VERION-HIDRAULICA BÁSICA (R1)

VERION I. C. S. A Tel. (011) 4754-0044 (rot.) Fax 0800-888-6996 Web Site http://www.verion.com.ar e-mail: [email protected] 1

CURSO de HIDRAULICA BÁSICACURSO de HIDRAULICA BÁSICACURSO de HIDRAULICA BÁSICACURSO de HIDRAULICA BÁSICA



• Introducir al asistente en la técnica hidráulica

• Conocer los componentes de un circuito hidráulico

• Permitir al individuo la interpretación de los símbolos

• Llevar al participante a la utilización de esta tecnología


Programa. Principios Físicos.

Símbolos según Norma ISO 1219.

Fluidos para uso hidráulico.

Depósito de aceite.

Ejemplos de aplicación de circuitos hidráulicos.

Bombas hidráulicas.

Motores hidráulicos.

Cilindros hidráulicos.

Válvulas Direccionales, de cierre, de caudal de bloqueo, y de presión hidráulicas.

Filtración.

Acumuladores hidráulicos.

Ejemplos de aplicación en circuitos simples.

Seguridad en sistemas hidráulicos.



Comparación entre hidráulica y las distintas técnicas de automatización.

CARACTERÍSTICAS NEUMÁTICA HIDRÁULICA ELECTRÓNICA

Movimiento lineal Sencillo con cilindros Sencillo con cilindros Difícil y costoso.

Acumulación de la energía

Fácil Buena (dentro de ciertos límites y recurriendo a

gases)

Difícil y sólo en

cantidades reducidas

Costo de energía consumida.

Bajo De moderado a alto Muy bajo

Necesidad de una bomba

No (requiere compresor) Si (Aceite) No

Necesidad de tanque Si (después del compresor)

Si (de aceite) No

Velocidad de trabajo De 20 a 60 m/s 1,5 a 6 m/s Velocidad de la luz

Necesidad de lubricación Aceite pulverizado en la alimentación de aire

El aceite utilizado hace de lubricador



CARACTERÍSTICAS NEUMÁTICA HIDRÁULICA ELECTRONICA

Presión de operación Baja Moderada a alta No

Resistencia a cargas fluctuantes

Poca Muy buena Poca

Rigidez Deficiente debido a la compresibilidad del aire

Muy buena Buena, si se utilizan conexiones mecánicas.

Exactitud en la fijación Buena ( 1m y mas) Muy buena ( 1m ) Sin cambio de carga se puede llegar a 1m

Alimentación precisa No Si Si

Velocidad de señales 20 a 40 m/seg. Hasta 1000 m/seg. 300.000 Km/seg.

Carrera controlada. No Si Si


Comparación entre hidráulica y las distintas técnicas de automatización.


CARACTERÍSTICAS NEUMÁTICA HIDRÁULICA ELECTRÓNICA

Fuerzas Resistente a sobrecargas.

Es posible obtener fuerzas de hasta 30 KN.

Resistente a sobrecargas. Posibilidad de obtener fuerzas a

3000 KN.

No

Final de circuito abierto Si (standart) No (salvo en aplicaciones especiales)

No

Adecuado para sectores riesgo de fuego

Muy Bueno Poco, excepto usando fluido a prueba de fuego

No

Peligro de fuego en caso de fugas

No Alto, salvo en caso de usar fluido a p. de fuego

No

Adecuado para áreas peligrosas

Muy bueno Poco No

Peligro mecánico en caso de fugas

Poco, en caso de presiones normales

Pequeño Ninguno

Mantenimiento Bajo Moderado Bajo




Comparación entre la hidráulica y la neumática.

La diferencia entre la hidráulica y la neumática reside esencialmente en las propiedades y el comportamiento de los

diferentes medios, el aceite hidráulico (líquido) y el aire (gaseoso). El medio transmite a los equipos de trabajo, cilindro o motor, la energía recibida de la bomba o del

compresor. Para ambos casos, existen ventajas y desventajas.


Ventajas Posibilidad de transmitir grandes fuerzas, con elementos de

pequeñas dimensiones.

Elevado rendimiento.

Posicionamientos precisos.

Arranque desde el estado de reposo, aún con máxima carga aplicada.

Conmutaciones suaves.

Movimientos suaves y homogéneos, independientes de la carga, debido a que los fluidos son apenas comprensibles; como también que los circuitos permiten la incorporación de válvulas reguladoras.



Condiciones térmicas favorables.

Fácil posibilidad de convertir movimientos rotativos, en otros rectilíneos.

Buenas características de mando y regulación.



Desventajas Alta peligrosidad debido a las altas presiones que maneja

(producen chorros cortantes).

Muy dependiente de la temperatura (lo que provoca cambios de viscosidad).

Peligro de incendio y de accidentes (por fugas).

Contaminación del ambiente de trabajo por pérdidas y/o fugas.

Grado limitado de eficiencia.

Sensible a la suciedad.



Conversión de la energía en instalaciones hidráulicas


Energía

Eléctrica

Energía

Hidráulica

Energía

Mecánica

Energía

Hidráulica

Bomba

Hidráulica

Motor

Eléctrico

Motor

HidráulicoHerramienta

Elementos

Hidráulicos

de mando


Presión.

Se define a la presión como la fuerza aplicada por unidad de superficie.

Presión absoluta.

Es la suma de la presión relativa y la atmosférica



Unidades prácticas de Presión.

Kg / cm2

Bar

PSI

En términos prácticos:

1 bar = 100.000 Pa = 100 KPa

1 bar = 14,5 PSI (libras/pulg.2)

1 bar = 1 Kg /cm2


Definimos como Pascal (Pa) a la presión que ejerce una fuerza de 1 Newton aplicada sobre una superficie de 1 metro cuadrado.


Multiplicación de la fuerza.

Si el sistema es cerrado (por ejemplo una prensa hidráulica), es posible

Multiplicar fuerzas, dado que en el mismo la presión es constante.

P1 = F1 / A1 P2 = F2 / A2

Y como P1 = P2

F1 / A1 = F2 / A2 La fuerza más pequeña del émbolo puede

transformarse en una fuerza mayor



Multiplicación de distancias.

Si se recurre al principio indicado anteriormente, en el mismo el volumen desplazado es el mismo.

V1 = S1 . A1 y V2 = S2 . A2

Y como V1 = V2

S1 . A1 = S2 . A2 La trayectoria del émbolo más chico tiene que ser mayor que el recorrido S2, puesto que la superficie A1 es menor que la superficie A2




Multiplicación de presiones.

La presión P1 ejerce una fuerza F1 en la superficie A1; dicha fuerza es transmitida mediante un vástago a un émbolo más pequeño. En consecuencia, F1 actúa sobre el área A2, generando una presión P2.

F1 = P1 . A1 y F2 = P2 . A2

Y como F1 = F2 ￫ P1 . A1 = P2 . A2

En el caso de un cilindro de doble efecto, es posible que surjan presiones demasiado elevadas por efecto de la multiplicación, si está bloqueada la salida en la cámara del lado del vástago.


Ecuaciones de flujo.

El volumen de líquido que pasa por una tubería de sección variable, es el

mismo, por lo que podemos

decir que será independiente

de la sección.

Se cumple que:

A1 . V1 = A2 . V2

(ecuación de continuidad).



Caudal volumétrico.

El caudal volumétrico es el volumen de líquido que fluye a través de un tubo en un tiempo definido.

Q = Caudal Volumétrico [ m3 / s ]

V = Volumen [ m3 ] V = Q . t

t = Tiempo [ s ]

si a la fórmula de caudal volumétrico se sustituye el cociente s/t por v (v=s/t),

entonces se obtiene la mencionada ecuación Q = A . v


Ecuación de continuidad.


Tipos de flujo.

Flujo laminar.

Las partículas se mueven ordenadamente hasta una determinada velocidad. No hay influencia en el movimiento de las partículas, como tampoco interferencias.



Tipos de flujo.

Flujo turbulento.

Las partículas no se mueven ordenadamente. Hay interferencias en el movimiento de las partículas.

Velocidad crítica.

Es el valor de velocidad que alcanza el fluido, y con el cual pasa a régimen turbulento.



Velocidad crítica.

A partir de esta velocidad las partículas del fluido ya no avanzan en forma ordenada ya que las que fluyen por el centro del tubo, se desvían lateralmente, por lo que se forman remolinos.

Coeficiente de Reynolds.

El coeficiente de Reynolds (Re) permite calcular el tipo de caudal que fluye en un tubo liso. Es función de los siguientes parámetros:

• La velocidad del flujo del líquido ( m/seg.)

• El diámetro del tubo (m)

• La viscosidad cinemática (m2/seg.)



Interpretación del Coeficiente de Reynolds.

• Caudal laminar Re < 2300

• Caudal turbulento Re > 2300

Al valor de 2300 se lo conoce como “coeficiente crítico de Reynolds”

(Recrít.), para tubos redondos y lisos.

Un caudal turbulento no vuelve a ser inmediatamente laminar si baja el valor Recrít. El caudal solo vuelve a ser laminar al bajar hasta ½ Recrít.



Energía y potencia.

En un sistema hidráulico, el contenido energético esta compuesto de varias energías parciales. La energía total es la suma de estas energías parciales:

• Energía potencial

• Energía de presión Estáticas

• Energía cinética

• Energía Térmica Dinámicas



Energía Potencial

Es la energía que posee un líquido, si se encuentra elevado a una altura “h”.

Energía de presión

Es el resultado de la presión que el fluido opone a la compresión del mismo.

Energía cinética

Es aquella que posee un líquido que se mueve a una velocidad determinada.

Energía térmica.

Es la energía que se necesita para que un líquido adquiera una temperatura determinada.



En términos generales, la potencia se define como el trabajo realizado en la unidad de tiempo.

Se debe diferenciar entre potencia mecánica y potencia hidráulica.

En los sistemas hidráulicos, la potencia mecánica se transforma en potencia hidráulica; a ésta se la transporta y controla para luego transformarla en potencia mecánica.

Potencia Mecánica (entrada) P = 2 π n M

Potencia Hidráulica P = p V

Potencia Mecánica (salida) P = F v



Representación de un

circuito hidráulico

en forma simbólica.



Circuito Básico




Fluidos hidráulicos

• ACEITE HIDRÁULICO MINERAL– De base mineral, derivado del petróleo– No es aceite común, contiene aditivos específicos:

• Mejorador de Índice de Viscosidad

• Inhibidores de corrosión

• Anti desgaste

• Anti espumante

• Demulsificante




• FLUIDOS RESISTENTES AL FUEGO– Base en agua:

• Solución Agua – Glicol

• Emulsión de Agua en Aceite

• Emulsión de Aceite en Água

EN ESTE CASO, NO UTILIZAR JUNTAS DE POLIURETANO




• FLUIDOS RESISTENTES AL FUEGO– Sintéticos:

• Éster Fosfatos• Aromáticos Clorados• Silicones:

– Reducido poder de lubricación– Gran estabilidad a variaciones de viscosidad

MAYOR DENSIDAD Utilizar juntas de gran resistencia física y química.



Diagrama de viscosidad - temperatura


Técnica de los aparatos

Circuito Básico.



Bomba de engranaje

(dentado exterior)



Bomba de paletas de cilindrada constante

En este tipo de bomba, las paletas rozan sobre un anillo circular, con lo que el nivel de presión alcanzado por ellas es limitado, debido a que no está equilibrada hidráulicamente.

Datos Técnicos: Tipo de Bomba: Simple, no equilibrada hidráulicamente. Cilindrada: Hasta 50 cm3 / rev. Presión de servicio: Hasta 210 bar




Bomba de paletas equilibrada hidráulicamente


Bomba de paletas de cilindrada variable

10 – Tornillo de ajuste de la altura. 9 – Pistón y tornillo para pos. de la cilindrada. 8 – Pistón y resorte para ajuste de la pmáx. 4 – Anillo. 3 – Contratuerca.



Bomba de pistones axiales de cilindrada constante.

1 – Cuerpo cilíndrico.2 –. Placa de alojamiento de las lumbreras.3 - Placa de conexiones.



Bomba de pistones radiales, de cilindrada constante.



Bomba de pistones axiales, de cilindrada variable y placa inclinada.



Motor de pistones axiales, de cilindrada variable, eje inclinado.



Motor de pistones axiales, de cilindrada constante, eje inclinado.



Cilindros

hidráulicos.




Propósito: Realizar un trabajo lineal.

Función: El vástago del pistón se extiende o se contrae.

Cuando se introduce el fluido por la conexión A, el vástago del pistón se extiende, haciendo que el fluido salga por la conexión B. Cuando se introduce fluido por la conexión B, el vástago del pistón se contrae.

Componentes:

= Tubo (camisa) = Émbolo (pistón) = Tensores (según modelo)

= Eje (vástago) = Cabezales = Sellos



A B

P T

Válvulas direccionales:

Características de una válvula direccional:

Son todas aquellas con las cuales se puede direccionar y comandar un fluido hidráulico

Vías - Es la cantidad de conexiones útiles que

posee

Posiciones - Es el número de posiciones de conmutación

que puede adoptar la válvula durante su

funcionamiento.



Válvulas direccionales: Construcción y función.

1 _ Cuerpo. 2 _ Distribuidor interno (corredera) 3 _ Solenoides (bobinas) 4 _ Resortes.



Válvulas direccionales: Tamaños nominales y sus equivalencias.

DIN CETOP

NG 6 3

NG 10 5

NG 16 7

NG 25 8



-Válvula direccional

De corredera 4/2 vías, accionada por palanca.



-Válvula direccional de corredera 4/2 vías, monoestable de accionamiento por solenoide.



Válvula direccional 4/3, precomandada.



1 – Cuerpo interior Antirretorno.2 – Carcasa.3 – Alojamiento resorte.4 – Resorte.

Válvula antirretorno.



Válvula estranguladora bi-direccional

1 _ Perforaciones.2 _ Cuerpo.3 _ Estrangulamiento.4 _ Carcasa.



1 _ Flujo principal 2 _ Antirretorno.

Válvula estranguladora uni-direccional.



Válvula reguladora de caudal

( de 2 vías).



1 _ Carcasa. 2 _ Taqué. 3 _ Antirretorno. 4 _ Resorte.

Válvula antirretorno pilotada hidraulicamente.



Válvulas limitadoras de presión, acción directa.

Principio de funcionamiento

1 _ Elemento de cierre.

2 _ Resorte de ajuste.

3 _ Asiento de la válvula.



Válvula limitadora de presión.

Acción directa.



1 _ Cono.

3.1 _ Tobera.

3.2 _ Tobera.

3.3 _ Tobera.

4 _ Resorte.

5 _ Resorte.

6 _ Filtro.

Válvula limitadora de presión.

Acción indirecta.



Las fuentes de contaminación generadas internamente, son producidas por alguna de las siguientes causas de desgaste.

# Cavitación. # Aireación.

# Abrasión. # Erosión.

# Fatiga. # Corrosión.

#Adhesivo.



Cavitación.

La cavitación es la formación de cavidades gaseosas en un líquido, las que provocan daños en las bombas de dos maneras: a) Interfieren en la lubricación.

b) Destruyen la superficie de los metales.

Aireación

El aire retenido, es aquel que está presente en el líquido, sin estar disuelto en el mismo. O sea que el aire está presente en forma de burbujas.



La cavitación está provocada por:

Una obstrucción en la entrada.= Excesiva velocidad de la bomba.= Un depósito demasiado bajo con respecto de la bomba.= Una presión inadecuada en el depósito.= Cualquier cosa que impida el ingreso de fluido a la bomba.

La aireación ocurre cuando:

- El aire se mezcla con el fluido.- El nivel de fluido está demasiado bajo, por lo que ingresa a la bomba tanto aire como fluido.- Una filtración o fisura en la línea de succión.- Mal diseño del depósito, lo que permite al fluido mezclarse con el aire.



Desgastes internos: Descripción.

Desgaste abrasivo.Partículas duras que van pasando entre dos superficies en movimiento, hacen que se desgasten una o ambas.

Desgaste erosivo.Finas partículas a una alta velocidad, hacen que el fluido destruya superficies de contacto críticas.

Desgaste adhesivo.La pérdida de aceite permite que se produzca el contacto metal-metal entre dos superficies en movimiento.

Desgaste por fatiga.Las partículas que pasan por un espacio libre, ocasionan que aumente la tensión de una superficie, y que una grieta se extienda hasta que se astille, debido a la tensión repetitiva en el área dañada.

Desgaste por corrosión.Ya sea por la presencia de agua, o bien por un contaminante químico en el fluido, ocasiona en el componente, una oxidación o bien una reacción química, que puede llegar a degradar a las superficies.



Fuentes de contaminación. Depósito de aceite

1 – Filtro para aire. 2 – Empalme del conducto de retorno. 3 – Tapa de inspección. 4 – Boca de carga, con tamiz. 5 – Conducto de aspiración. 6- Tornillo de purgado. 7 – Indicador de nivel de líquido (nivel máximo). 8 - Indicador de nivel de líquido (nivel mínimo). 9 - Tubería de retorno.10 – Chapa deflectora.




¿Cómo establecer

el nivel de

limpieza deseado?


Consecuencias

de la suciedad

en el aceite.



Filtro de superficie.



Filtro de profundidad.



Filtro de aspiración.

1 - Línea de aspiración.

2 - Rosca de conexión.

3 - Elemento filtrante.

Atención: El grado de filtraje de este tipo de filtro, es mayor que 125 µm.

Nota: Para que no se presenten dificultades en la aspiración, la presión de apertura del by-pass de este filtro, debe ser de 0,2 bar.



Filtro de bomba.

El filtro de bomba como en el caso anterior, también se coloca el la línea de aspiración de la bomba, pero con la diferencia de que se monta fuera del tanque. Las ventajas y desventajas de este filtro, son prácticamente las mismas que en el caso anterior, pero podemos agregar la ventaja de que se le que puede incluir un indicador de saturación.

Indicador de saturación

Elemento filtrante

Purga de aire

Válvula by – pass



Filtro de presión.



Filtro de retorno.

Este filtro puede ser montado en línea, o bien sobre el tanque..



Acumuladores hidráulicos: Tipos.

A pistón A vejiga A membrana



Acumulador de vejiga.

1 – Recipiente.

2 – Vejiga.

3 – Válvula carga de gas.

4 – Entrada de aceite.



Acumulador de vejiga:

Conectado a un

recipiente de nitrógeno.



Acumulador de vejiga en servicio.



Acumuladores de Membrana.

Construcción soldada.

1 – Tornillo p/carga de gas.

2 – Recipiente de presión.

3 – Membrana

Construcción roscada.

4 – Plato de la válvula.

5 – Conexión de entrada.



Acumulador de pistón.

1 – Tubo exterior.

2 – Pistón.

3 – Tapa de cierre superior.

4 – Tapa de cierre inferior.

5 – Entrada de líquido.

6 – Conexión p/carga de gas.



Caños y sellos hidráulicos.

Los caños de hierro y acero fueron los primeros conductores utilizados en los sistemas hidráulicos. Se clasifican según sus medidas nominales y el espesor de las paredes.

El espesor de las paredes se expresa como un valor nominal (Schedule).

Los tres Schedules que normalmente se utilizan en los sistemas hidráulicos:

Schedule 40 (caño stándard)

Schedule 80 (caño pesado)

Schedule 160 (caños con mayor espesor de pared)

Las medidas nominales de los caños, indican la medida de las roscas.



Roscas de los caños.

Las roscas de los caños se encintan, en cambio los tubos como algunos accesorios para las mangueras, tienen los extremos lisos. Cuando se ajusta el caño, las conexiones se sellan con un accesorio de interferencia entre macho y hembra. Esta es una de las mayores desventajas de los caños: Cuando se rompe una unión, se debe ajustar más el caño para volver a sellarlo.

Para roscar caños y accesorios en un sistema hidráulico, se requieren roscadoras especiales.

Nota: Los diversos accesorios necesarios en un circuito hidráulico armado con caños, presentan múltiples posibilidades de pérdidas, particularmente cuando la presión aumenta.



Tubos para sistemas hidráulicos.

Los tubos de acero sin costura ofrecen ventajas significativas por sobre los caños. Los tubos se pueden doblar para darles cualquier forma, son más fáciles de trabajar y se pueden utilizar muchas veces sin que se produzcan problemas de sellado. Generalmente el número de uniones es reducido.

Los tubos pueden soportar mayor presión; sin embargo son más costosos, como así también los accesorios que se necesitan para hacer las conexiones.

Si el costo no es un obstáculo, es preferible los tubos a los caños, por tener mejor sellado y fácil mantenimiento.



Mangueras.

Las mangueras flexibles no están limitadas a aplicaciones móviles. Su uso puede ser considerablemente conveniente en recorridos cortos, con la ventaja de que pueden absorber golpes de ariete y picos de presión.

a) Las mangueras dispuestas en línea recta deben montarse con una cierta comba.

b) El radio de curvatura no debe quedar por debajo de un mínimo.

c) Cuando los arcos son pequeños, la manguera se aplana impidiendo el paso del fluido.

d) Evitar retorcer la manguera (observar inscripciones de la misma).



Seguridad en los sistemas hidráulicos.

Que un sistema hidráulico se encuentre bajo una gran presión (5000 PSI) no resulta extraño. Los operadores de los mismos no siempre reconocen el peligro potencial de los mismos, porque no existe movimiento visible. Si se realiza un service, o bien se ajustan o reemplazan partes sin los cuidados necesarios, se pueden ocasionar heridas graves.

a) Antes de realizar cualquier trabajo, efectuar los bloqueos adecuados.

b) No operar parte alguna del sistema hidráulico sin autorización.

c) Los acumuladores deben estar bloqueados, o bien aliviados.

d) No permitir que ingresen partículas extrañas en el sistema.



Seguridad en los sistemas hidráulicos.

e) Limpiar cualquier derrame de fluido antes de dejar el área de trabajo.

f) No trabajar un sistema hidráulico sin la guía de un supervisor.

g) Siempre se debe volver a instalar cualquier cubierta que se quitara.

h) No permitir que ingrese suciedad en el sistema.

i) El aceite a presión puede penetrar en la piel. Nunca utilizar las manos para verificar la existencia de pérdidas.

j) No intentar la extracción de parte alguna del sistema hidráulico, sin la previa verificación de que el mismo esté aliviado. La presión hidráulica puede ocasionar heridas graves o causar la muerte.



Contaminación de los aceites hidráulicos.



INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE CONTAMINACIÓN

Los riesgos de la contaminación

El 80% de los daños producidos en la puesta en marcha de un circuito son debido a las impurezas contaminantes en los fluidos hidráulicos y de lubricación.

Si bien la limpieza química y el flushing son realizados para instalaciones nuevas, se recomienda estas operaciones en circuitos que no tuvieron un mantenimiento adecuado y el grado de oxidación y suciedad son elevados.

Tipos de impurezas

Las partículas sólidas y metálicas son las más perjudiciales y el nivel de daño dependerá de la luz entre los componentes y la consistencia de las impurezas.

Las dimensiones de estas partículas están en el orden del micrón.



Origen de las impurezas

Las mismas tienen tres formas principales de entrar en el circuito:

Escoria de soldadura y arenilla ingresada en el proceso de instalación.

Impurezas alojadas en los accesorios y en los terminales de mangueras.

Aquellas generadas por los componentes en la puesta en marcha.

Las dos primeras se pueden eliminar con la limpieza previa a la puesta en marcha, mediante una limpieza química y un flushing hidráulico.

La última con un diseño correcto de filtrado del circuito hidráulico.

Cómo se mide el nivel de contaminación

Los niveles de contaminación se miden con la Norma ISO 4066 o con la norma SAEJ1165.



NORMA ISO 4406

Campo de aplicación de la Norma

Esta norma internacional nos da el código a emplearse para especificar la cantidad de partículas sólidas en fluidos hidráulicos en los circuitos de potencia.

Definición de códigos

La mayoría de los métodos de definición de cantidades de partículas se basan en la suposición de que todas ellas poseen la misma dimensión, esto es incorrecto en un circuito hidráulico.

El número de código de nivel de contaminación se basa en dos escalas de números, y permiten una diferenciación de las dimensiones y las cantidades de la siguiente forma:

La primera escala de números representa la cantidad de partículas de 5 m o mayores por mililitro de fluido.

La primera escala de números representa la cantidad de partículas de 15 m o mayores por mililitro de fluido.



NORMA ISO 4406

Es decir ambas escalas se refieren a la cantidad de partículas mayores de 5 y 15 m, por mililitro de fluido en cuestión.

Se adopta una relación de dos a uno en la cantidad de partículas por cada mililitro de la escala, a los efectos de diferenciar los límites de los mismos.




Niveles de contaminación aceptables

Tipo de sistema Nivel decontaminación

Hidráulico Sistema altamente sensitivo Servosistemas Sistemas de alta presión Sistemas de presión media Sistemas de baja presión Sistemas indiferentes

12 / 1013 / 1115 / 1216 / 1317 / 1418 / 14

Lubricación Sellos dinámicos Rodamientos dinámicos Engranajes Bujes p/ lubricación hidrostática

13 / 1114 / 1215 / 1216 / 1316 / 13


Dimensiones de las partículas

La unidad de medida de las partículas es el micrón (m), que es la milésima parte del milímetro.

Para poder interpretar de qué dimensión se está hablando podemos hacer la siguiente comparativa:

El diámetro del cabello humano es de 70 m, las partículas de este tamaño solo producen daño en los actuadores hidráulicos y sus sellos.

El límite de visión del ojo humano se encuentra en el orden de los 40 m.

Las partículas de 25 m son las más perjudiciales para los componentes hidráulicos, la arena partida producto de arenado bajo presión poseen esta medida.

Los glóbulos rojos de la sangre son de 10 m, las partículas situadas entre 10 y 5 m producen daños importantes en los circuitos.

Las partículas de 3 m son perjudiciales en circuitos altamente sensitivos.



La relación huelgo / tamaño de la partícula contaminante

El conocimiento de los componentes de un circuito hidráulico nos permite el correcto diseño del sistema de filtrado, ya que hay una relación directa entre el huelgo de los componentes y las partículas contaminantes.

Cuando las partículas son mayores que el huelgo de los componentes pueden no realizar daños en los mismos pero si un incorrecto funcionamiento.

Las partículas menores que los huelgos producen una lenta abrasión y por lo tanto un desgaste prematuro de los componentes.

Las partículas de igual dimensión que los huelgos producen daños graves en general en forma inmediata.



Huelgos típicos en componentes hidráulicos y de lubricación


Tipo de sistema Huelgo (m)

HidráulicoBombas a engranajesBombas a paletasBombas a pistonesServoválvulasVálvula convencional Actuador

0.5 – 5.00.5 – 1.00.5 – 5.01.– 4.02.– 8.050 – 250

LubricaciónSellos dinámicosRodamientos dinámicosEngranajesBujes hidrodinámico

0.05 – 0.50.1– 1.00.1 – 1.01.0 – 25


Análisis del proceso de limpiado

El análisis correcto de los métodos de limpieza nos garantiza el menor costo de la operación y la mayor efectividad posible.

Para ello es conveniente realizar las siguientes etapas:

Recorrido general del circuito para el estudio de los interconexionados a realizar para garantizar la limpieza de todos los tramos de la tubería, como así también de acuerdo a los diámetros de las mismas el caudal necesario para producir turbulencia en el flujo del fluido.

De acuerdo a los componentes del sistema debemos determinar el grado de limpieza que debemos alcanzar, de donde elegimos los tipos de filtros a utilizar.

Determinación del procedimiento de limpieza química más adecuado con su posterior secado para evitar contaminación con agua del sistema.

Planificación de los puntos de colocación de testigos en el caso de limpieza química y ubicación de los puntos de toma de muestra para el flushing.



LIMPIEZA QUÍMICA

El proceso de limpieza química se debe realizar en toda instalación que se realice con tubos sin decapado previo, con procesos de soldaduras o conformadas en caliente.

Las cáscaras provocadas en el interior del tubo por los procesos anteriormente mencionados son abrasivas altamente perjudicial.

La limpieza química se realiza en el lugar de la instalación una vez finalizada la misma.

Una buena limpieza química reduce en un 70 % aproximadamente el tiempo de flushing.

La misma consta de etapas.



El desengrasado

Se realiza por medio de una solución específica en un medio acuoso, alcalina, que debe circular a los efectos de limpiar toda capa de grasa o aceite que no permita el posterior ataque químico.

Este proceso termina con el barrido del desengrasante por medio del lavado con agua.

Limpieza química

Se realiza con la misma unidad en un proceso continuo de desengrasado. Se emplea una dilución de ácidos orgánicos en la base acuosa que atacan a los restos del decapado que se desprenden de los tubos por los procesos en caliente, óxidos y restos metálicos.

Se colocan testigos en los retornos para la verificación del proceso químico.



Fosfatizado

Luego de finalizada la limpieza química y el posterior lavado con agua es importante la etapa de pasivado / fosfatizado ya que de esta depende que se mantengan las condiciones de la tubería en el proceso de secado y posterior llenado con aceite hidráulico.

En esta etapa se neutraliza los restos de productos químicos en la tubería, para evitar la contaminación del aceite de flushing o el aceite final del equipo.

Secado

En este proceso se intenta eliminar todo el agua dentro de la tubería, para ello existen varios métodos según las dimensiones de las mismas.

En tuberías chica se le inyecta aire caliente y seco, mientras que en las otras se bombea nitrógeno, este medio diluye el agua en si misma actuando con medio de lavado.



FLUSHING OLEOHIDRÁULICO

El propósito del procedimiento de flushing es eliminar las fallas en la etapa de puesta en marcha en sistemas hidráulicos o de lubricación por contaminación de partículas sólidas.

Para que el flushing sea efectivo se deben lograr algunos requisitos.

Es necesario que el flujo que se establezca en la tubería sea turbulento para poder captar mayor cantidad de impurezas, ya que en el caso de laminar fluido se encuentra estacionario en las paredes de la tubería lo que dificultaría el arrastre de las partículas contaminantes.

Un fluido se desplaza a través de una tubería con flujo turbulento cuando el número de Reynolds es mayor de 3500 pero en el caso de flushing recomendamos que no sea menor de 6000.

Este número depende del diámetro de la tubería, de la velocidad del fluido y de la viscosidad del mismo.



La tubería ya está diseñada por lo que el diámetro de la misma no se puede variar, en cambio la velocidad del fluido la puedo modificar eligiendo un equipo de flushing que me entregue el caudal deseado.

La otra variable con la que podemos contar es con la viscosidad del aceite, el número de Reynolds varía inversamente proporcional a la viscosidad por lo que conviene obtener una viscosidad de aceite bajo, pudiendo lograr esto con aceites especiales para flushing.

También cabe aclarar que la viscosidad disminuye con la temperatura por lo que puede ser aconsejable elevar la misma en valores razonables disminuyendo así la viscosidad del aceite.

La ventaja que tenemos al trabajar con aceite a temperaturas altas es que por un lado puede lograr que se vaporice restos de agua de la tubería y además el calentamiento y enfriamiento de la tubería produce dilataciones y contracciones de las mismas logrando desprendimientos de las paredes de las mismas partículas contaminantes.




COMENTARIO FINAL ACERCA DE LA IMPORTANCIA DEL CONTROL DEL FLUIDO

Lo visto hasta acá está relacionado con la limpieza de la tubería y del fluido hidráulico en la etapa previa a la puesta en marcha.

Pero una vez que el sistema esté funcionando en su plenitud es recomendable controlar el fluido con frecuencia por lo cual se debe realizar monitoreos periódicos para tener la tranquilidad de que el mismo no está contaminado por encima de los niveles deseados.

En caso de tomar una muestra de aceite, se deberá hacer esta en recipientes esterilizados siendo muy cuidadosos de que no ingresen partículas ajenas al circuito, pues el análisis nos daría en forma incorrecta.

La importancia de este tipo de control es que en caso de encontrarse el sistema en un nivel de contaminación sensiblemente más alto del recomendable, la tarea de llevar el mismo al nivel deseado no constituye un problema complicado, pudiéndose lograr sin producir paradas del mismo, utilizando un equipo de filtrado externo para bajar la contaminación.

VERION-HIDRAULICA BÁSICA (R1)

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