTA DE COMPONENTES

Los componentes del sistema ms comunes son:

1. Fluido.

2. Tanque.

3. Filtro.

4. Bomba.

5. Vlvula de Control.

6. Actuadores

7. Tuberas.

8. Vlvula de Alivio

9. Enfriador.

ESQUEMA HIDRAULICO

Componentes de un sistema Hidrulico

Las lneas hidrulicas son de colores diferentes pues representan diferentes presiones dentro del sistema.

Verde retorno al tanque.

Azul aceite bloqueado.

Rojo aceite a presin, suministrado por la bomba.

Rojo/blanco nivel de presin menor al rojo.

Naranja aceite a presin usada como seal.

Naranja/blanco - nivel de presin menor al rojo

Lquido Hidrulico En un sistema hidrulico lo que transmite energa es el lquido. Esto es posible porque los lquidos son casi incompresibles. A medida que se bombea lquido por todo el sistema se ejerce la misma presin en todas las superficies. Como los lquidos se adaptan a cualquier forma, el fluido hidrulico puede fluir en cualquier direccin y hacia todo los conductos abiertos. El aceite es el fluido ms utilizado en los sistemas hidrulicos

Tanque o depsito de aceite

TANQUE

Las funciones principales de un tanque hidrulico son:

Almacena el aceite hidrulico.

Enfra el aceite hidrulico.

Permite que el aire se separe del aceite.

Permite que se asienten las partculas para su eliminacin

FILTRO BOMBA

Filtro Los filtros eliminan los

contaminantes del fluido hidrulico. De esta forma se evita que los componentes sufran daos y se asegura el funcionamiento correcto del sistema. La ubicacin y los tipos de filtros varan.

Bomba La bomba convierte la energa

mecnica en energa hidrulica en forma de flujo. La impulsa una fuente externa de energa

Componentes Vlvula de Control La vlvula de control direccional

determina el curso que recorre el fluido por todo el sistema. Este es el medio que emplea el operador para controlar la mquina.

Actuador o cilindro hidrulico El actuador convierte la energa

hidrulica en energa mecnica para realizar trabajo.

Los cilindros producen un movimiento lineal utilizado para

operar cucharones, hojas, plumas y otros implementos.

Los motores hidrulicos producen un movimiento rotativo utilizado por el sistema motriz, el de direccin y otros sistemas de los vehculos

Tuberas Las tuberas son mangueras o tubos

por los cuales se mueve el fluido. Las mangueras flexibles permiten el

movimiento, absorben la vibracin, reducen

el ruido y son fciles de tender y conectar. Las tuberas proporcionan conexiones ms rgidas, tendido compacto y una mejor disipacin del calor.

Vlvula de Alivio La vlvula de alivio (vlvula de control

de la presin) limita la presin del sistema. La vlvula se abre si la presin supera un lmite preestablecido

Enfriador El enfriador elimina el calor del fluido

hidrulico, lo que aumenta la vida til del

componente

CIRCUITOS HIDRAULICOS La mayora de las mquinas

requieren componentes mltiples que pueden

estar conectados en serie o en paralelo

Comparacin de Circuitos 1. Cuando los componentes estn conectados en serie, el aceite fluye de un

componente al siguiente. El flujo sigue un recorrido nico.

2. Cuando los componentes estn conectados en paralelo, el aceite fluye

simultneamente por cada componente. Hay dos o ms

recorridos para el flujo.

Circuito en Serie

En un circuito en serie, el aceite fluye de un componente y por uno o ms

Componentes adicionales antes de regresar al tanque. En este circuito, la vlvula B recibe el flujo de la bomba

antes que la vlvula

Circuito en paralelo

En un circuito en paralelo, los componentes reciben igual flujo de la bomba.

En este circuito, las vlvulas A y B reciben el flujo en forma simultnea lo que permite una operacin independiente

Propiedades de los lquidos El fluido hidrulico es el componente clave de

cualquier sistema hidrulico. Es el medio por el cual se transmite la energa en todo el sistema. Ciertas propiedades del fluido determinan cmo cumple su funcin. Esta leccin trata sobre las propiedades crticas y de aditivos utilizados para mejorarlas

Propiedades de los lquidos Viscosidad

Una de las propiedades ms criticas del aceite es la viscosidad, es decir su resistencia al flujo. La viscosidad est directamente relacionada a la buena proteccin y lubricacin que el aceite brinda a los componentes.

Comparacin de Viscosidad

El aceite de alta viscosidad puede producir operacin lenta y podra requerir potencia adicional.

La viscosidad baja puede disminuir la capacidad de

lubricar del fluido y hace que los componentes se desgasten ms rpidamente. Tambin aumenta la posibilidad de fugas.

Aceites

Funciones del Fluido Hidrulico El fluido hidrulico tiene muchas funciones. El fluido tiene que: Transmitir la energa por todo el sistema. Proporcionar lubricacin a las partes mviles. Proteger los componentes contra el desgaste y la corrosin. Eliminar el calor de los componentes.

Aceites Efecto de la Temperatura sobre la Viscosidad La temperatura puede afectar la viscosidad del aceite por lo cual es importante utilizar el grado adecuado del aceite para su mquina y

clima. Siempre remtase a su Manual de Operacin y Mantenimiento para determinar que aceite se recomienda Aditivos Los aditivos se utilizan para controlar la viscosidad y otras

caractersticas importantes del aceite hidrulico. Se usan para reducir el desgaste, aumentar la estabilidad qumica,

inhibir la corrosin y oxidacin, mantener limpios los componentes y suspender las partculas hasta qu lleguen al filtro.

Estas son razones adicionales por las cuales en las mquinas siempre se debe utilizar el aceite hidrulico recomendado por el fabricante

Tanque Hidrulico Funciones de los tanques hidrulicos

El principal objetivo de los tanques hidrulicos es garantizar que el sistema hidrulico tenga siempre un amplio suministro de aceite.

Los tanques tambin se utilizan para otros fines:

Las paredes de los tanques disipan el calor que se acumula en el aceite hidrulico, y los deflectores de los tanques ayudan a separar el aire y a la condensacin del aceite.

Adems, algunos contaminantes se asientan en el fondo del tanque, de donde se pueden eliminar.

Tipos de tanques En los sistemas hidrulicos mviles se

utilizan dos tipos de tanques: Los ventilados y los presurizados. El tanque ventilado respira,

permitiendo que haya compensacin de presin

cuando se producen cambios en los niveles de aceite y de temperatura.

Los tanques presurizados estn sellados de la atmsfera, evitando que penetre en ellos la suciedad y la humedad. La presin interna tambin empuja el aceite hacia la bomba, evitando la cavitacin de la misma.

Algunos tanques presurizados tienen bombas de aire externas que presurizan el tanque, otros utilizan la presin que se genera naturalmente a medida que se calienta el fluido hidrulico.

Componentes de tanque 1. Tubo de llenado.

2. Filtros internos.

3. Mirilla.

4. Tubera de retorno.

5. Tapn de drenaje.

6. Salida de la bomba.

7. Plancha deflectora.

8. Vlvula hidrulica de

alivio.

9. Respiradero.

Componentes del tanque Tubo de llenado El tubo de llenado es el punto de entrada para

aadir aceite. La tapa evita que los contaminantes entren en el tanque por el tubo de llenado. La rejilla elimina los contaminantes del aceite a medida que el aceite entra en el tubo de llenado.

Filtros internos Muchos tanques tienen filtros internos que

limpian el aceite de retorno. Indicador de mirilla La mirilla permite inspeccionar visualmente el

nivel de aceite actual que tiene el tanque as como los niveles mximos y mnimos de aceite.

Componentes Tubera de retorno

La tubera de retorno devuelve al tanque el aceite procedente del sistema.

Tapn de drenaje

El tapn de drenaje puede quitarse para drenar el aceite. Puede ser magntico para atraer y ayudar a eliminar las partculas de metal que contaminan el aceite.

Salida de la bomba

La salida de la bomba es un pasaje de flujo de aceite que va desde el tanque a la bomba.

Componentes Plancha deflectora Las planchas deflectoras separan las zonas de retorno del tanque y dirigen el flujo de aceite en el tanque. Los deflectores aumentan el tiempo que el aceite permanece en el tanque, permitiendo que los contaminantes se asienten, que se evapore el agua y se separe el aire del aceite. Los deflectores reducen las salpicaduras de aceite dentro del tanque ocasionadas por el movimiento del vehculo. La plancha deflectora de retorno evita que el aceite de retorno agite el aceite que

se encuentra en el tanque Vlvula de desconexin de alivio La vlvula hidrulica de alivio se utiliza en tanques presurizados. A medida que el aceite se calienta, la presin aumenta y la vlvula se abre, evitando que el exceso de presin rompa el tanque. A medida que el aire se enfra y la presin desciende, la vlvula se abre para evitar que el vaco resultante desplome el tanque.

Componentes Respiradero El respiradero permite la entrada y salida del aire

de los tanques ventilados. Tiene un filtro para evitar que la suciedad

penetre y est situado ms arriba del nivel de aceite del tanque.

Localizacin y solucin de problemas para tanques

El fallo de un tanque hidrulico es raro y por lo general es causado por daos externos. Las opciones de reparacin son, por lo general, obvias y fciles.

ACUMULADORES Funciones de los acumuladores Los acumuladores son recipientes

que almacenan el aceite hidrulico a presin.

Se utilizan en una serie de aplicaciones en los productos

El depsito de aceite y presin que contienen los acumuladores proporciona cuatro funciones bsicas en los sistemas hidrulicos mviles.

1. Compensa las variaciones de flujo.

2. Mantiene una presin constante.

3. Absorbe los impactos. 4. Proporciona presin y flujo de

emergencia.

Acumuladores Compensacin de las

variaciones de flujo

En algunos sistemas, a veces la

demanda de flujo puede

sobrepasar las capacidades de los tanques y las bombas.

En estos casos, el acumulador puede suministrar provisoriamente el caudal necesario.

Cuando la operacin regresa a la normalidad, el acumulador se vuelve a llenar de aceite.

Acumuladores Mantiene la presin constante Los acumuladores compensan las

variaciones de presin que se producen en el sistema suministrando presin adicional y absorbiendo el exceso de

presin, segn se requiera. Amortiguacin Los cambios repentinos de carga pueden ocasionar sobrecargas de presin en el sistema. El acumulador funciona como un amortiguador recibiendo el

aceite de la sobrecarga y dejndolo salir una vez pasada la sobrecarga.

Acumuladores Proporciona presin y

flujo de emergencia

Si el motor pierde potencia, el acumulador puede suministrar

presin y flujo hidrulico al sistema durante un perodo de

tiempo limitado.

Acumuladores

Tipos de acumuladores

Hay tres tipos bsicos:

1. Acumulador contrapesado

2. Acumulador de resorte

3. Acumulador cargado con gas

Acumuladores Acumulador contrapesado El acumulador contrapesado es el tipo de acumulador ms antiguo. Consta de un cilindro, pistn,

empaquetadura (sellos) y una pesa. A medida que la presin del sistema aumenta, el cilindro se llena de aceite, el pistn y la pesa son

empujados hacia arriba. A medida que la presin del sistema disminuye, la sa fuerza al pistn a que descienda, haciendo que el aceite regrese al sistema.

El acumulador proporciona una presin estable, pero es demasiado pesado y voluminoso para los sistemas mviles.

Acumulador de resorte El acumulador de resorte consta de un resorte, un pistn y un cilindro. A medida que la presin del

sistema aumenta, el cilindro se llena de aceite, haciendo que el pistn suba y comprima el resorte. Cuando la presin del sistema disminuye, el resorte se descomprime, haciendo que el aceite

regrese al sistema. Los acumuladores de resorte se utilizan raras veces en sistemas hidrulicos mviles.

Acumulador cargado por gas El acumulador cargado con gas es el tipo de acumulador que ms se utiliza en las mquinas . Consta

de un cilindro, un pistn o cmara de aire y una vlvula de carga. El aceite que entra en el cilindro empuja el pistn comprimiendo el gas. A medida que la presin

disminuye, el gas se expande, haciendo que el aceite salga. El acumulador cargado con gas es verstil, potente y exacto, pero requiere un mantenimiento cuidadoso.

FILTROS

Funciones de los filtros Los filtros mantienen el aceite hidrulico limpio

eliminando los contaminantes que pueden daar las piezas de los componentes.

A medida que el aceite pasa por el elemento del filtro, los contaminantes quedan atrapados. El aceite contina por el sistema.

El elemento o malla se clasifica en micrones, segn el tamao de las perforaciones, de acuerdo con su capacidad de atrapar las partculas.

Cuanto ms pequeo sea el tamao de las perforaciones, ms pequeas sern las partculas que podr atrapar.

FILTROS Filtros Existen bsicamente dos

tipos de filtros de aceite. Los de superficie (1) Los de profundidad (2). Tal como el nombre lo

indica, los filtros de superficie

recogen los contaminantes en la superficie del elemento del filtro o malla.

Los filtros de profundidad recogen los contaminantes de diferentes tamaos a

diferentes niveles dentro del elemento.

FILTROS Clasificacin de los filtros Los filtros de aceite pueden

clasificarse con uno de estos tres diseos:

a) Filtro de tubo.- El elemento del filtro va dentro de la caja.

b) Filtro enroscable.- Filtro y caja de una sola pieza. (Similar al filtro de

aceite de los automviles). c) Malla (screen).- Malla

metlica que recoge los contaminantes de aceite de gran tamao antes de que penetren en el sistema.

FILTROS Ubicaciones del filtro Un sistema hidrulico puede requerir varios filtros,

cada uno con su propio propsito y ubicacin. a) Filtro presurizado.- El filtro presurizado evita que las

partculas finas contaminantes penetren en las vlvulas y los actuadores y puede ser un filtro del tipo de superficie o del tipo de tubo de profundidad.

b) Filtro de succin.- El filtro de succin evita que los contaminantes de gran tamao penetren en las bombas y dems componentes. Hay muy poca cada de presin entre la entrada y la salida, para evitar la cavitacin de la bomba. Los filtros de succin por lo general son filtros de superficie

Filtros Filtro de drenaje de la caja del motor o de la

bomba.- Elimina los residuos que se producen con el desgaste o falla de un motor o bomba.

Es un filtro de baja presin y poco volumen y puede ser del tipo de tubo o enroscable.

d) Filtro de retorno.- El filtro de retorno elimina los contaminantes que entran en el sistema durante la operacin, evitando que penetren en el tanque. Es un filtro de superficie.

ENFRIADORES

Funcin del enfriador de aceite

Como los componentes del sistema hidrulico trabajan a alta presin, el calor se va acumulando en el aceite. Si las temperaturas aumentan demasiado, pueden ocasionar que se daen los componentes. Los enfriadores de aceite son intercambiadores de calor, similares al radiador de un automvil, que utiliza aire o agua para mantener operaciones seguras.

TIPOS DE ENFRIADORES Enfriador de aire a

aceite.

El aceite pasa por un tubo cubierto con

aletas de enfriamiento. Un ventilador sopla aire sobre el tubo y las aletas, enfriando el aceite.

TIPO DE ENFRIADOR

Enfriador de agua a aceite

En este tipo de enfriador, el aceite pasa por una serie de tubos que se enfran con agua

BOMBAS Y MOTORES HIDRAULICOS Funciones

Las bombas hidrulicas convierten la energa mecnica en energa hidrulica en forma de flujo de un lquido. Cuando el fluido hidrulico encuentra alguna resistencia, se crea presin.

Aunque las bombas no generan directamente presin hidrulica, deben disearse para aguantar los requisitos de presin del sistema. Por lo general, cuanto mayor sea la presin de operacin, mayor ser la bomba.

Tipos de Bombas De caudal positivo.- Son las bombas

que siempre generan flujo cuando estn funcionando. La mayora de las bombas que se utilizan en las mquinas son de este tipo.

De caudal fijo (desplazamiento fijo)- Son las que mueven un volumen constante o fijo de fluido en cada revolucin de la bomba.

De caudal variable (desplazamiento variable)- Pueden ajustar el volumen de fluido que se impele durante cada revolucin.

Bi-direccionales.- Son reversibles y pueden accionarse en cualquier

sentido. De presin compensada.- Son

bombas de caudal variable equipadas con un dispositivo de control que

ajusta la salida de la bomba para mantener la presin deseada en el

sistema.

Tipos de Bombas Bombas de engranajes

Las bombas de engranajes son bombas de caudal positivo y fijo. Su diseo simple, de recia construccin, las hacen tiles en una amplia gama de aplicaciones.

Bomba de Engranajes Componentes

Los componentes de una bomba de engranajes se identifican en la siguiente ilustracin.

1. Sellos

2. Plancha de presin

3. Engranaje loco

4. Engranaje de impulsin

5. Caja

Funcionamiento de la Bomba Engranajes

Un eje de impulsin hace girar el engranaje impulsor, el cual hace girar el engranaje loco. A medida que giran los engranajes, los dientes del engranaje forman un sello contra la caja.

El aceite entra por la lumbrera de entrada

quedando atrapado entre los dientes y la caja, y es impulsado y obligado a salir por la lumbrera de salida.

Bomba de Paletas Las bombas de paletas

son bombas de caudal positivo y fijo.

Estas bombas de larga duracin y suave

funcionamiento son de uso frecuente.

Bombas de Paletas

Los componentes de una bomba de paletas son los siguientes:

1. Caja del extremo

2. Plancha flexible

3. Anillo excntrico

4. Rotor

5. Paletas

6. Sello

7. Caja del extremo

Funcionamiento

Un eje de impulsin gira el rotor.

El aceite penetra en la cmara creada entre las dos paletas y la caja, y es impulsado hacia la lumbrera de salida.

La bomba de paletas consiste en: un anillo de leva, paletas y rotor ranurado.

Bomba de Pistones Una bomba de pistones

de caudal variable consiste en:

1. Eje impulsor.

2. Tambor de cilindros.

3. Placa de la lumbrera.

4. Pistones.

5. Retenes.

6. Placa de retraccin.

7. Plato basculante.

Funcionamiento de Bomba de Pistones Operacin de la bomba de pistones El eje impulsor est conectado al tambor de cilindros. A medida que gira,

los pistones, que estn conectados al plato basculante, suben y bajan en los cilindros.

A medida que el pistn se retrae, hace penetrar aceite en el cilindro por la lumbrera de entrada y luego lo expulsa en la carrera descendente por la lumbrera de salida. El caudal de aceite impulsado depende del ngulo del plato basculante. Cuando el plato basculante est situado en un ngulo mximo, habr el mximo caudal. Cuando est situado en un ngulo cero, no habr caudal

ni flujo. Tipos de bombas de pistones Las bombas de pistones tambin pueden ser de caudal fijo. En este tipo de bombas se tiene un ngulo fijo del conjunto del tambor y

pistones con respecto al eje de impulsin.

Motores

Los motores hidrulicos son actuadores que convierten la energa hidrulica en energa mecnica en forma de movimiento y fuerza

giratoria. Se utilizan en las mquinas para impulsar cadenas, ruedas e implementos. Funcionamiento del motor Los motores hidrulicos son casi idnticos a las bombas hidrulicas.

Esto se aplica a los motores de engranajes, de paletas y de pistones. La diferencia principal consiste en que el aceite a alta presin entra en el motor, haciendo girar a los componentes internos.

El aceite luego sale del motor a baja presin y regresa al tanque. Cuando el motor est funcionando hacia adelante, los componentes internos giran en la misma direccin.

VALVULAS HIDRAULICAS Funcin de la vlvulas hidrulicas

Son aquellas que se utilizan para regular las condiciones del flujo de aceite, tales como caudal, presin y direccin.

Todos los sistemas hidrulicos utilizan vlvulas para accionar los cilindros y los motores y para controlar otros requisitos de caudal del lquido y presin del sistema.

Estas vlvulas pueden ser componentes individuales, agrupados dentro de una sola caja, o apilados en bancos de vlvulas.

CLASIFICACION VALVULAS

Tipos de Vlvulas

Se pueden agrupar en tres categoras:

Vlvulas de Control de Direccin.- Controlan el recorrido del flujo por el sistema.

Vlvulas de Control de Flujo.- Controlan la velocidad de flujo (caudal) por un circuito.

Vlvulas de Control de Presin.- Limitan la presin mxima dentro de un circuito o mantienen una diferencia de presin deseada entre dos circuitos.

Vlvulas de control de direccin

Proporcionan el medio principal para controlar la operacin de los actuadores y otros componentes dirigiendo el caudal de aceite al circuito deseado. Hay tres tipos de vlvulas de control de direccin:

VALVULA SELECTORA Controlan el funcionamiento

de los actuadores y dems componentes de un sistema hidrulico, permitiendo que la vlvula determine la direccin y cantidad de flujo de aceite.

La mayor parte de las vlvulas selectoras tienen un carrete que se desliza hacia delante y hacia atrs en la perforacin de la vlvula.

El carrete tiene amplios dimetros, llamados resaltos, que pueden bloquear o abrir entradas y salidas.

VALVULA SELECTORA Algunos carretes tienen ranuras de lubricacin alrededor de los

resaltos gruesos en un o de los extremos del carrete cuya finalidad es atrapar el aceite. Esto hace que el carrete flote en una capa delgada de aceite, mantenindolo centrado y ms fcil de mover.

Por lo general, el carrete est centrado en la vlvula mediante resortes y puede ser movido manualmente o elctricamente mediante solenoides. Los carretes de gran tamao difciles de operar manualmente, o situados en ubicaciones distantes, pueden ser accionados hidrulicamente.

Las vlvulas selectoras que controlan la operacin de otras vlvulas son llamadas vlvulas piloto.

Las vlvulas selectoras generalmente tienen tres o ms posiciones. Cada posicin cambia el flujo de fluido hacia el actuador.

Una vlvula de centro abierto, permite el paso del aceite de suministro de retorno al tanque a travs de su posicin neutral.

Una vlvula de centro cerrado, bloquea el flujo proveniente de la bomba.

Vlvulas Selectoras

VALVULA DE RETENCION Vlvula de Retencin (Check) Se puede clasificar tanto como vlvula de

control de flujo como vlvula de control de direccin.

El diseo ms comn consiste en un pistn, o una bola y un resorte.

La vlvula de retencin se utiliza a menudo en combinacin con otras vlvulas.

La presin ejercida del lado anterior a la vlvula es suficiente para vencer la fuerza del resorte, empujando el pistn del asiento y permitiendo que pase flujo por la vlvula. El fluido en sentido opuesto permite que la

presin trabaje con el resorte, cerrando la vlvula y bloqueando el flujo. Es posible que las vlvulas de retencin sean componentes independientes o pueden formar parte de una caja comn con otras vlvulas

VALVULA COMPENSADORA Una vlvula compensadora es

un tipo de vlvula de retencin que permite que el aceite de retorno fluya directamente hacia las tuberas del actuador cada vez que la presin de retorno sea mayor que la presin de entrada al actuador.

Esto evita que los cilindros de las hojas o los cucharones se drenen con mayor rapidez de la que puede desarrollar la bomba para llenarlos.

VALVULA DE CAIDA RPIDA La vlvula de cada rpida es

una vlvula compensadora ms compleja, que se utiliza en algunos tractores de cadenas medianos y grandes.

Est compuesta por una vlvula de retencin de dos piezas y un resorte, adems

de un orificio restrictor. La vlvula est situada entre el cilindro y la vlvula de

control del implemento y est normalmente cerrada.

VALVULAS DE CONTROL DE FLUJO Se utilizan a menudo

para regular la velocidad del actuador, o para dividir el flujo entre 2 o ms circuitos. Puede ser una vlvula de compuerta sencilla o

diferentes disposiciones dinmicas de vlvulas accionadas por resorte.

Vlvula de control de flujo con carrete Una vlvula de control de

flujo con carrete tiene un carrete que detecta la presin a ambos lados del orificio restrictor.

La cada de presin que se produce de un lado al otro del orificio restrictor la controla un resorte.

Al controlar esta cada, se controla el flujo mximo. El orificio puede ser del

tipo fijo o variable.

Vlvula divisor de Flujo Divide el caudal de

aceite en cantidades iguales entre dos circuitos, independientemente de

las cargas o restricciones.

Vlvulas de control de Presin

a. Vlvulas de Alivio de Presin Se utilizan para limitar la presin mxima del sistema o del

circuito y proteger los componentes del exceso de presin. Si la presin sobrepasa un nivel determinado, se abre la vlvula de alivio, descargando aceite al tanque.

Los tipos ms comunes son: a.1. Vlvula de Alivio Simple. Constan de un resorte y un carrete que se asienta sobre el

conducto bloquendolo. Cuando se llega a la presin mxima regulada por la vlvula, la presin vence al resorte y el carrete se abre dejando pasar aceite hacia al tanque. No proporcionan un control preciso y hacen ruido a veces.

Vlvulas de alivio

Vlvula de alivio pilotada Adems de los elemento de

una vlvula simple, cuenta tambin con una vlvula adicional o piloto, ms pequea, con un resorte ms dbil, lo cual permite que la vlvula se abra y se cierre ante fluctuaciones menores en el

sistema. Esto elimina el ruido y permite

un control ms preciso. Al abrirse primero la vlvula ms pequea, se produce una diferencia de presin en el segmento ms grande, lo que hace que la vlvula mayor se abra y deje pasar el aceite.

Vlvula de Alivio a Pistn

En este caso existe un pistn pequeo, que es el que empuja el carrete, para hacer que se abra la vlvula.

Vlvula Moduladora Se utiliza para aumentar

gradualmente la presin hasta un lmite determinado.

Se utiliza en transmisiones para que los cambios de velocidades se efecten con suavidad. Est compuesta normalmente por un pistn de carga con su resorte, la vlvula moduladora en s y una

disposicin de orificio y vlvula de retencin

Vlvulas de reduccin de presin Se utilizan cuando la demanda

de presin de un circuito es menor que la presin de suministro. Bsicamente consta de un pistn, un resorte y un carrete. La fuerza del resorte determina la mxima presin corriente debajo de la vlvula.

La vlvula est normalmente abierta. A medida que el flujo pasa por el carrete, la presin aumenta corriente abajo.

Al aumentar la presin en la cavidad del pistn, esta acta contra el pistn y el carrete y comienza a cerrar la vlvula hasta encontrar el equilibrio

Vlvulas de diferencia de presin Permite establecer una secuencia de

suministro de aceite a dos circuitos, o mantener una diferencia de presin

constante entre dos circuitos. Est compuesta por un carrete y un

resorte. Inicialmente el carrete bloquea el flujo desde el circuito primario hacia el secundario.

Una vez que se satisfacen los requisitos de flujo hacia el circuito primario, la presin aumenta, desplazando el carrete contra el resorte y permitiendo el flujo hacia el circuito secundario y la cmara del resorte. A medida que aumenta la presin secundaria, la vlvula retrocede. La vlvula constantemente ajustar su posicin de forma que la presin en el circuito secundario iguale la presin en el primario menos la fuerza del resorte.

CILINDROS

Funcin de los cilindros

El objetivo principal de los sistemas hidrulicos es impulsar implementos tales

como hojas topadoras y los cucharones. Esto normalmente se realiza con cilindros, que son actuadores lineales que convierten la energa hidrulica en energa mecnica.

Cilindros

Los componentes principales de los cilindros hidrulicos son:

1. Varilla. 2. Tubo del cilindro. 3. Cncamo de la cabeza. 4. Cncamo de la varilla. 5. Tapa del cilindro. 6. Puntos de conexin. 7. Pistn. 8. Tuerca del pistn.

Cilindros Varilla La varilla est conectada al pistn y debe aguantar la carga del implemento. Por lo general se hace de acero de alta resistencia, cromado en duro y altamente

pulido que resiste la picadura y el rayado. Tubo del cilindro El tubo del cilindro es un can o tubo hecho de acero estirado a presin o

fundido, con una tapa soldada en un extremo. El interior del can tiene una terminacin de alta precisin y lisura.

El cncamo de la cabeza permite conectar el extremo de la cabeza del cilindro a la mquina o al implemento.

El cncamo de la varilla permite conectar el extremo de varilla del cilindro a la mquina o al implemento. Tapa del cilindro La tapa del cilindro rodea el extremo abierto de varilla del cilindro y tiene una

abertura por la que la varilla entra y sale del cilindro. Puede ir atornillada al cilindro o unida a l por medio de pernos de anclaje o de bridas empernadas.

La tapa del cilindro a veces tiene una lumbrera. a) Tapa de cilindro de corona roscada.- Enrosca en la parte exterior del tubo del

cilindro. b) Cuello porta-sellos roscado.- Enrosca en la parte interior del tubo del cilindro

Sellos de los Cilindros Un cilindro hidrulico tiene varios sellos. 1. Sello limpiador.- Evita que la suciedad penetre

en el cilindro. 2. Sello amortiguador.- Es el sello secundario de

la varilla y su funcin consiste en evitar que los picos de presin lleguen al sello de la varilla.

3. Sello del pistn.- Proporciona un sellado entre el pistn y el tubo del cilindro. Esto reduce las fugas que se producen entre la varilla y el

extremo de cabeza del pistn. 4. Anillo de desgaste del pistn.- Centra el pistn

en el tubo del cilindro y evita que el pistn raye al tubo.

5. Sello de la varilla.- Es el sello principal de la varilla y su funcin es sellar el aceite dentro del cilindro para evitar las fugas.

6. Anillo de desgaste de la varilla.- Es un manguito que centra la varilla en la tapa y evita que la tapa raye la varilla.

7. Sello de la tapa.- Mantiene la presin del sistema y evita las fugas entre la tapa y el tubo del cilindro.

Tipos de Sellos Hay tres trminos que se utilizan frecuentemente para

describir los sellos del cilindro.

Los sellos dinmicos son los que se utilizan entre las superficies en las cuales se produce movimiento entre las superficies selladas.

Los sellos estticos se utilizan entre las superficies donde no hay movimiento.

Los sellos de sobre medida se utilizan en los cilindros que estn rectificados a sobre medida y que requieren sellos de tapa, sellos de pistn y anillos de desgaste

del pistn de sobre medida (0,030 0,060 pulgadas).

Amortiguadores en cilindros Una caracterstica adicional de algunos

cilindros hidrulicos son los amortiguadores. Estos dispositivos reducen la velocidad del pistn a medida que la varilla se acerca al extremo de su carrera, amortiguando el impacto.

Amortiguadores de Cilindros

Amortiguador integral en el extremo de la cabeza

El amortiguador amortigua al extremo de la cabeza cuando este llega a la posicin de retraccin total, creando un orificio en el conducto, lo que disminuye la velocidad del pistn.

A medida que el pistn se retrae, el amortiguador entra en el pequeo espacio cilndrico situado en el extremo del cilindro. Esta accin disminuye el espacio del conducto de salida, limitando as el flujo de aceite y reduciendo la velocidad de desplazamiento de la varilla.

Cilindros o pistones Otro tipo de componente que

protege los cilindros es la vlvula de derivacin del pistn.

Estas vlvulas son de carrete y estn situadas en el pistn.

Durante el movimiento de extensin y retraccin, la presin de aceite mantiene las vlvulas cerradas. A medida que el pistn se acerca al extremo de su carrera en cualquier sentido, las vlvulas se abren permitiendo que el aceite a presin descargue en el tanque. Estas vlvulas se utilizan en los

tractores de cadenas medianos y grandes. Evitan los daos estructurales, especialmente cuando la hoja topadora est inclinada y el operador la eleva a pleno levantamiento.

Tipos de Cilindros Cilindro de simple efecto

Es impulsado hidrulicamente en un slo sentido. El aceite que entra en una sola lumbrera hace que el actuador se extienda. El peso de la carga retrae el pistn.

7.5.2. Cilindro de doble efecto

Es impulsado hidrulicamente en dos sentidos. El aceite a presin entra en el extremo de la tapa del cilindro para extenderlo. El aceite sale a presin del extremo de la varilla y regresa al tanque. Para retraer el cilindro, se enva aceite a alta presin al extremo de la varilla.

Cilindro telescpico de simple efecto Tiene una varilla interior y una exterior. La varilla exterior se

extiende primero hasta que queda totalmente extendida, despus se extiende la varilla interior.

Ambas secciones se retraen por gravedad. Cilindro telescpico de doble efecto Tiene una varilla interior y una exterior. La varilla exterior se

extiende Primero hasta que queda totalmente extendido, despus se

extiende la varilla interior. El aceite retrae primero la varilla interior, y despus la varilla

exterior. Algunos cilindros utilizan la gravedad para retraer la varilla exterior.

Cilindros Telescpicos

Tuberas y mangueras

Un tubo es una tubera hidrulica rgida, generalmente hecha de acero.

Los tubos se utilizan para conectar los componentes que no rozan unos con otros.

En general, los tubos tambin requieren menos espacio que las mangueras y pueden conectarse firmemente a la mquina, dando mayor proteccin a las tuberas y una mejor apariencia general a la mquina.

Mangueras Las mangueras hidrulicas se usan en los casos

en que se necesita flexibilidad, como cuando los componentes rozan unos con otros. Las

mangueras absorben la vibracin y resisten las variaciones de presin.

Sus usos en sistemas hidrulicos son variados, entre ellos encontramos:

Las mangueras se hacen de diferentes capas de espiral. El tubo interior de

polmero (1) transporta el aceite. Una capa de alambre de refuerzo o

envoltura de fibra (2) sostiene al tubo interior. Si hay ms de una capa de

refuerzo, estarn separadas por una capa de friccin de polmero (3). La

cubierta exterior (4) protege a la manguera del desgaste.

Tipos de Mangueras La seleccin de mangueras depender de su uso

(temperatura, fluido a transportar, etc.) y de los niveles de presin que soportar el sistema. El siguiente cuadro muestra los niveles de presin que soporta cada tipo de manguera

Nivel de presiones 1. XT-3 (Cuatro espirales) 2500-4000 PSI 2. XT-5 (Cuatro / seis espirales) 5000 PSI 3. XT-6 (Seis espirales): 6000 PSI 4. 716 (de una malla de alambre) 625-2750 PSI 5. (succin hidrulica) 100-300 PSI 6. 556 (de una malla cubierta con tela) 500-3000 PSI 7. 1130 (Motor / frenos de aire) 250-1500 PSI 8. 1028 (Termoplstico) 1250-3000 PSI 9. 294 (de dos mallas de alambre) 2250-5800 PSI

Conexiones y acoplamientos Conexiones

Conexiones es un trmino que se refiere a una serie de acoplamientos, bridas y conectores que se utilizan para conectar mangueras y tubos a los componentes hidrulicos.

Acoplamientos

Acoplamientos son las conexiones que se utilizan para conectar las mangueras a los componentes o a otras tuberas

Existen tres tipos

Acoplamientos Rebordeados. Permanentes. bajo

ndice de falla. Funcionan bien en todas las aplicaciones de presin.

Tipo tornillo. Reutilizables. Se pueden

armar en la obra utilizando herramientas manuales.

Los ms eficientes en aplicaciones de

presiones menores.

De collar. Reutilizables. Diseados para mangueras

de alta presin. Se pueden armar en la obra

utilizando una prensa de mano. Tipos de bridas En las mquinas Caterpillar se

pueden encontrar dos tipos de bridas:

Brida SAE de cuatro tornillos: Dos capacidades de presin.

1. Cdigo 61 estndar: de 3000-5000 PSI (Segn la clasificacin de la

manguera) 2. Cdigo 62: 6000 PSI. Brida dividida JIS: Igual a la SAE pero con

pernos mtricos.

Anillos

Anillos de sellos

Los anillos de sellos, tales como los anillos tricos (Oring) y los anillos de seccin en D (Dring), se utilizan para sellar una brida y su superficie de sellado.