sistemas hidrÁulicos m o n t a d o s e n c a m i o n e s

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Cómo funcionan losSISTEMAS HIDRÁULICOSM O N T A D O S E N C A M I O N E S

S E X T AE D I C I Ó N

TM O N

HYD COVER.qxp-Sp:HYD COVER 10/6/10 12:04 PM

AGRADECIMIENTOSEn sus manos tiene la sexta edición del cuadernillo de Muncie PowerProducts CÓMO FUNCIONAN LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS MONTADOSEN CAMIONES. La primera edición fue redactada por David Reece, quien pormuchos años fue el Gerente de Capacitación de Muncie Power Products, yse publicó en 1993. Los trabajos anteriores de David proporcionanmuchísima información, y le agradecemos por haber sentado las bases paraesta última edición.

Al igual que con cualquier trabajo técnico de este tipo, debemos agradecerlesa todos aquellos que contribuyeron con su conocimiento, talento y ojocrítico. En particular, le agradecemos a George Halleck, Vicepresidente deProductos y Comercialización, a Larry Wesley, Gerente de ProductosHidráulicos, y a Brad Smith, Especialista en Ingeniería de Productos, por suscontribuciones basadas en muchos años de experiencia práctica consistemas hidráulicos. También va nuestro agradecimiento para Mike Knox,Gerente de Capacitación y Educación, por aportar muchos de los gráficos yde las explicaciones de los componentes que se encuentran en estecuadernillo, a Anthony Jeroski y a Arrick Garringer del Departamento dePublicidad de Muncie por el diseño del cuadernillo, y a Megan Douglass porsu ojo crítico de editora.

También hay que agradecer a los directivos y empleados de Muncie PowerProducts, Inc., quienes han reconocido el valor y han apoyado nuestrosesfuerzos en pos de la capacitación a lo largo de los años. Sin su liderazgo yapoyo, este trabajo no habría sido posible.

David L. DouglassDirector de Capacitación

© Muncie Power Products, Inc. 2010

POLÍTICA DE CALIDAD DE MUNCIE POWER PRODUCTS“Muncie Power Products se dedica a suministrar productos y servicios de calidad que

satisfacen las necesidades y las expectativas de nuestros clientes. Nos comprometemos a

desarrollar de manera continua nuestros productos y procesos para lograr nuestros objetivos

de calidad, minimizar los costos para nuestros clientes y lograr ganancias razonables que les

proporcionen un futuro estable a nuestros empleados”.

HYD COVER.qxp-Sp:HYD COVER 10/6/10 12:05 PM

Sección 1 Principios de hidráulica . . . . . . . 3Relaciones entre flujo y presiónPrincipio de PascalPotencia hidráulica HPEficiencia de los sistemas hidráulicos

Sección 2 Motor primario . . . . . . . . . . . . . 6Tomas de fuerzaLíneas de transmisiónMotores auxiliaresAccionamiento por correaAccionamiento por cigüeñal

Sección 3 Bombas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Un sentidoDos sentidosDesplazamientoTiposCapacidades de presióny velocidadBombas de volteoBombas de válvula secaBombas Live Pak™

Sección 4 Válvulas direccionales . . . . . . 13Centro abierto y cerrado3 vías, 4 vías, flujo libreOpcionesCapacidades de caudal

Sección 5 Otras válvulas . . . . . . . . . . . . . . 14De alivioSelectoraDe prioridad

Sección 6 Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . 15CilindrosCapacidad de un cilindroMotores

Sección 7 Depósitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18ConstrucciónMaterialesFuncionesTamañosUbicaciónCapacidad de un depósito

Sección 8 Filtros de aceite . . . . . . . . . . . . 20TiposClasificación en micrasTamaños

Sección 9 Manguera y conectores . . . . . . 21TiposTamañosCapacidades de presión y . .caudal

Sección 10 Aceites hidráulicos . . . . . . . . . 23EspecificacionesAnálisisMuestrasDescomposición

Sección 11 Interruptores contra exceso de velocidad, enfriadores, acumuladores, varios . . . . . . . . . . . . . 26

FunciónAplicaciones

Sección 12 Diseño del sistema . . . . . . . . . 27Diagramas Consejos para el diseño del .sistema

Sección 13 Fallas y solución de problemas ensistemas hidráulicos . . . . . . . . 31

Índice Dónde encontrarlo . . . . . . . . . . 36

Muncie Power Products, Inc. 1

ÍNDICE

Este cuadernillo intentará responder preguntas y brindar una idea sobre cómofuncionan los sistemas hidráulicos móviles o montados en camiones, quécomponentes forman el sistema, cómo funcionan y el motivo por el cual suelenno funcionar tal como se espera. Nuestro marco de referencia es el de respetadosfabricantes y distribuidores de sistemas y componentes hidráulicos. Como tal, lainformación aquí reunida representa la experiencia combinada de muchosprofesionales informados a lo largo de los años.

Nuestro propósito es considerar el sistema completo y su función, al igual que loscomponentes individuales. Mientras que el diseño individual puede variar, lasfunciones básicas y la terminología de todos los sistemas siguen siendo lasmismas. Las leyes de la física se siguen aplicando, y la mayoría de las fallas sonpredecibles y evitables.

Aunque algunos sistemas no están expuestos a temperaturas extremas ni a largosciclos de servicio, por lo general, los sistemas montados en camiones funcionanen condiciones más rigurosas que en los sistemas que funcionan en planta,dentro de una fábrica. Es de suma importancia poder integrar los sistemashidráulicos con las capacidades y las limitaciones del motor, la transmisión y latoma de fuerza de los camiones. Hay que recordar también que los sistemashidráulicos montados en camiones difieren de los sistemas industriales en otraforma importante: ¡tienen un conductor!

Es importante instalar correctamente los componentes hidráulicos, ya que estosexperimentan esfuerzos a causa de las altas presiones. Es relevante usarcorrectamente las llaves dinamométricas y aplicar el torque uniformemente paraevitar esfuerzos irregulares y filtraciones.

Intentamos publicar datos sobre cómo funcionan los componentes, cómosolucionar problemas cuando estos no funcionan y qué ocasiona algunos de losproblemas que se deben corregir. Si tiene más preguntas sobre el funcionamientode su equipo, consulte el manual de servicio del fabricante para ver los tiemposde los ciclos de funcionamiento, las presiones, las recomendaciones sobre elaceite, etc., especialmente antes de reemplazar algún componente.

Para ayudar a determinar los requisitos del sistema y seleccionar loscomponentes adecuados, se proporciona una página completa con fórmulas dehidráulica y mecánica en el interior de la cubierta posterior de este cuadernillo.

Muncie Power Products también cuenta con otros dos recursos: nuestro sitio weby el Software de asistencia al cliente M-Power. El sitio web de Muncie PowerProducts, www.munciepower.com, incluye información acerca de la líneacompleta de productos Muncie, los manuales de servicio e instalación, lasubicaciones de los distribuidores autorizados y mucho más. También sirve comopunto de lanzamiento para M-Power. Dentro de M-Power se pueden seleccionartomas de fuerza y bombas, realizar cálculos hidráulicos y mecánicos, ver gráficosde las piezas de servicio y ver los números de modelo de los competidores.

Además, mientras visita el sitio web de Muncie, asegúrese de ver el área deCAPACITACIÓN para buscar información acerca de las clases y los seminarios decapacitación sobre productos que ofrece Muncie Power Products.

Por último, Muncie Power Products le ofrece otro recurso muy importante: nuestropersonal. Los Gerentes de Servicio al Cliente de Muncie están listos para compartirsus conocimientos con usted, y están a solo una llamada gratuita de distancia.

Llame al 1-800-367-7867 (FOR-PTOS) para recibir ayuda con la selección decomponentes o con la solución de problemas de los sistemas.

2 Muncie Power Products, Inc.

CÓMO FUNCIONAN LOS SISTEMASHIDRÁULICOS MONTADOS EN CAMIONES

6.a edición

Toma de fuerza Muncie serie CS yserie PK para bombas de engranaje

montadas en una transmisiónautomática Allison®

SECCIÓN 1: PRINCIPIOS DE LA HIDRÁULICALos sistemas hidráulicos montados en camiones, independientementede su aplicación, tienen en común los componentes y los principios defuncionamiento básicos de cualquier sistema hidráulico. Utilizan unafuente de energía, depósitos, bombas, válvulas de control direccional yactuadores para mover y controlar el fluido y así realizarel trabajo.

En todo circuito hidráulico, se comienza con unapotencia mecánica en forma de una flecha rotatoria,que luego se convierte en potencia hidráulica en labomba, se dirige con una válvula ya sea a un cilindroo a un motor, y, luego, se vuelve a convertir en potencia mecánica.Tenemos que hacer esto porque con la potencia en forma de fluido podemosdividir, dirigir y controlar fácilmente la aplicación de la fuerza.

Todas las aplicaciones hidráulicas están basadas en los requisitos de flujo y depresión. El flujo, expresado en galones por minuto (gpm), determina la velocidada la cual un cilindro hidráulico se extiende o un motor hidráulico gira. El flujo esproducido por la bomba. La presión, expresada en libras por pulgada cuadrada(pounds per square inch, psi), determina la cantidad de fuerza ejercida. Lapresión se produce cuando el flujo encuentra resistencia.

La bomba no produce presión, pero sí la tolera. La combinación del flujo y lapresión requeridos por un sistema hidráulico determina la potencia (hidráulica) encaballos de fuerza de funcionamiento. Este requisito de potencia en caballos defuerza se puede determinar con la siguiente fórmula:

Una restricción aplicada

al flujo genera presión.

HP = GPM X PSI ÷ 1714

Ejemplo: Un sistema hidráulico requiere 12 gpm a una presión defuncionamiento de 2000 psi. El requisito de potencia hidráulicaen HP es: 12 x 2000 ÷ 1714 = 14 HP

PRINCIPIO DE PASCAL

El principio básico que gobierna la hidráulica se remonta a un matemático yfilósofo francés del siglo XVII, Blaise Pascal. El Principio de Pascal afirma que lapresión ejercida en un líquido confinado se transmite instantáneamente, demanera uniforme y sin disminución, a toda la superficie del recipiente. Esteprincipio básico llevó a Pascal a inventar la prensa hidráulica y la jeringa. Como elaceite es prácticamente incompresible (99%), cualquier fuerza que se aplica a unextremo de un tubo o manguera lleno de aceite será transmitida instantáneamenteal otro extremo.

SE REQUIERE FLUJO Y PRESIÓN PARA REALIZAR TRABAJO.

Es importante, desde el punto de vista de la solución de problemas, recordar ladiferencia entre flujo y presión. El flujo se compara a la velocidad, y la presión secompara a la fuerza. Un sistema hidráulico que no puede levantar una cargaprobablemente está experimentando un problema relacionado con la presión. Unoque sí puede realizar trabajos, aunque lentamente, probablemente estáexperimentando un problema relacionado con el flujo.

NO HAY FUNCIONAMIENTO = no hay presiónFUNCIONAMIENTO LENTO = presión baja


CUATRO IMPORTANTES LEYESDE LA HIDRÁULICA I. PRINCIPIO DE PASCAL: una presión

aplicada a un fluido confinado endescanso se transmiteadiabáticamente (sin ganancia nipérdida de calor) con igualintensidad a todo el fluido y a todaslas superficies del recipiente. ESTEES EL PRINCIPIO QUE PERMITEQUE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOSFUNCIONEN DE MANERAPREDECIBLE.

ESTAS LEYES AFECTAN ELCOMPORTAMIENTO DEL AIRE, LO QUEPUEDE OCASIONAR FALLAS. AYUDAN AEXPLICAR EL FENÓMENO DE LACAVITACIÓN Y LA AIREACIÓN.

II. LEY DE BOYLE: a temperaturaconstante, la presión absoluta deuna masa dada de gas varíainversamente con el volumen.

III. LEY DE CHARLES: a presiónconstante, el volumen de una masadada de gas varía directamente conla temperatura absoluta.

IV. LEY DE HENRY-DALTON: la cantidadde aire que se puede disolver en unsistema es directamenteproporcional a la presión del airesobre el fluido. Presurizar un tanqueno evita la cavitación, ya que sepuede disolver más aire en el aceite.

Un sistema hidráulico simple montado encamión, que utiliza un cilindro y un motor

hidráulico como actuadores.

CUATRO PRESIONES

Recuerde, existen cuatro presiones actuando en un sistema hidráulico:

La presión atmosférica lleva el aceite desde el depósito hasta la entrada de la bomba.Las bombas están diseñadas para recibir, no para succionar, aceite. Por este motivo, espreferible colocar el depósito directamente por encima de la entrada de la bomba. (Estetambién es el motivo por el cual nos referimos al puerto de “entrada” de la bomba, enlugar de al puerto de “succión”). La presión atmosférica a nivel del mar es de 14.7 psi, ydisminuye, aproximadamente, 1/2 psi por cada 1000 pies de elevación. En la práctica, talvez sea necesario utilizar mangueras de entrada con diámetros más grandes y prestarmás atención a la ubicación del depósito en lugares con mucha altura como Denver, CO,o Salt Lake City, UT.

La presión del sistema en neutro es la resistencia al flujo aplicada por el sistema, segúnlas mediciones en la salida de la bomba, cuando todas las válvulas de control están enposición neutral. Todo componente, manguera y conector que el aceite debe atravesarpara llegar desde la salida de la bomba hasta el puerto de retorno del depósito se agregaa la presión del sistema en neutro. Esto se menciona, a veces, como presión ΔP (Delta-P) o “parasitaria”. Esta presión se resta del trabajo que puede realizar el actuador, y laenergía desperdiciada se transforma en calor del sistema. Los sistemas con alta presiónen neutro se calientan y desgastan con mayor rapidez. Idealmente, las presiones enneutro se deben mantener por debajo de 300 psi. En nuestra experiencia de solucionarproblemas, hemos visto presiones en neutro del sistema de hasta 900 psi.

La presión de funcionamiento de la bomba se explica por sí misma. Es la presiónrequerida para realizar trabajo (para extender el cilindro o girar el motor hidráulico), y semide en la salida de la bomba. Lo que se mide en la bomba es la presión defuncionamiento del actuador sumada a la caída de presión del sistema. Si se requieren1500 psi para hacer funcionar un motor hidráulico y la caída de presión del sistema esde 500 psi, la presión de funcionamiento medida en la bomba será de 2000 psi.

Por último, la presión de alivio es la presión a la cual la válvula de alivio del sistema seabre y purga el flujo de vuelta al depósito hasta que disminuye la presión del sistema.Generalmente, la presión de alivio se fija en, aproximadamente, 150 psi sobre la presiónde funcionamiento del sistema por cada 1000 psi. Por lo tanto, un sistema diseñadopara funcionar a 2000 psi debería tener la válvula de alivio calibrada a 2300 psi.

¿CUÁNTA PRESIÓN HIDRÁULICA SE PUEDE ESPERAR EN UN SISTEMA HIDRÁULICOMONTADO EN CAMIÓN?

Están los que piensan que la presión de funcionamiento del sistema está determinadapor una configuración, o por un ajuste, en la válvula de alivio. De hecho, comopodremos ver, la presión hidráulica es generada o limitada por varios factores:La carga que hay que mover.El desplazamiento del motor hidráulico o el área del pistón del cilindro.La eficiencia mecánica del diseño.La eficiencia hidráulica del diseño.

Utilizaremos el número 231 a lo largo de nuestra discusión sobre los componentes delsistema hidráulico. 231 es la cantidad de pulgadas cúbicas de líquido, en nuestro casoaceite, contenida en un galón. Los fabricantes de componentes hidráulicos clasifican alas bombas y a los motores según las pulgadas cúbicas de desplazamiento (cubic inchdisplacement, C.I.D.). Al igual que hablamos de motores de automóviles en términos depulgadas cúbicas, también especificamos y comparamos las bombas hidráulicas entérminos de pulgadas cúbicas de desplazamiento. Con desplazamiento de la bomba, nosreferimos a la cantidad de flujo de aceite que produce una bomba con cada rotacióncompleta de su flecha de entrada. Por lo tanto, una bomba de 4 pulgadas cúbicas, concada rotación de la flecha, moverá 4 pulgadas cúbicas de aceite desde la entrada hasta lasalida. ¿Qué quiere decir esto en galones por minuto, la medida a la que estamos másacostumbrados? Si nuestra aplicación requiere un caudal de 20 gpm, la flecha de entradade la bomba de 4 pulgadas cúbicas debe girar a una velocidad de 1155 rpm.

20 gpm X 231 = 4620 (pulgadas cúbicas en 20 galones)4620 ÷ 4 pulgadas cúbicas (desplazamiento de la bomba) = 1155 rpm

También utilizaremos el número 231 cuando hablemos de los depósitos, los cilindrosy los motores hidráulicos.


TABLA DE PRESIÓNATMOSFÉRICA

Altura Lectura Presión sobre el del barómetro atmosféricanivel del en pulgadas de en libras por plg.2mar, en pies mercurio (Hg) (BARES)

0 29.92 14.7 (1.01130)1000 28.8 14.2 (0.97344)2000 27.7 13.6 (0.93626)3000 26.7 13.1 (0.90246)4000 25.7 12.6 (0.86866)5000 24.7 12.1 (0.83486)6000 23.8 11.7 (0.80444)7000 22.9 11.2 (0.77402)8000 22.1 10.8 (0.74698)9000 21.2 10.4 (0.71656)10000 20.4 10.0 (0,68952)

20,000 lb25 plg.²

800 psi 2000 psi

20,000 lb10 plg.²

La presión está determinada por el área

Fuerza = Presión x Área

NOTA:1 plg. Hg= 0.4914 PSI

1 PSI = 2.035 plg. Hg

EFICIENCIA DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

Ningún sistema hidráulico es 100% eficiente. Esto es porque ningún componentehidráulico individual es 100% eficiente. Existen obstáculos mecánicos que hayque superar (fricción) y filtraciones internas (que son inevitables), lo cual le restaa la eficiencia general de los componentes y, por lo tanto, de todo el sistema.

Se ha calculado que los sistemas hidráulicos que utilizan cilindros comoactuadores, cuando son nuevos, tienen, aproximadamente, un 85% de eficiencia,mientras que los sistemas con motor hidráulico tienen, aproximadamente, un80% de eficiencia. Esto tiene dos consecuencias. Primero: los requisitos depotencia de la entrada de la bomba superarán a la potencia de la salida en unfactor igual a la ineficiencia. Segundo: la potencia que se pierde a causa de laineficiencia se convertirá en calor.

Por ejemplo, las bombas de engranaje, cuando son nuevas, tienen una eficienciavolumétrica de, aproximadamente, un 94%. Esto quiere decir que por cada diezgalones de aceite que ingresan a través del puerto de entrada, 9.4 galones saldrána través de la salida. Los 0.6 galones restantes, más o menos, pasarán por laspuntas de los dientes de engranaje. ¿Qué sucede cuando los componentes tienenuna filtración interna? ¡Calor! La ineficiencia se manifiesta en forma de calor.Cuanto mayor es la ineficiencia del sistema, mayor será el calor. Con el tiempo, amedida que los componentes se van desgastando y volviéndose menos eficientes,los sistemas hidráulicos funcionan más lentamente y generan más calor.

Sistemas hidráulicos de centro abierto y cerrado

Como ya hemos dicho, para realizar un trabajo hidráulico hacen falta doscondiciones: flujo y presión. Si se elimina alguna de estas, se detiene el trabajo.Alternativamente, si se puede controlar alguna de estas condiciones, se puedecontrolar el trabajo hidráulico. Esto ha llevado a dos diseños de sistemashidráulicos: de centro abierto y de centro cerrado.

Centro abierto

El término “centro abierto” describe el tipo de circuito hidráulico y, literalmente, laconstrucción de la válvula de control direccional. En un sistema de centro abierto,el flujo es continuo y la presión es intermitente. Cuando la bomba gira, se generaflujo que es enviado a través de la válvula de control direccional de vuelta altanque. Cuando se golpea una bobina en la válvula de control direccional, el flujoes enviado hacia la carga, lo que genera presión. Una vez que la presión excede lacarga, esta se mueve.

Centro cerrado

Igualmente, el término “centro cerrado” describe el tipo de circuito hidráulico y laconstrucción de la válvula de control direccional. En un sistema de centrocerrado, el flujo es intermitente y la presión es continua. Cuando la bomba gira,solo se genera flujo suficiente para mantener una presión de “reserva” en laválvula de control direccional, y para mantener la bomba lubricada. Cuando segolpea una bobina, se abre una vía para el flujo y, simultáneamente, se envíainformación sobre la señal de presión desde la válvula de control direccional a labomba, indicándole que genere flujo.


Eficiencia volumétrica: el flujo desalida real de una bomba, comparadocon su flujo de salida teórico enpulgadas cúbicas de desplazamiento.

EV = Salida real ÷ Salida teórica

Eficiencia mecánica: un indicador delas pérdidas de potencia interna de labomba como un porcentaje de lapotencia de entrada. (Cualquierfricción interna, cojinetes, sellos, etc.,generará pérdida de potencia).

Eficiencia general: la eficiencia de labomba cuando se calculan laseficiencias volumétricas y mecánicas.


SECCIÓN 2: EL MOTOR PRIMARIOEl motor primario suministra la potencia mecánica para accionar el sistema hidráulico. Enla industria de los sistemas hidráulicos móviles, el motor primario con el que estamosmás familiarizados es el motor del camión. El motor del camión suele utilizarse parasuministrar potencia a través de una toma de fuerza, a través de correas de la polea delcigüeñal, o directamente a través de un ensamble de eje de transmisión tubular. Enalgunos sistemas de alta potencia, se puede utilizar un motor auxiliar. En cualquier caso,este motor primario debe ser capaz de proporcionar la potencia necesaria para activar elsistema hidráulico. Consulte la fórmula de potencia hidráulica HP en la página 3.

TOMAS DE FUERZA

Las tomas de fuerza originales eran modelos con un engranaje único que se engranabacon un engranaje de transmisión, lo que provocaba la rotación de la flecha de salida. Lastomas de fuerza de engranaje único tienen velocidades y potencias limitadas. Sonutilizadas, principalmente, en camiones de volteo de un eje y grúas para agriculturapequeños.

Las tomas de fuerza de engranaje doble, o triple, que se pueden encontrar en camionesde volteo, camiones recolectores, grúas de auxilio, camiones elevadores, camionestanque y grúas montadas en camión, son las tomas de fuerza más utilizadas debido a suversatilidad. Este tipo de toma de fuerza se puede acoplar mediante cable, aire,solenoides eléctricos o palancas mecánicas, y una amplia variedad de flechas de salida ybridas de montaje permiten el acoplamiento directo de las bombas hidráulicas de losprincipales fabricantes. Las velocidades de la flecha de salida de la toma de fuerzavarían al cambiar la relación de engranaje interno de la toma de fuerza.

El diseño más reciente de toma de fuerza es el tipo con accionamiento por embrague.Estos modelos se acoplan por medio de discos de fricción en lugar de engranajesdeslizantes. Las tomas de fuerza tipo embrague se usan, comúnmente, en camionesrecolectores, camiones utilitarios, camiones para emergencias, camiones de basura,camiones elevadores, vehículos de rescate y camiones de bomberos.

En este texto no trataremos la selección de tomas de fuerza. Basta con decir que cuandose utiliza una toma de fuerza como fuente de potencia para el sistema hidráulico, estadebe cumplir con los requisitos de torque, potencia y velocidad del sistema. Paraobtener información más detallada sobre los tipos, la selección y la solución deproblemas de las tomas de fuerza, consulte otra publicación de Muncie Power Products,Aspectos básicos de las tomas de fuerza.

ACCIONAMIENTO CON EL CIGÜEÑAL DELMOTOR

Muchos vehículos de control de nieve yrecolectores de basura utilizan unabomba hidráulica de montaje frontalaccionada por un ensamble de eje detransmisión tubular del equilibradorarmónico del motor. Este arreglo“independiente” tiene la ventaja deproporcionar torque del motor en aplicaciones degran demanda, a la vez que elimina el costo de la toma defuerza. La desventaja de este tipo de instalación es que se debe elevar elradiador para permitir el pasaje para el eje de transmisión,extender los rieles de la estructura frontal y fabricar un soportede montaje para la bomba.

Las líneas de transmisión usadas para esta aplicación debenser de tipo tubular, balanceado, capaces de transmitir cargasde torque alto. La serie Spicer 1310, o sus equivalentes, se indican comúnmente.Nunca se deben utilizar barras sólidas en las aplicaciones accionadas por cigüeñal.

Bomba deembrague

accionada por elcigüeñal.

Serie SG

Serie CS20

Serie 82

Tomas de fuerza usadas para transferirpotencia del motor a una bomba hidráulica.

Ángulo máximo de funcionamientode la junta en U

AO = Longitud de la flecha5

Serie TG

Serie FR


Otra consideración importante es la inclinación del eje de transmisión. No soloes necesario mantener un ángulo pequeño con relación a la horizontal(generalmente, menos de 7°), sino también mantener la flecha de entrada de labomba paralela al cigüeñal del motor o a menos de 1 1/2°. Igualmente, los yugosen cada extremo de la flecha deben estar “en fase” o alineados entre sí. Si no setienen en cuenta estos requisitos, se pueden producir vibraciones en el eje detransmisión y daños en la bomba.

Es probable que con las modificaciones recientes y planeadas en los motores porparte de los fabricantes de camiones, para cumplir con las regulacionescambiantes sobre ruido y emisiones, los instaladores de equipos ya no puedanofrecer este tipo de sistemas de transmisión en el futuro.

MOTORES AUXILIARES

Los motores auxiliares, a gasolina o diésel, por lo general, se usan únicamenteen aplicaciones que requieren toda la potencia y el torque del motor. En lasaplicaciones montadas en camión, esto incluye cosas tales como bombas devacío grandes y bombas para hormigón. Generalmente, una o más bombashidráulicas están acopladas a la flecha de salida del motor.

BOMBAS ACCIONADAS POR CORREA

Las bombas accionadas por correa, o “bombas deembrague”, son fuentes de potencia popularespara aplicaciones como grúas de auxilio ycamiones elevadores. También representan unaalternativa a los sistemas de toma de fuerza envehículos sin apertura para toma de fuerza, oen donde está obstruido el acceso a la toma defuerza de la transmisión. La bomba de embraguees accionada por correa desde la polea del cigüeñal,a través de un embrague eléctrico similar al que sepuede encontrar en el compresor del aireacondicionado de un automóvil.

Una consideración importante en las aplicaciones con bomba de embrague es lalimitación de potencia en caballos de fuerza de las correas del motor. Una correatípica tipo automotriz, de 1/2 pulgada, puede transmitir únicamente 7 1/2 depotencia en caballos de fuerza. La mayoría de las aplicaciones utilizan doscorreas en V o una correa poly-V para accionar la bomba. Esta limitación de lacorrea (y las limitaciones de espacio disponible) prohíbe el uso de bombas dedesplazamiento grandes (más de 2 1/2 plg.3) en las aplicaciones con bomba deembrague. Las transmisiones con correa serpentín proporcionan un poco másde potencia que las correas en V.

Los cambios en el diseño de los camiones y los compartimentos muy pequeñosde los motores plantean desafíos para los fabricantes de bombas de embrague.Sin embargo, las bombas de embrague siguen siendo una opción popular paralas aplicaciones hidráulicas que requieren flujos de hasta 15 galones por minuto.

Veloc. Ángulomáx. máx.(RPM) A

3500 5°3000 6°2500 7°2000 8°1500 11°1000 12°

A

TOMA DEFUERZA BOMBA

TRANSMISIÓN

VISTA SUPERIOR

Nota: Las flechas sólidasno se recomiendan paravelocidades defuncionamiento continuode más de 1000 RPM.

BOMBA

POLEAS EN LÍNEA

LARGO DEL ALCANCE

DEFLEXIÓN

ENVOLTURA DE 1800

LARGO DEL ALCANCE

ENVOLTURA DE 1800

SOPORTE INCLINABLE PARA TENSIONADO

Fuerza de 3 ½ a 5 lb

DEFLEXIÓN (VER TABLA)

CORREA POLY “V” CLASE K DE 6 U 8 RANURAS OPCIONAL

Bomba de embragueaccionada por correa.

Kit de bomba de embrague y soporte.

La correcta alineación y tensión de lacorrea es crucial para el rendimientode la bomba de embrague.

SECCIÓN 3: BOMBASLas bombas hidráulicas toman la energía mecánica del motor primario (una fuerza degiro) y la convierten en energía fluida en forma de flujo de aceite; todavía no existe lapresión, eso viene después. Como se explicó anteriormente, por lo general, nosreferimos a este flujo de aceite en términos de galones por minuto (gpm). Es este caudalel que determina la velocidad a la cual el sistema funcionará.

Si tiene las especificaciones del fabricante para el sistema hidráulico, estas deberíanindicar los requisitos de caudal de funcionamiento (GPM/LPM) y de presión(PSI/bares). Es posible que también se sugiera una marca y un modelo de bomba. Enlo que respecta al sistema hidráulico, cualquier bomba que cumpla con los requisitosde flujo y presión funciona igual de bien. Algunas pueden ser más eficientes. Algunasse ven diferentes. El costo real tal vez no esté en el precio de la compra sino en elcosto de hacer funcionar y mantener el sistema a lo largo de su vida útil.

Las bombas pueden ser de diseño de un sentido o de dos sentidos. Las bombas de unsentido funcionan en una sola dirección de giro de la flecha, mientras que las bombasde dos sentidos pueden funcionar en cualquier dirección. Las bombas de un sentido amenudo se pueden distinguir porque los puertos de entrada y de salida tienentamaños diferentes, y el más grande es el de entrada. Algunas bombas de dossentidos tienen dos flechas de entrada para que coincidan con la rotación del eje detransmisión. Las bombas de dos sentidos también suelen tener puertos de tamañosiguales, ya que cualquiera puede ser de entrada o de salida, según la rotación.

NOTA: La rotación de la flecha de entrada hacia la izquierda (rotación antihoraria) es lamás común en sistemas montados en camión.

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Y VARIABLE

Generalmente, se pueden encontrar tres tipos de construcciones de bombashidráulicas en las aplicaciones hidráulicas móviles: engranaje, pistón y paletas.

BOMBAS DE ENGRANAJE

Las bombas de engranaje, también conocidas como“bombas de engranaje externo”, son el diseño máscomún en uso para sistemas hidráulicos montadosen camión. Las bombas de engranaje sonrelativamente económicas, tienen pocas piezasmóviles, son fáciles de mantener y, en general, toleranmás la contaminación que otros diseños.

Las bombas de engranaje son bombas dedesplazamiento fijo o positivo. Esto es, producen el mismo volumen de caudal en cadarotación completa de la flecha. Los tipos de sistemas en los que generalmente se usanlas bombas de engranajes se conocen como sistemas de “centro abierto”. Los sistemasde centro abierto son aquellos que permiten que el aceite sin usar fluya a través delnúcleo del centro abierto de la válvula direccional y vuelva al depósito bajo presión deretorno baja. Las bombas de engranaje solo se pueden usar en sistemas de centrocerrado, si se utilizan válvulas especiales.

Las bombas de engranaje funcionan atrapando aceite en las áreas entre los dientes desus dos engranajes (el engranaje impulsor de la flecha de entrada, y el engranajeaccionado, o “intermedio”) y el cuerpo de la bomba, transportándolo alrededor de lacircunferencia de la cavidad del engranaje y empujándolo a través del puerto de salidamientras los engranajes se engranan. Una pequeña cantidad de aceite a presión sepermite detrás de las “placas de desgaste” de aleación de latón en cada extremo deljuego de engranajes, y las empuja firmemente contra los extremos de los engranajespara mejorar la eficiencia de la bomba.

Las bombas de engranaje se clasifican en términos de sus pulgadas cúbicas dedesplazamiento, la clasificación de presión máxima y los límites de velocidad deentrada máximos.

Las bombas de engranaje están disponibles en desplazamientos de menos de 1/2 plg.3hasta más de 9 plg.3. Los fabricantes de bombas usan una “velocidad de régimen”,por lo general, 1000 rpm, para describir sus bombas. Esto les permite describir susbombas en términos de “galones por minuto”, a lo cual están acostumbrados lamayoría de los usuarios. Un fabricante que utiliza 1000 rpm como velocidad derégimen se referiría, por ejemplo, a su bomba de 7 plg.3 como una bomba de 30 gpm.(7 plg.3 X 1000 ÷ 231 = 30.3 gpm)


• LAS BOMBAS PRODUCENFLUJO

• LAS BOMBAS NO PRODUCENPRESIÓN

• LA PRESIÓN SE PRODUCECUANDO EL FLUJO ENCUENTRARESISTENCIA

FLUIDO QUE SALE DE LA

BOMBA

FLUIDO QUE ENTRA A LA

BOMBA

OPUESTO (TOMA DE FUERZA)


BOMBA


BOMBA

BOMBA CON ROTACIÓN HACIA LA IZQUIERDA

BOMBA CON ROTACIÓN HACIA LA DERECHA

VISTA DESDE EL FRENTE DEL VEHÍCULO



VISTA DESDE LA PARTE TRASERA DEL VEHÍCULO

VISTA DE LA BOMBA

BASE HACIA ABAJO



BOMBA


BOMBA


BOMBA


BOMBA

BOMBA CON ROTACIÓN HACIA LA IZQUIERDA

BOMBA CON ROTACIÓN HACIA LA DERECHA

Vista transversal de una bomba de engranaje.

Bomba serie PK de Muncie

Precaución: No todos los fabricantes de bombas utilizan la misma velocidad derégimen. Algunos usan 1000 rpm, algunos usan 1200 y algunos usan 2000. Hayque tener cuidado al comparar o reemplazar las bombas de distintos fabricantes.No querrá venderles a sus clientes una bomba demasiado grande o pequeña parasu aplicación porque no realizó una comparación precisa. Si es posible, tome ladeterminación basándose en la comparación de las pulgadas cúbicas dedesplazamiento o en la especificación del equipamiento original.

Todas las bombas, independientemente de su diseño, tiene una clasificación depresión máxima. Esta es la presión más alta a la cual la bomba está diseñada parafuncionar. No es la presión que produce la bomba cada vez que funciona. Laclasificación de presión máxima de funcionamiento se ve afectada por muchasvariables, las que incluyen el diámetro de la flecha, las cargas de cojinete, lacomposición del cuerpo, el tipo y el tamaño de puerto. Un factor importante queafecta las clasificaciones de presión de las bombas de engranaje es la distanciaentre los cojinetes delanteros y traseros que sostienen los engranajes de la bomba.Cuanto más grande es la longitud sin apoyo, más baja es la clasificación de presiónmáxima.

La velocidad máxima de funcionamiento de una bomba está basada, principalmente,en el límite en el cual los engranajes rotatorios pueden llenar la cavidad del engranajeantes de que comience la cavitación, aunque el tipo de cojinete y la calidad del aceitehidráulico también pueden ser factores. A menudo, esto se relaciona con el tamaño yla ubicación del puerto. También puede verse afectada por el tamaño de la manguera,la ubicación del depósito y la viscosidad del aceite. El funcionamiento a velocidadesexcesivas puede ocasionar cavitación o daños causados por el calor. Posteriormente,trataremos la cavitación con más detalle.

Curiosamente, las bombas de engranaje también tienen un límite de velocidadmínimo. Las bombas de engranaje, por lo general, son más eficientes en el terciosuperior de su rango de velocidad de funcionamiento. Las bombas que giranlentamente son menos eficientes que las que giran más rápido. Considere elespacio alrededor de un engranaje puesto en una bomba hidráulica como un orificiofijo. Con RPM bajas, una gran proporción de la salida teórica total de la bomba sedesvía y vuelve al lado de la entrada, lo que genera calor. El funcionamiento pordebajo de las RPM mínimas genera un exceso de calor, lo que puede dañar lossellos y desgastar las placas. En general, las bombas de engranaje no debenfuncionar a velocidades de la flecha de entrada inferiores a 1000 RPM. La tabla acontinuación muestra el rendimiento típico para una bomba de engranaje. Tenga encuenta que a una presión constante, la eficiencia volumétrica de una bombaaumentará a medida que aumenta la velocidad de la flecha de la bomba. Tambiéntenga en cuenta que, a una velocidad constante, la eficiencia disminuirá a medidaque aumenta la presión. Los cambios, ya sea en la velocidad o en la presión,afectarán la eficiencia volumétrica de una bomba de engranaje. Las bombas quefuncionan dentro del extremo superior de su rango de velocidad son máseficientes que las que funcionan en el extremo más bajo. Tenga esto en cuenta a lahora de seleccionar la toma de fuerza.

FLUJO DE SALIDA DE LA BOMBA BASADO EN PULGADAS CÚBICAS DE DESPLAZAMIENTO – TEÓRICASVelocidad

de la flecha (RPM) 1000 1200 1500 2000 2500 3000DESPLAZAMIENTO

1 4 5 6 9 11 132 9 10 13 17 22 263 13 16 19 26 32 394 17 21 26 35 43 525 22 26 32 43 54 656 26 31 39 52 65 787 30 36 45 61 76 918 35 42 52 69 87 1049 39 47 58 78 97 117

Fórmula: GPM = D x RPM ÷ 231

S.A.E. Montaje/tamaño de las flechas

S.A.E. PILOTO ORIF. DEL PERNO TAM. DE LA FLECHA

A 3.25" (2) 4.188" 0.625"B 4" (2) 5.75" 0.875"-13 ranuras

4" (4) 5" 0.875"-13 ranurasBB 4" (2) 5.75" 1"-15 ranuras

(4) 5" 1"-15 ranurasC 5" (2) 6.75" 1.25"-14 ranuras

(4) 6" 1.25"-14 ranuras

TABLA DE RENDIMIENTO DE LA BOMBAMODELO: PK13 (2.96 plg.3 de desplazamiento) PRUEBA: datos de prueba de una bomba promedio TEMP.: 120 °F (49 °C) VISCOSIDAD: 100 SUS

RPM PSI DE BARES DE FLUJO TORQUE EN HP DE HP EFIC. EFIC. EFIC.VELOC. SALIDA SALIDA GPM PLG.-LB PIES-LB ENTRADA HID. MEC. VOL. GRAL.

500 1,000 69 5.3 630 52.50 5.0 3.1 74.7 82.9 61.92,000 138 4.8 1,185 98.75 9.4 5.6 79.4 75.0 59.62,500 172 4.6 1,513 126.08 12.0 6.7 77.7 71.9 55.9

1,000 1,000 69 11.6 548 45.67 8.7 6.8 85.8 90.7 77.82,000 138 11.1 1,097 91.40 17.4 13.0 85.7 86.8 74.42,500 172 10.9 1,386 115.50 22.0 15.9 84.8 85.2 72.3

1,500 1,000 69 18.1 542 45.17 12.9 10.6 86.8 94.3 81.92,000 138 17.8 1,092 91.00 26.0 20.8 86.1 92.8 79.92,500 172 17.4 1,345 112.08 32.0 25.4 87,4 90.7 79.3

2,000 1,000 69 24.2 539 44.92 17.1 14.1 87.3 94.6 82.52,000 138 23.9 1,078 89.83 34.2 27.9 87.3 93.4 81.52,500 172 23.7 1,323 110.25 42.0 34.4 88.9 92.6 82.3

2,400 1,000 69 29.2 533 44.40 20.3 17.0 88.2 95.1 83.92,000 138 28.9 1,060 88.30 40.4 33.7 88.7 94.1 83.52,500 172 28.8 1,339 116.58 51.0 42.0 87.8 93.8 82.4

PILOT

B

PILOTO

O BOLTCIRCLES

BC

BC

ORIFICIOSDEL PERNO

P

OP

OP


BOMBAS DE PISTÓN

Las bombas de pistón se usan con frecuencia en donde se requieren altaspresiones de funcionamiento, ya que estas bombas, por lo general, toleranpresiones más altas que las bombas de engranaje de desplazamiento comparable.Las grúas montadas en camión utilizan con frecuencia bombas de pistón. Lasdesventajas son el alto costo inicial, una menor resistencia a la contaminación ysu complejidad. Con más piezas móviles, tolerancias menores y requisitos defiltrado más estrictos, las bombas de pistón requieren mayor sofisticación porparte del diseñador del equipamiento y el técnico de mantenimiento.

Una bomba de pistón está compuesta por un bloque de cilindros que contienepistones (por lo general, cuatro, nueve u once), los que succionan aceite del puertode suministro y lo empujan a través de la salida, a medida que se mueven haciadentro y hacia fuera. La longitud de la carrera del pistón está determinada por elángulo de un “plato inclinado” contra el cual se mueve el extremo deslizante delpistón. El bloque de cilindros, que contiene los pistones, gira junto a la flecha deentrada de la bomba, mientras que el plato inclinado permanece fijo. El volumentotal de los cilindros de la bomba determina el desplazamiento de esta.

Las bombas de pistón están disponibles con diseño de desplazamiento fijo yvariable. Una bomba de pistón de desplazamiento fijo tiene un plato inclinado conun ángulo no regulable y, al igual que una bomba de engranaje, su flujo de salidaes directamente proporcional a la velocidad de la flecha de entrada. Este tipo debomba de pistón, igual que la bomba de engranaje, se usa en sistemashidráulicos de centro abierto.

En algunas aplicaciones (vehículos de control de hielo y nieve, por ejemplo), losrequisitos de flujo hidráulico varían de acuerdo con las condiciones defuncionamiento y puede ser conveniente variar el flujo del sistema sin que varíe lavelocidad del motor (entrada de la bomba). En estas aplicaciones, se especificauna bomba de pistón de desplazamiento variable. Con este diseño, el platoinclinado no está fijo y su ángulo se regula, a través de un compensador, por unaseñal de presión de la válvula direccional. Si se requiere más flujo, el ángulo delplato inclinado cambia para que la carrera del pistón sea más larga, con lo cualaumenta el desplazamiento de la bomba. Las bombas de desplazamiento variablese usan en sistemas de centro cerrado. En estos sistemas, no hay exceso de flujoni se pierde potencia hidráulica, ya que el ángulo del plato inclinado disminuye amedida que disminuye el requisito de flujo.

Las bombas de pistón de desplazamiento variable pueden ser de presióncompensada, de flujo compensado, o de presión y flujo compensados.

Un sistema de presión compensada regula el ángulo del plato inclinado(desplazamiento de la bomba) para mantener un flujo especificado,independientemente de los cambios en la presión del sistema.

Un sistema de flujo compensado regula el ángulo del plato inclinado para manteneruna presión de margen constante a medida que cambian los requisitos de flujo.

Un sistema que combina la compensación de presión y de flujo a menudo seconoce como sistema con “sensor de carga”. Muchos vehículos de control dehielo y nieve utilizan este tipo de sistema.

BOMBAS DE PALETAS

Las bombas de paletas, que alguna vez fueron comunes en vehículos utilitarios(con elevadores y escaleras), ya no se ven con tanta frecuencia en los sistemashidráulicos móviles (montados en camión). El motivo principal se debe a laamplia aceptación y disponibilidad de las bombas de engranaje y al mayor controlde los equipos brindado por las bombas de pistón de desplazamiento variable.

Las bombas de paletas funcionan de manera similar a las bombas de engranajeen que, a medida que la flecha de entrada gira, el aceite es recogido entre laspaletas y transportado hasta el extremo de salida de la bomba. Sin embargo, hayun solo juego de paletas, a diferencia del par de engranajes, en un “cartucho”rotatorio en la carcasa de la bomba. El área entre las paletas aumenta en elextremo de entrada de la bomba, y se reduce en la salida. Este cambio en el áreahace que el aceite se extraiga a través del puerto de suministro y se expulse através de la salida a medida que gira el cartucho de paleta.


Bomba depistón serie V

Bomba depaleta serie D

Vista transversal deuna bomba de pistónde desplazamiento

variable

Vista transversal deuna bomba de paleta

BOMBAS DE VOLTEO

Las bombas de camiones más reconocidasson las “bombas de volteo”. La bombade volteo, tal como la conocemos hoy,se lanzó hace casi 50 años y, desdeentonces, cambió muy poco, aunque eldiseño más reciente tiene puertos másgrandes y un diseño de engranajes máseficiente. Esta bomba, común en camionesde volteo de eje en tándem hasta remolquesde volteo, es básicamente una bomba de engranaje conun desplazamiento de un poco más de 6 pulgadas cúbicas,con una válvula de control direccionalintegral de tres vías y tres posiciones, y unensamble de descarga de presión. Lomás importante que hay que recordarcon respecto a estas bombas es quefueron diseñadas específicamente parauna aplicación: los camiones de volteo (deahí viene su nombre), y no están indicadaspara otras aplicaciones comunes como losremolques de piso móvil y los eyectores. Los caminos internosestrechos las hacen inadecuadas para las aplicaciones de servicio continuo debido a que sepuede generar un exceso de calor. Las bombas de volteo también tienen una clasificaciónde presión máxima que puede estar por debajo de los requisitos de algunas aplicaciones depiso móvil. Para las aplicaciones que involucran tanto a remolques de volteo como de pisomóvil, use el sistema Combo Kit II de Muncie, que utiliza una bomba de servicio continuode alta presión y una válvula de control de volumen alto separada con un ensamble dedescarga de dos etapas.

Las bombas de volteo comúnmente son de acoplamiento directo a la toma de fuerza. Conun peso de 70 libras, es importante que las bombas de acoplamiento directo esténsostenidas firmemente a la carcasa de la transmisión, a través de un soporte suministradopor el instalador. Este soporte debe ser de tipo cuatro puntos (dos para la bomba/dos parala transmisión). Las bombas de volteo, por lo general, vienen con pernos de cuerpoampliado para usar como puntos de conexión. Consulte el manual de instalación de latoma de fuerza para ver información adicional y sugerencias de diseño.

Otra consideración importante en la selección de bombas de volteo son los sistemas de“dos líneas” versus los de “tres líneas”. Esto hace referencia a la cantidad de manguerasutilizadas para la bomba. Los sistemas de dos líneas utilizan una manguera de entrada y deretorno común, y son frecuentes en camiones que voltean materiales, en vez deesparcirlos. Los sistemas de tres líneas están equipados con una manguera de retornodedicada, y son los preferidos para los camiones que se usan para esparcir (por ejemplo,colocar grava sobre la superficie de una carretera). Una bomba de volteo se puedeconvertir fácilmente de dos a tres líneas si se inserta un manguito poco costoso dentro delpuerto de entrada y se destapa el puerto de retorno. El manguito bloquea un caminointerno, y el aceite de retorno/neutro es enviado de vuelta al tanque a través del puerto deretorno. Hay una cuestión especial: la tercera línea (de retorno) se debe colocar debajo delnivel de aceite del tanque para evitar la pérdida de cebado y los consiguientes daños en labomba a causa de la aireación.

Existen, al menos, tres beneficios de unainstalación de tres líneas con respecto auna de dos líneas. El primer beneficio esla eficiencia. La tercera línea permite queel camino de retorno al depósito no tengaobstrucciones, lo que da como resultadociclos más rápidos. El segundo beneficioes la protección del sistema, en el caso deque un operador deje, sin darse cuenta, latoma de fuerza engranada (y la bombagirando) mientras va camino abajo. Eltercer beneficio es que la línea de retornodedicada permite la instalación de unfiltro de línea de retorno para quitar loscontaminantes, lo cual es un fundamentoimportante, especialmente si se cambiancon frecuencia los remolques entretractores.


Bomba serie E (para cajas de volteo)NO USAR PARA APLICACIONES DE PISO MÓVIL

Bombas de volteoserie E

INLETTO PUMP

PLUGGEDPORT TO/FROM CYLINDER

TO/FROM TANKDIFFUSER

QUICK DISCONNECT(USED WITH DUMP TRAILERS)

ENTRADA A LA BOMBA

DIFUSOR

HACIA/DESDE EL CILINDRO

HACIA/DESDE EL TANQUE

PUERTO CON TAPÓN

DESCONEXIÓN RÁPIDA (USADA C/REMOLQUES DE VOLTEO)

INSTALACIÓN DE DOS LINEAS

CAMINOS INTERNOS DEL FLUJO

Bobina en neutro:El aceite recircula dentrode la bomba

Caja bajando:El aceite de retorno fluyealrededor de la válvula dealivio y vuelve a través delpuerto de entrada (tanque)

INLETTO PUMP

TO/FROM CYLINDER

FROM TANK

RETURN TO TANK

DIFFUSER

QUICK DISCONNECT(USED WITH DUMP TRAILERS)

IF OIL SPRAY FORMS AROUND THE BREATHER CAP ONA 3-LINE SYSTEM, THE TANK LINES MAY BE REVERSED.

ENTRADA A LA BOMBA

DESDE EL TANQUEDIFUSOR

HACIA/DESDE EL CILINDRO

DESCONEXIÓN RÁPIDA (USADA C/REMOLQUES DE VOLTEO)

RETORNO AL TANQUE

SI SE ACUMULA SPRAY DE ACEITE ALREDEDOR DE LA TAPA DEL RESPIRADERO EN UN SISTEMA DE 3 LÍNEAS, LAS LÍNEAS DEL TANQUE PUEDEN ESTAR INVERTIDAS.

INSTALACIÓN DE TRES LÍNEAS

CAMINOS INTERNOS DEL FLUJO

Bobina en neutro:El aceite circula a travésde la bomba y vuelve através del tercer puertoen la bomba

Caja bajando:El aceite de retorno fluyea través del tercer puerto(de retorno)

ManguitoManguito

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3 Fig. 4

Puerto deretorno

Puerto deretorno

NPT de 1"(cilindro)

NPT de 1"(cilindro)

NPT de 11/4" (entrada)

BOMBAS PARA CAMIONES RECOLECTORES:

Tanto las bombas de válvula seca como las Live Pak conservan el combustiblemientras están en el modo apagado, y proporcionan un flujo completo cuando serequiere trabajo. Ambas están basadas en diseños estándar de bombas deengranaje, con la incorporación de válvulas especiales adicionales.

Bombas de válvula seca

Las bombas de válvula seca son bombas accionadas por el cigüeñal delantero,con gran desplazamiento (6 a 9 pulgadas cúbicas), que se usan, principalmente,en camiones recolectores de basura. Las bombas de válvula seca utilizan unaválvula especial tipo émbolo en el puerto de entrada de la bomba, para restringirel flujo en el modo apagado y permitir el flujo completo en el modo encendido.Esto hace que se consuma menos potencia y se ahorre combustible cuando elsistema hidráulico no está en uso. La válvula seca, en la posición cerrada, solopermite el paso del aceite suficiente como para mantener la lubricación de labomba. Este aceite de lubricación, aproximadamente, 1 1/2 gpm, es devuelto aldepósito a través de una “válvula de purga” y una línea de retorno pequeña. Unaválvula de purga que funcione bien es crucial para la vida útil de la bomba deválvula seca. Si la válvula de purga se obstruye con contaminantes, se produciránfallas en la bomba a causa de la cavitación. Muncie también fabrica válvulas secasestilo mariposa, llamadas válvulas Power-Pro, que eliminan el requisito de unaválvula de purga y brindan una mayor eficiencia del sistema.

Nota: Las placas de desgaste y los sellos de la flecha para una bomba de válvulaseca son diferentes de las piezas de una bomba de engranaje estándar. Si se tratade instalar una válvula seca en una bomba de engranaje estándar, es probable quese produzcan daños prematuros en la bomba.

Bombas Live Pak

Al igual que las bombas de válvulaseca, las bombas Live Pak seusan, principalmente, enaplicaciones de camionesrecolectores. Y, a diferencia delas bombas de válvula seca, lasbombas Live Pak no tienen unaválvula de cierre en la entrada. Enlugar de eso, las salidas incorporanuna válvula limitadora de flujo, llamadaválvula Live Pak, que funciona como unaválvula de descarga en la posición deapagado, y como válvula limitadora de flujoen la posición de encendido. Esto limita lavelocidad del sistema hidráulico paramantenerlo dentro de parámetros defuncionamiento seguro. Estas bombastambién son, por lo general, accionadas por el cigüeñal del motor.


Bomba Power-Pro

Bomba Power-Miser

Bomba Live Pak

Placa de desgaste de válvula seca

Placa de desgaste estándar

Válvula de purga

SECCIÓN 4: VÁLVULAS DIRECCIONALES Como su nombre lo indica, las válvulas de control direccional dirigen el flujo de aceite producidopor la bomba hacia los distintos actuadores (cilindros y motores) del sistema o de vuelta hacia eltanque. Como se explicó anteriormente, existen dos tipos de circuitos hidráulicos, de centroabierto y de centro cerrado. Estos circuitos requieren válvulas direccionales muy diferentes. Lasválvulas de centro abierto, que se encuentran en camiones de volteo, camiones recolectores,grúas de auxilio y en la mayoría de las aplicaciones montadas en camión, tienen un conducto,llamado “pasaje de centro abierto”, o “núcleo de centro abierto”, hacia un puerto de retorno quedirige el aceite sin usar de vuelta hacia el tanque. Las válvulas de centro abierto se usan ensistemas con bombas de desplazamiento fijo. Las válvulas de centro cerrado, que se encuentrancon frecuencia en sistemas hidráulicos centrales de vehículos de control de hielo y nieve, y enalgunos equipamientos utilitarios, se usan con bombas de pistón de desplazamiento variable yno cuentan con este pasaje de centro abierto. Los equipamientos de construcción fuera decarretera, para servicio pesado, siempre utilizan sistemas hidráulicos de centro cerrado.

Las válvulas direccionales pueden tener dos tipos de construcción: monobloque y seccional. Laválvula monobloque ha sido mecanizada de una sola pieza de fundición, y contiene los puertosde entrada, de trabajo y de retorno de la válvula en un solo bloque. La válvula seccional, o“apilable”, es más versátil, ya que tiene secciones de entrada, de trabajo y de retorno separadasque se pueden configurar para adaptarse a cualquier aplicación. Las válvulas seccionales sonpopulares entre los distribuidores de componentes hidráulicos debido a su versatilidad y facilidadde mantenimiento.

Además de hablar en términos de centro cerrado o abierto, las válvulas también se describen entérminos de las posiciones de la bobina y los caminos del flujo, esto es: 3 posiciones, 4 vías. Eneste ejemplo, “3 posiciones” hace referencia a las posiciones elevada, neutral y baja de la bobinade la válvula. “4 vías” hace referencia a los caminos internos del flujo de la sección de trabajo: (1)entrada desde el suministro, (2) presión para extender, (3) presión para replegar y (4) un retornoal tanque. Las válvulas con dos posiciones de la bobina son, generalmente, válvulas selectorasusadas para dirigir el flujo de aceite a cualquiera de los dos circuitos hidráulicos. La válvuladireccional a la que estamos más acostumbrados en los sistemas hidráulicos móviles es la detres posiciones (elevada, neutral, baja).

Las secciones de la válvula de “tres vías” se usan para controlar los cilindros hidráulicos desimple efecto que “suben por fuerza hidráulica y bajan por gravedad”. Las secciones de “cuatrovías” controlan los cilindros de doble efecto que “suben y bajan por fuerza hidráulica”. Un tipoespecial de sección de la válvula de cuatro vías, llamada sección de “flujo libre” o del “motor”, seutiliza para suministrar flujo de aceite a un motor hidráulico. Esta sección difiere de la sección decuatro vías estándar en que la bobina está mecanizada para permitir el flujo cruzado entre lospuertos de trabajo y el “núcleo de retorno” de la válvula mientras está en posición neutral. Estoevita que el movimiento del componente accionado dañe el motor.

Las válvulas de control direccional se especifican según el volumen de flujo de aceite que debentransportar, la presión de funcionamiento y la cantidad y el tipo de secciones de trabajorequeridas. Los fabricantes de válvulas especifican los caudales nominales y máximos, al igualque las presiones de funcionamiento máximas. El flujo nominal es el caudal al cual la válvulaalcanza la máxima eficiencia. El flujo y la presión máximos no deben excederse para que no seproduzcan daños, con frecuencia en la forma de exceso de calor.

Todas las válvulas tienen una sección de entrada, que recibe el flujo de la bomba y que sueleestar equipada con un cartucho de alivio de presión del sistema, una o más secciones de trabajoque envían el flujo hacia los actuadores (cilindros y motores), y una sección de retorno que envíael aceite de vuelta al depósito. Las secciones de trabajo se especifican según la función delactuador: simple efecto, doble efecto o motor. Además, las secciones de trabajo se puedenequipar con una o más opciones tales como cartuchos de alivio de puerto individuales,limitadores de flujo o válvulas anticavitación.

Los cartuchos de alivio de puerto individuales permiten que algunos puertos de trabajo osecciones de la válvula tengan configuraciones de alivio de presión diferentes de las otrasfunciones del sistema. Esta opción se especifica comúnmente para la carrera de bajada deun cilindro de caja de volteo de doble efecto. Los limitadores de flujo se usan para limitar elflujo y, por lo tanto, las velocidades del actuador. Las válvulas anticavitación evitan la cavitaciónen los cilindros de doble efecto, producida por un exceso de velocidad en la carrera de bajada.Otra opción es la “conexión directa” (Power Beyond) o “corte por alta presión” (High PressureCarryover, HPCO), que se usa para enviar el aceite a presión aguas abajo hacia otra válvula.


En los sistemas de CENTROABIERTO hay flujo constante ypresión intermitente.

En los sistemas de CENTROCERRADO hay presión constante yflujo intermitente.

Válvulaserie 90V

Válvula seccionalserie V20

Cada sección de trabajo en una válvula de control direccional también tiene múltiples opciones de“acción de la bobina” o “tapas posteriores”. Estas incluyen: centrado de resorte, retención de 3posiciones, retención de 4 posiciones, liberación magnética, etc.

Los cambios en las válvulas de control direccional se pueden realizar con palancas cortas,controles por cable, varillaje de palanca, controles solenoides de accionamiento directo oaccionados por piloto, controles hidráulicos o neumáticos. Todas estas opciones sonconforme a la preferencia del cliente, pero están influidas en gran medida por la ubicaciónde la válvula y el clima.

SECCIÓN 5: OTRAS VÁLVULAS Las otras válvulas utilizadas en los circuitos hidráulicos móviles incluyen los divisores decaudal, las válvulas selectoras y las válvulas de alivio en línea.

Los divisores de caudal se usan para dividir el flujo producido por una sola bomba demanera que dos sistemas puedan funcionar simultáneamente. Los divisores de caudalpueden ser proporcionales o ajustables. Los divisores de caudal proporcionales dividen elflujo entrante, independientemente de la velocidad del caudal, de manera proporcional(50/50, 75/25, etc.). Los divisores de caudal ajustables, a veces denominados divisores decaudal prioritarios, envían el flujo hacia la salida primaria, o “controlada”, por medio de unorificio ajustable de presión compensada, y el flujo restante se envía hacia la salida de flujoexcedente. Este tipo se utiliza comúnmente para limitar la velocidad de un motor o cilindrohidráulico, ya que permite que solo una cantidad fija de caudal de aceite llegue a ellos.

Las válvulas selectoras se usan para enviar todo el caudal de aceite a un circuito o a otro,en lugar de dividirlo hacia dos caminos. La válvula selectora básica es una válvula de tresvías y dos posiciones. Esta válvula a menudo se utiliza en camiones de volteo que jalan deun remolque separado, o “corto”.

Las válvulas de alivio en línea, como su nombre lo indica, son válvulas de alivio auxiliaresque se pueden montar en cualquier lugar del lado de alta presión del circuito. Se puedenusar para aislar una parte del sistema, para brindar protección contra la presión a loscomponentes individuales o para complementar a la válvula de alivio principal del sistema.

Las válvulas de alivio pueden ser de accionamiento directo o accionadas por piloto. En unaválvula de alivio de accionamiento directo, la presión del sistema empuja contra un émboloaccionado por resorte. Cuando la presión del sistema excede la tensión del resorte, laválvula se abre y la presión es liberada hacia el depósito. Las válvulas de alivio accionadaspor piloto utilizan la presión del sistema junto con la tensión del resorte para que la válvulatenga un funcionamiento más suave y preciso.

Por lo general, las válvulas de alivio deben configurarse a, aproximadamente, 150 psi porencima de la presión de funcionamiento recomendada por el fabricante del equipamientopor cada 1000 psi. Si se configura la presión de alivio demasiado cerca de la presión defuncionamiento, se puede ocasionar un funcionamiento prematuro e innecesario de laválvula de alivio. Esto puede, a su vez, generar problemas de ruido y calor, al igual que unfuncionamiento irregular. Recuerde que el aceite que pasa por el orificio pequeño de unaválvula de alivio es una causa común de recalentamiento del sistema. Esto se producecuando una válvula está incorrectamente ajustada o está adherida a causa de loscontaminantes atrapados.

La línea de alivio que vuelve al tanque debe tener el diámetro suficiente para transportar elcaudal. Si la válvula o línea de alivio es demasiado pequeña, es posible empujar el caudaldentro del sistema si se “satura” la válvula de alivio. Esta condición puede ocasionarfácilmente daños en el sistema.

Siempre controle las configuraciones de la válvula de alivio cuando vaya a reemplazaruna bomba, ya que es práctica común, por parte de los mecánicos sin experiencia,“aumentar la presión” para intentar corregir la pérdida de eficiencia de la bomba.

La válvula de alivio nunca debe ajustarse, a menos que haya un manómetro instaladopara determinar la configuración correcta.


Divisor de caudal prioritarioPFD-30

Válvula de alivio en líneaRV-30

Válvula selectora MSV


SECCIÓN 6: ACTUADORESLos actuadores son los componentes hidráulicos que realmente llevan a cabo el trabajofísico en el sistema. Son los componentes que convierten la potencia en forma de fluido enpotencia mecánica. Los cilindros y motores hidráulicos son los actuadores del sistema.

Los cilindros hidráulicos convierten la potencia enforma de fluido en un movimiento lineal paraelevar una caja de volteo o inclinar una palaquitanieves, por ejemplo. Los cilindros hidráulicospueden ser de simple o de doble efecto, de una ode múltiples etapas (telescópicos).

Los cilindros de simple efecto, también conocidoscomo cilindros que “suben por fuerza hidráulica ybajan por gravedad”, se extienden cuando sesuministra caudal a la base del cilindro,empujando el pistón del cilindro y extendiendo lavarilla. El cilindro de simple efecto se basa enfuerzas contrarias, el peso y la gravedad, parareplegarse. Este tipo de cilindro se encuentracomúnmente en cajas de volteo y palasquitanieves. La mayoría de los cilindrostelescópicos son de simple efecto.

Los cilindros de doble efecto, o que “suben y bajan por fuerza hidráulica”, tienen un puertoen cada extremo y están accionados hidráulicamente en ambas direcciones. Los cilindrosde doble efecto se usan cuando el cilindro se monta en posición horizontal, o cuando sedesea tener un mayor control de la carrera de retorno. El mecanismo de angulación de losquitanieves y los brazos de grúas son aplicaciones montadas en camión comunes.Mientras que la mayoría de los cilindros de doble efecto son de una sola etapa, existenaplicaciones que requieren la carrera más larga de un cilindro telescópico.

Presión = Fuerza ÷ Área

La presión teórica del sistema hidráulico requerida para mover un cilindro hidráulico sepuede calcular dividiendo la carga (el peso que hay que levantar) por el área del pistóndel cilindro hidráulico. Tenga en cuenta que este es el requisito de presión teórico. En larealidad, para iniciar el movimiento con el vehículo detenido se requiere,aproximadamente, un 30% más de presión. Para acelerar el movimiento se requiere,aproximadamente, un 10% más de presión. Esta presión adicional es necesaria parasobrepasar la fricción dentro del cilindro. Obviamente, hay que tener en cuenta otrosfactores a la hora de determinar los requisitos de presión. ¿Se levanta la carga recta oinclinada, como en una aplicación de caja de volteo? Si la carga se moveráhorizontalmente, ¿qué fuerzas de fricción se deben sobrepasar? ¿Cambiala carga durante el desplazamiento del cilindro?

¿Qué tan rápido se extiende o repliega un cilindro hidráulico? Si quieroextender un cilindro en una cantidad de tiempo determinada, ¿cuántocaudal se necesitará de la bomba? La eficiencia de la bomba, ¿cómoafecta la velocidad de un cilindro? Todas estas preguntas se puedenresponder con un simple cálculo. ¿Recuerda la clase de geometría básicade secundaria y la fórmula πr2? Se la usaba para calcular el área de uncírculo. “π”, o símbolo de pi, representa 3.14, “r” es el radio (la mitad deldiámetro) de un círculo, y elevar un número al cuadrado (x2) significamultiplicarlo por sí mismo. Entonces, la fórmula para encontrar el áreaque se menciona en la fórmula de arriba es r X r X 3.14. Esa sería lasuperficie del pistón del cilindro hidráulico en pulgadas cuadradas. Unavez conocida el área del pistón, se puede determinar la velocidad deextensión del cilindro usando la siguiente fórmula:

GPM X 231 ÷ Área = Velocidad del cilindro en pulgadas porminuto

Llevemos esto un paso más allá: una vez determinada el área del pistón delcilindro, el volumen del cilindro extendido se puede calcular multiplicando el áreadel pistón por la longitud de la carrera y dividiendo por 231. Usando comoejemplo un cilindro de 6” de diámetro, calcularemos el volumen de 4.4 galones sila longitud de la carrera del cilindro es de 36 pulgadas.

28.27 X 36 ÷ 231 = 4.4 galones

Construcción típica de un cilindroGráfico en corte de un cilindro de doble efectoque ilustra las piezas básicas. Este ejemploparticular muestra los montajes con clavija paraadaptarse a la carga que se mueve formando unarco, de manera similar a una caja de volteo.

Tapa Cuerpo

PistónTubo de tope

Varilla Cabezal

Válvula de retención

Horquilla de la varillla

Horquilla fijadel extremo de

la tapa

Orificio variable

Émbolo amortiguador

Sello de pistón

Varilla amortiguadora

Cavidad deamortiguación

Puerto Puerto

CAPACIDAD DE FUERZA DEL CILINDROLAS CIFRAS EN LA TABLA SON LOS VALORES DE EMPUJE EN LIBRAS

DIÁM. PISTÓN ÁREA 750 1000 1500 2000O VARILLA PLG.2 PSI PSI PSI PSI

2" 3.14 2356 3141 4711 62822 1⁄2" 4.91 3682 4909 7363 98183" 7.07 5301 7069 10,603 14,1373 1⁄2" 9.62 7216 9621 14,432 19,2424" 12.57 9424 12,566 18,849 25,1325" 19.64 14,726 19,635 29,452 39,2706" 28.27 21,205 28,274 42,411 56,5487" 38.49 28,864 38,485 57,727 76,9708" 50.27 37,699 50,265 575,397 100,5309" 63.62 47,713 63,617 95,426 127,23410" 78.54 58,909 78,540 117,810 157,080

F — FuerzaP — PresiónA — Área

F = P x A P = F ÷ A A = F ÷ P

Cilindro telescópico

Todas las aplicaciones hidráulicas se rigenmediante la relación de fuerza, presión y área.

Si queremos extender completamente este cilindro en un minuto, necesitaremos uncaudal de la bomba de 4.4 gpm. Para extenderlo en 30 segundos, se necesitará uncaudal de 8.8 gpm (el doble de caudal = el doble de velocidad). Si se utiliza una bombade desplazamiento fijo para proporcionar el flujo, hay que usarla con el doble develocidad de entrada para lograr el doble de flujo de salida. Si se utiliza una toma defuerza para suministrar potencia a la bomba, hay que hacer funcionar el motor con eldoble de velocidad. Una alternativa sería cambiar la toma de fuerza a un modelo másveloz (2X). Y otra alternativa más sería cambiar la bomba hidráulica por un modelo conel doble de pulgadas cúbicas de desplazamiento.

Las cosas se complican un poco más cuando se trabaja con cilindros telescópicos demúltiples etapas. ¿Cómo se puede determinar el volumen del cilindro extendido cuandose tienen tres, cuatro o cinco secciones consecutivas de cilindros más pequeños que seextienden hasta alcanzar una longitud extendida general? Consulte la tabla acontinuación para ver un volumen estimado para los distintos tamaños comunes decilindros telescópicos. Allí figuran dos capacidades: “Llenado” y “Extensión”. Lacapacidad de “Llenado” representa, aproximadamente, cuántos galones se requierenpara llenar el cilindro vacío antes de que este comience a moverse. (Esto se aplicaúnicamente la primera vez que se extiende el cilindro; de ahí en más esas áreascontendrán aceite). La capacidad de “Extensión” representa el volumen de aceiterequerido para extender completamente el cilindro. Esta información también estádisponible a través del fabricante o distribuidor del cilindro hidráulico.

Mantenimiento y solución de problemas de los cilindros. Cuando se los instala porprimera vez, hay que purgar los cilindros hidráulicos para eliminar el aire. El aireatrapado en un cilindro puede hacer que este se mueva de manera irregular, ya que elaire, bajo presión, se comprime. La compresión del aire en un sistema hidráulicotambién genera calor. Los cilindros están equipados con un tornillo de purga parafacilitar la eliminación del aire. Puede entrar aire al cilindro y se pueden producirfiltraciones de aceite si las juntas de estanqueidad se dañan o si la varilla se oxida, tienepicaduras o marcas a causa de los contaminantes.

Observe cómo se extiende y repliega un cilindro telescópico. La extensión siempre deberíacomenzar en la sección con el diámetro más grande, y continuar hacia la sección máspequeña. Si no lo hace, existe un problema con el cilindro, no con la bomba. La retraccióndebería ser lo opuesto, primero la sección más pequeña y la más grande en último lugar.


Ejemplo: Se envían 8 gpm a uncilindro hidráulico de 6"de diámetro. ¿Qué tanrápido se extiende?

El área del pistón es 28.27 plg.2 (πr2)

8 gpm X 231 ÷ 28.27 plg.2 = 65.37 pulgadaspor minuto de desplazamientode la varilla

VELOCIDAD DE EXTENSIÓNDEL CILINDROPULGADAS POR MINUTO

Diámetro del pistón 3" 4" 6" 8"FLUJO DE LA BOMBA (GPM)

5 163 92 41 23

10 327 184 82 46

15 490 276 123 69

20 654 368 163 92

25 817 460 204 11530 981 552 245 13835 1144 644 286 16140 1308 736 327 184

REQUISITOS DE CAPACIDAD DEL CILINDRO HIDRÁULICO

Diámetro Cantidad Longitud Galones Galonesde la etapa de de la requeridos requeridos de movimiento etapas carrera para llenarse para más grande extenderse

(APROX.) (APROX.)

5 3 84 2.1 4.76 3 84 3.0 7.36 3 108 3.9 9.46 3 120 4.3 10.47 3 130 6.5 16.37 4 135 4.8 14.37 4 156 5.5 16.68 4 148 6.8 21.88 4 170 7.8 25.08 5 170 5.6 21.88 5 190 6.3 24.38 5 220 7.3 28.28 5 235 7.8 30.18 5 250 8.3 32.08 5 265 8.8 33.99 5 220 10.1 38.39 5 235 10.8 40.99 5 250 11.5 43.59 5 285 12.8 47.9

FACTORES DE CAPACIDAD DEL CILINDRO

Diám. del cilindro Factor Factor

/ cant. de etapas llenado extensión

5" / 3 etapas 0.025 0.0576" / 3 etapas 0.036 0.0877" / 3 etapas 0.050 0.1257" / 4 etapas 0.035 0.1068" / 4 etapas 0.046 0.1478" / 5 etapas 0.033 0.1289" / 5 etapas 0.046 0.174

Esto es: un cilindro de 7" de diám., de 4etapas, con una carrera de 144"necesita 5.04 gal. para llenarse y 15.26gal. para extenderse.

144" X 0.035 = 5.04 gal.144" X 0.106 = 15.26 gal.

Si no encuentra su cilindro en la tabla a laderecha, utilice los factores que aparecendebajo para determinar los requisitos dellenado y extensión.

Los cilindros que tienen que controlar cargas pesadas, a veces, están equipadoscon una válvula de contrabalanceo para evitar que el cilindro se purgue o se retraigademasiado rápido, lo que genera condiciones de funcionamiento peligrosas. Por logeneral, la válvula de contrabalanceo no es ajustable para evitar la manipulación, yle permite al operador un mayor control sobre el cilindro con carga.

Los cilindros deben almacenarse en posición vertical para evitar la deformaciónde los sellos, y con los puertos tapados para evitar el ingreso de contaminantes.

Los motores hidráulicos, a menudo conocidos como “motores de torque”,convierten la energía del fluido en energía mecánica rotativa, exactamente loopuesto a una bomba hidráulica. De hecho, si cuenta con el sello de la flechaadecuado y un puerto de drenaje en la carcasa, una bomba se puede utilizar comomotor hidráulico.

En términos generales, los motores se clasifican en motores de altavelocidad/torque bajo, o motores de baja velocidad/torque alto. Este último, tambiéndenominado motor gerotor, es, probablemente, el tipo de motor al que estamosmás acostumbrados. Este tipo se utiliza comúnmente para los accionamientos decabestrantes hidráulicos, torres para grúas o escaleras aéreas, o accionamientos detaladros. Por lo general, estos motores funcionan a velocidades de menos de 100revoluciones por minuto hasta 800 rpm. El diseño gerotor tiene la ventaja demultiplicar el torque dentro del motor, lo que lo convierte en una excelente opciónpara las aplicaciones que requieren un alto torque en el arranque. Este es también eltipo utilizado para los accionamientos de las ruedas.

Los motores de alta velocidad/torque bajo funcionan a velocidades que van de800 a 3000 rpm. Las bombas de engranaje se utilizan con frecuencia comomotores de alta velocidad. Cuando se usan de este modo, la salida, o el puerto dealta presión, se convierte en la entrada y viceversa. Un puerto de drenaje en lacarcasa, conectado al depósito, descarga la presión detrás del sello de la flecha.

Los motores hidráulicos son ineficientes por naturaleza y pueden generar una grancantidad de calor, especialmente si el ciclo de servicio es largo. Estas aplicacionessuelen requerir el uso de enfriadores de aceite para mantener las temperaturas defuncionamiento a niveles aceptables. Para seleccionar correctamente un motorhidráulico es necesario conocer la velocidad a la cual la flecha del motor debe girary la potencia en caballos de fuerza que debe proporcionar.


Diseño gerotor

Alta presión

Baja presión

SECCIÓN 7: DEPÓSITOSLos depósitos cumplen tres funciones en el sistema hidráulico: almacenan elaceite hasta que el sistema lo necesita, ayudan a enfriar el aceite y brindan unlugar para que sedimenten los contaminantes del aceite. El material, el volumen,la ubicación y la forma son cuestiones importantes a tener en cuenta a la hora deseleccionar un depósito hidráulico.

Los depósitos de aceite pueden estar hechos de acero, aluminio o plásticopolietileno. Cada uno de estos materiales tiene beneficios y desventajas que hayque considerar a la hora de seleccionar un depósito.

Los depósitos de acero disipan bien el calor y son relativamente fáciles deconstruir. Las chapas de acero son económicas y fáciles de conseguir. Sinembargo, los depósitos de acero son susceptibles a la condensación de humedady el óxido. Además, es común encontrar dentro de los depósitos de acero escoriay salpicaduras de soldadura, lo que puede dañar los componentes del sistema. Y,además, el acero es pesado.

El aluminio es un material atractivo y un excelente disipador de calor, y tiene tresveces la velocidad de transferencia de calor del acero. Es la opción que eligen losoperadores propietarios que equipan sus camiones con trabajos de pinturapersonalizados y todas las opciones imaginables. Pero el aluminio es caro yrequiere un mayor nivel de habilidad por parte del fabricante. Es común que losfabricantes dividan un tanque de combustible de 100 galones y usen una mitadpara combustible y la otra mitad para fluido hidráulico. Esta situación planteanumerosos problemas potenciales: los fluidos deben permanecer aislados, sepuede añadir por error combustible diésel al aceite hidráulico, y, a menudo, nohay ninguna previsión de diseño (difusor) que ayude a manejar el gran volumende flujo de retorno, en el caso de un remolque de volteo. Además, lacondensación puede oxidar el aluminio.

Los depósitos de plástico polietileno (“polietileno”) son livianos y se puedenmoldear con distintas formas e, incluso, colores. El proceso de fabricación nogenera partículas contaminantes, y el polietileno es menos susceptible a lacondensación de humedad. Sin embargo, el polietileno no es buen disipador delcalor, y no se debe usar para aplicaciones con ciclos de servicio largo, como losaccionamientos de motores hidráulicos o pisos móviles. En lugar de eso, se lopuede usar para aplicaciones de volteo, de descarga autopropulsada o eyectores,que tienen ciclos de servicio cortos.

Tamaño y ubicación del depósito¿Qué tan grande tiene que ser el depósito para garantizar un suministro adecuadode aceite? Existen dos reglas generales que se pueden usar como punto departida. Si el sistema hidráulico utiliza cilindros como actuadores, la capacidaddel depósito debe ser igual al volumen de aceite requerido para extender loscilindros, más cuatro a seis pulgadas de reserva en el tanque. Si el sistema utilizamotores hidráulicos como actuadores, la capacidad del depósito debe ser igual aldoble del caudal de funcionamiento del sistema. Estas reglas no son absolutas, yse ven afectadas por factores tales como la temperatura ambiente, el largo delciclo de servicio, la frecuencia de uso, etc. Recuerde que el objetivo es mantenerun suministro adecuado de aceite, y que este se mantenga frío.

La ubicación del depósito es importante. El objetivo principal del depósito essuministrar aceite a la bomba. Por lo tanto, la ubicación ideal es cerca ydirectamente por encima del puerto de entrada de la bomba. Aunque esto esposible en un entorno industrial, a menudo resulta imposible de lograr en unsistema montado en camión. Cuando la bomba está montada al frente delvehículo o sobre el motor, es probable que la salida del depósito esté a variospies de distancia por debajo de la entrada de la bomba. En estas condiciones, esimportante que la manguera de entrada tenga un gran tamaño y que esté lo másderecha posible para evitar la cavitación de la bomba. En algunos casos, esposible que haya que usar un depósito sellado y presurizado.

Consideraciones de la construcción


Depósito de acero de35 galones

Depósito de polietileno de50 galones

Depósito de aluminio de55 galones

El depósito debe ser capaz de respirar, de admitir y descargar aire a medida quecambia el nivel de fluido. Por lo tanto, es importante que el depósito esté equipadocon ventilación o tapa del respiradero. Un depósito incorrectamente ventilado puedeprivar de fluido a la bomba, así que se debe limpiar el respiradero con frecuencia.

El depósito debe estar construido de manera tal que el flujo de aceite de retornosiempre ingrese al tanque por debajo del nivel de aceite, ya sea colocando elpuerto de retorno en la parte inferior o dirigiendo el aceite a través de un tubo decirculación hacia la parte inferior. El aceite que ingresa por encima del nivel defluido puede generar espuma y burbujas de aire (aireación), que luego puedeningresar al sistema ocasionando un funcionamiento lento o irregular. Un difusordisipará aún más el flujo de aceite por debajo del nivel de fluido. Los difusoresmanejan eficazmente el gran volumen de flujo de retorno, común en lasaplicaciones de volteo.

Otra consideración importante con respecto al diseño es la ubicación y el tamañodel puerto del tanque. Los puertos de entrada y de retorno de la bomba debenestar en los extremos opuestos del depósito, para permitir que el aceite deretorno pierda calor antes de volver a ingresar al sistema. Para mantener el aceitede retorno caliente aún más lejos del puerto de entrada de la bomba, y paraayudar a evitar derramamientos, los tanques pueden estar equipados condeflectores. Los deflectores deben estar situados de manera que puedan enviar elaceite de retorno hacia las paredes del depósito, desde donde se puede transferirel calor hacia la atmósfera. El aceite debe tomar la ruta más larga posible hasta elpuerto de salida del tanque. Para evitar que los contaminantes sedimentadosingresen al sistema, el puerto de salida del tanque debe estar ligeramente porencima de la parte inferior del depósito.

Los tanques de perfil bajo pueden resultar atractivos desde el punto de vista de ladistancia del suelo, pero pueden dejar expuesta a la atmósfera la entrada de labomba cuando se trabaja fuera de carretera o en una pendiente. Además, el vacíode la bomba puede generar un vórtice y hacer que ingrese aire al sistema.

Los indicadores de temperatura y nivel del fluido, las pantallas de llenado, lospuertos de limpieza y los tapones de drenaje magnéticos son opciones útiles paralos depósitos de aceite hidráulico.

Para mejorar las condiciones de la entrada en los sistemas de bomba de pistón,con frecuencia se utilizan depósitos presurizados. Un valor de tres a cuatro psi esnormal para estas aplicaciones.

Calcular la capacidad del depósito es cuestión de geometría simple. Para tanquescuadrados o rectangulares, multiplique el largo (en pulgadas) por la altura, por elancho. Esto da el volumen en pulgadas cúbicas. Se convierte a galones dividiendopor 231.

Para depósitos cilíndricos, usamos la misma fórmula que usamos para determinarel volumen de llenado de un cilindro hidráulico, πr2 X longitud ÷ 231 = galones.

Nota: El ejemplo anterior no tiene en cuenta el grosor de las paredes del depósito,que le resta un poco a la capacidad real, además del entrehierro, los deflectores ola estructura de soporte, el tamaño y la ubicación de los puertos, o el nivelmínimo de aceite por encima del puerto para evitar que se descubra o seproduzca un efecto de vórtice. Por consiguiente, se considera que la capacidadutilizable de un depósito es el 80% de su volumen total calculado.


Características del depósito

PUERTO DERETORNO(DIFUSOROPCIONAL)

6" DE ESPACIODE AIREHASTA ELSUELO

PUERTO DEENTRADA

DEFLECTOR

PUERTO DEACCESO/LIMPIEZA

RESPIRADERODE LLENADO

Ejemplo cuadrado/rectangular: Las dimensiones del depósito son 30pulgadas de largo por 24 pulgadas dealto por 20 pulgadas de ancho.

¿Cuál es la capacidad?

30 X 24 X 20 ÷ 231 = 62.3 gal.

Ejemplo cilíndrico: El depósito tiene 30 pulgadas delargo y un diámetro de 24 pulgadas(“r” sería =12).

¿Cuál es la capacidad?

3.14 X 144 X 30 ÷ 231 = 58.7 gal.

SECCIÓN 8: FILTROS DE ACEITE

Se calcula que entre el 70% y el 90% de las fallas en los sistemas hidráulicos son elresultado de una contaminación. Los filtros, correctamente elegidos y mantenidos,evitan que los contaminantes dañen los componentes hidráulicos, y permiten que elfuncionamiento del sistema sea más frío, silencioso y por más tiempo. Los filtros sepueden ubicar en la línea de entrada, presión o retorno de la bomba.

Los coladores de succión están ubicados dentro del depósito y sirven paraatrapar objetos grandes, como escoria de soldadura, trapos, pernos, herramientasmanuales y rocas. El colador típico consiste en una malla de 100.

Los filtros de succión, ubicados entre el depósito y la bomba, brindan el atractivobeneficio de filtrar el aceite antes de que este llegue a la bomba. Lo que en teoríafunciona bien, en la práctica no es tan así si es que no se elige correctamente elelemento filtrante y se lo cambia con regularidad. Recuerde que es importanteque la entrada de la bomba no esté obstruida, y cualquier cosa, incluso un filtro,en el lado de entrada se va a agregar al trabajo que debe realizar la bomba paraextraer aceite del depósito. Algunas aplicaciones de bomba de pistón puedenrequerir un filtro de succión de 3µ y una bomba de carga o una tapa delrespiradero a presión. La regla general para determinar el tamaño de un filtro desucción es 4 veces el flujo del sistema.

Los filtros de presión están ubicados en el lado de salida (presión) de la bomba, yevitan que las partículas contaminantes generadas por el desgaste ingresen a lasválvulas, los cilindros y los motores. La adición de presión acelera el dañocausado por los contaminantes. Sin embargo, los filtros de presión son costosos,y en las aplicaciones móviles se encuentran, principalmente, en los sistemas debomba de pistón de centro cerrado.

Los filtros de retorno son el tipo más comúnmente encontrado en los sistemashidráulicos montados en camión. Los filtros de retorno son económicos, fácilesde conseguir y de mantener. Los elementos de reemplazo del cartucho, amenudo, son intercambiables entre fabricantes. El más común es el tipo roscadode 10 micras. La regla general para el tamaño del filtro es especificar un filtropara el doble del flujo del sistema.

Los filtros de carro, a veces denominados filtros “fuera de línea”, se utilizan paraeliminar los contaminantes del aceite nuevo (“nuevo” no siempre quiere decir“limpio”), y como parte de un programa de mantenimiento preventivo para evitarlos daños causados por la contaminación. Estos sistemas de filtros sacan elaceite del sistema, lo hacen pasar por varios filtros y lo devuelven limpio y listopara usar. Este proceso a veces se menciona como “filtro tipo riñón”.


Este es un filtro de línea de retorno(de descarga) que se instaló de

manera incorrecta en el lado de laadmisión. La presión atmosférica hizo

que la estructura interna de esteelemento colapsara. La bomba quedó

destruida en segundos.

Familia de filtros Muncie

SECCIÓN 9: MANGUERA Y CONECTORESLas mangueras hidráulicas deben ser del tipo y el tamaño adecuado para transportarel aceite a la velocidad de caudal y presión especificados. Las mangueras de menortamaño producen restricciones innecesarias, lo que contribuye a generar presionesexcesivas del sistema en neutro y más calor. El uso de una manguera inadecuadapara la aplicación puede ocasionar filtraciones o rupturas bajo presión, o cavitaciónen el lado de la entrada de la bomba.

La Sociedad de Ingenieros Automotrices (Society of Automotive Engineers, S.A.E.)tiene designaciones para las mangueras hidráulicas según su posible uso y el fluidoque se transportará. Las designaciones que más nos interesan para los sistemashidráulicos montados en camiones son S.A.E. 100R4, 100R1, 100R2 y 100R9. Estasdesignaciones están impresas a intervalos regulares en la línea de trazado de lamanguera. Además, las mangueras tienen velocidades máximas recomendadas para elaceite, según su ubicación en el sistema. La velocidad del aceite se expresa en piespor segundo (feet per second, FPS), y no debería superar los siguientes valores:

Manguera de entrada- 4 FPSManguera de retorno- 8 FPSManguera de presión- 15 FPS

La velocidad se puede calcular con la siguiente fórmula: V = GPM X 0,3208 ÷ A,donde “GPM” es el caudal y “A” es el área interna de la manguera.

La manguera S.A.E. 100R4 es adecuada para el lado de entrada de la bombahidráulica. Este tipo de manguera tiene un tubo interno adherido firmemente a unalambre arrollado en espiral cubierto con una capa de refuerzo. Esto evita que lamanguera colapse bajo el vacío que se encuentra en una condición de entrada, algoque suelen hacer las mangueras de presión más costosas.

La manguera S.A.E. 100R1 contiene una sola trenza de alambre, y es adecuada para lasmangueras de retorno de baja presión. Esta manguera puede colapsar bajo unacondición de vacío y no se debe utilizar en el lado de entrada de la bomba. Este tipo demanguera a menudo se menciona como manguera de “una sola trenza”.

La manguera S.A.E. 100R2 (“manguera de dos trenzas”) tiene dos capas de mallaenrollada y puede soportar las presiones más altas del sistema. Se puede usar entrelas bombas y las válvulas, y entre las válvulas y los actuadores.

La manguera S.A.E. 100R7/100R8 es una manguera no conductora fabricadaespecialmente, que suele utilizarse en aplicaciones de elevadores por obvias razonesde seguridad. Es fácilmente reconocible por su color naranja brillante.

Las mangueras con clasificación S.A.E. 100R9 también son mangueras de altapresión con múltiples mallas de cable trenzado.

La clasificación de presión para una manguera particular depende del tipo S.A.E. ydel tamaño de la manguera. Podrá observar en la tabla de abajo que a medida que eldiámetro de la manguera aumenta, la clasificación de presión disminuye. Lasmangueras tienen dos clasificaciones de presión, de funcionamiento y de ruptura,con un factor de seguridad de 4:1. Esto es, una manguera con una presión deruptura de 8000 psi tiene una presión de funcionamiento de 2000 psi.

Los tamaños de la manguera se basan en un sistema de tamaños “con guión” en elcual -16 es igual a una pulgada. Por lo tanto, una manguera S.A.E. 100R1-16 es unamanguera de retorno de baja presión con un diámetro interior de una pulgada. Unamanguera S.A.E. 100R4- 24 es una manguera de entrada con un diámetro interiorde 1 1/2 pulgadas, y una manguera S.A.E. 100R2-12 es una manguera de altapresión con un diámetro interior de 3/4 de pulgada.


SAE 100R1RETORNO

SAE 100R2PRESIÓN

SAE 100R4ENTRADA

SAE100R9

A.P.

PRESIONES DE FUNCIONAMIENTO DE LA MANGUERATamaño de manguera 3/8 (-6) 1/2 (-8) 3/4 (-12) 1 (-16) 1 1/4 (20) 1 1/2 (-24) 2 (-32)Tipo de manguera Presión máxima de funcionamiento*S.A.E. 100R1 2250 2000 1250 1000 625 500 375S.A.E. 100R2 4000 3500 2250 2000 1625 1250 1125S.A.E. 100R4 –-- –-- 3000 250 200 150 100S.A.E. 100R8 4000 3500 2250 2000 –-- –-- –--S.A.E. 100R9 4500 4000 3000 3000 2500 2000 2000* Nota: La presión mínima de ruptura es 4 veces la presión máxima de funcionamiento.

r

Área = πr 2

Tipos comunes de manguera

Consejos para encaminar la manguera:No exceder el radio de curvatura mínimo de la manguera recomendado porel fabricante.

No dejar que la manguera esté torcida. Si se instala una manguera con unatorcedura de 10 grados, la vida útil de la manguera se puede reducir enhasta un 90%.

Nunca deje que la curva exterior de la manguera esté frente al operador dela máquina.

Encamine la manguera para que se doble en un solo plano. La línea detrazado impresa de la manguera debe permanecer en un plano.

Para tramos largos, a menudo se utilizan tuberías. Además de ser un métodoeconómico, las tuberías de metal tienen el beneficio adicional de disipar mejor elcalor. Siempre confirme que la tubería escogida sea capaz de soportar laspresiones de funcionamiento del sistema. Las tuberías galvanizadas o de hierronegro no se recomiendan por varios motivos, entre ellos la presión. Con unmargen de seguridad estándar de 4:1, una tubería cédula 40 con diámetro de unapulgada tiene una presión de funcionamiento de solo 1450 psi, y una tuberíacédula 80 tiene una clasificación de 2500 psi, marginal en el mejor de los casos.Además, el recubrimiento galvanizado se puede descascarar y producircontaminantes. Por último, la parte interna de la tubería es desigual, lo que vienea sumarse a la turbulencia del fluido, la caída de presión y la generación de calor.

Recuerde que se mide el diámetro interno de la manguera y el lado externo delas tuberías.

Los conectores con rosca para tuberías (NPT) son comunes, principalmente,debido al costo y la disponibilidad. Sin embargo, probablemente son la peoropción para un sistema hidráulico. Para sellarlos, los instaladores generalmenteusan cinta de teflón, cuyas piezas pueden obstruir los pasajes pequeños y hacerque las válvulas funcionen mal. También existe el riesgo de ajustar demasiado losconectores NPT, especialmente si se utiliza cinta de teflón, y dañar la fundición dela bomba y las válvulas. Una opción superior son los conectores de sello frontaltipo junta circular; los conectores avellanados S.A.E. 37º (J.I.C.); o los tipo juntacircular de rosca recta (U.N.F.). Estos conectores permiten colocar mejor lasmangueras y se pueden sellar sin necesidad de usar cintas o selladores pararosca líquidos. Otra ventaja de estos conectores es que son reutilizables. Losconectores con rosca para tuberías, que solo se sellan a medida que las roscas sedeforman, nunca deben reutilizarse.

El tamaño de lasmangueras y conectoresdebe ser suficiente paramanejar el flujo del sistemaa la velocidad defuncionamiento más altaanticipada. Se encuentrandisponibles calculadoras ytablas para ayudar adeterminar el tamañocorrecto de las mangueras.No hay que basar eltamaño de la manguerasolo en el tamaño delpuerto del componente.Esta es una prácticaextremadamente común,aunque errónea. Lasrestricciones se acumulana través de la distancia.Hay que basar el tamaño dela manguera en loscaudales máximos.


Los ensambles de las mangueras deben ser losuficientemente largos y estar encaminados de maneratal que no se excedan las recomendaciones del radio decurvatura mínimo.

Buen diseñoMal diseño

Para evitar el esfuerzo excesivo en las interfaces demanguera al acoplamiento, los ensambles de lamanguera deben ser lo suficientemente largos comopara permitir la contracción y la expansión.

Mal diseño

Buen diseño

El gráfico a la izquierda muestra cómo se tuerce lamanguera porque está inclinada en un plano,mientras que el movimiento oscilante se inclina en unsegundo plano. Si se redirecciona la manguera, seelimina la inclinación en varios planos.

Buen diseño

Mal diseño

El movimiento causatorceduras El movimiento dobla la

manguera pero no la tuerce

MANGUERA TUBO

Radio de curvatura

El radio de curvatura de lamanguera se mide hastala pared externa del ladointerno de la curvatura. Elradio de curvatura de latubería se mide hasta elcentro del tubo.

TABLA DE MANGUERASBASADA EN LA FÓRMULA

ÁREA (PLG.²) =GPM x 0.3208

VELOCIDAD (PIES/SEGUNDO)

ÁREA

DE

LATU

BERÍ

A, T

UBO

Y M

ANGU

ERA

(PLG

²)

TAM

AÑOS

NOM

INAL

ES E

STÁN

DAR

DE L

AS T

UBER

ÍAS,

DIÁ

MET

RO IN

TERI

OR R

EAL

DE L

A TU

BERÍ

A, T

UBO

Y M

ANGU

ERA

(PUL

GADA

S)

10090807060

50

40

30

20

15

1098765

4

3

2

1

0.75

0.5

0.4 FLUJ

O (G

ALON

ES/M

INUT

O)

20515

1086

432

10.80.60.50.4

0.2

0.10.080.c06

0.040.03

0.02

0.010.0080.006

0.004

41/24

31/23

21/2

213/411/211/4

17/83/4

3/8

1/4

1/8

5/8

1/2

VELO

CIDA

D (P

IES/

SEGU

NDO)

2

3

4

5

6789

10

15

20

30

40

50

VELOCIDAD MÁXIMA RECOMENDADA PARALÍNEAS DE ENTRADA

VELOCIDAD MÁXIMA RECOMENDADA PARALÍNEAS DE RETORNO

VELOCIDAD MÁXIMA RECOMENDADA PARALÍNEAS DE PRESIÓN

0.3

Tipo de brida

S.A.E. 37°

Junta circular S.A.E.

Tubería Junta circular frontal

SECCIÓN 10: ACEITES HIDRÁULICOSEl aceite debe cumplir diversas funciones dentro del sistema hidráulico: suministrarpotencia, lubricar los componentes, disipar el calor y llevarse los contaminantes. Pararealizar estas tareas, los aceites hidráulicos contienen aditivos específicos que mejoran sucapacidad de soportar la presión, las temperaturas extremas y otras condiciones defuncionamiento a las que están sometidos. En gran medida, la vida útil del sistemahidráulico está directamente relacionada con la vida útil del aceite. Si el aceite permanecelimpio y por debajo de los 140 °F (60 °C), todo el sistema se ve beneficiado.

La viscosidad es la medida de la resistencia de un líquido a fluir. La viscosidad del aceite semide en segundos Saybolt universales (Saybolt Seconds Universal, SSU). También se loconoce como segundos universales Saybolt (Saybolt Universal Seconds, SUS). Ese númerorepresenta el tiempo que 60 mililitros (aprox., dos onzas) de fluido a una temperaturadeterminada (generalmente 100 °F [38 °C]) tardan en pasar a través de un orificio de untamaño dado (0.060"). El aceite tiene mayor viscosidad a temperaturas bajas, y una menorviscosidad a temperaturas altas. Para los aceites hidráulicos, la viscosidad en el arranque(en frío) no debe superar los 7500 SSU. La viscosidad a 100 °F (38 °C) debería estar en elrango de los 75 a 200 SSU. Cuando consulte las especificaciones para el aceite, a menosque se indique lo contrario, el SSU especificado es a 100 °F (38 °C).

No intente diluir el aceite con querosén o combustible diésel para el funcionamiento eninvierno. En lugar de eso, cambie por un aceite de menor viscosidad o agregue el agentediluyente recomendado y diseñado para ese fin.

La lubricidad se refiere a la capacidad del aceite de formar una capa protectora sobre lassuperficies metálicas. Sin esta capa de aceite, el contacto de metal con metal generaríafricción, generando calor y un desgaste excesivo. El espesor de la capa está relacionado conla viscosidad. Los fluidos de alta viscosidad son más espesos y forman una capa másgruesa sobre los componentes internos. Aunque con frecuencia se usa fluido paratransmisión automática (automatic transmission fluid, ATF) como fluido hidráulico, enrealidad, esta es una mala elección porque la capa pierde resistencia a altas temperaturas ypresiones. En el lado positivo, el ATF tiene una excelente estabilidad térmica.

En verdad, hay más en el aceite que simplemente petróleo. Los aceites contienenpaquetes de aditivos específicos para su función. Por ejemplo, el aceite para motorcontiene aditivos detergentes y para altas temperaturas. Los aceites hidráulicos decalidad deben contener agentes antioxidantes, antidesgaste y antiespumantes para altastemperaturas. Todos son necesarios para que el aceite haga su trabajo. Hay que basar laselección de aceite hidráulico en la frecuencia de uso, las PSI máximas, el clima y cuánfundamental es el equipo.

Es importante recordar que estos aditivos son sensibles al calor. La temperatura defuncionamiento ideal para los sistemas hidráulicos es de 100 a 140 °F (38 a 60 °C). Lastemperaturas de más de 180 °F (82 °C) pueden contribuir a la oxidación, reduciendo lacapacidad del aceite de funcionar correctamente. A medida que los aditivos “se cocinan”,van dejando barnices que pueden hacer que las válvulas se peguen y que se degrade elrendimiento. Estos aceites son pegajosos al tacto, más que resbalosos. El calor tambiénafecta la eficiencia del rendimiento. Como regla general, la eficiencia del sistema cae,aproximadamente, un 1% por cada 10 °F (-12 °C) sobre 130 °F (54 °C). A 180 °F (82 °C),eso representa una pérdida de eficiencia del 5% y una reducción de dos tercios en la vidaútil proyectada del aceite.

Una función importante del aceite hidráulico es llevar los contaminantes hacia el filtro,desde donde se los puede eliminar del sistema, o hacia el depósito donde pueden asentarseen lugar de estar en suspensión.

El principal enemigo de los sistemas hidráulicos es la contaminación. Utilizamos la palabra“contaminación” en lugar de “suciedad” porque la contaminación puede tener muchasformas. Hay contaminación por partículas, contaminación química y contaminaciónbiológica o microbiana. Esta última se produce cuando existe agua en el sistema, en la cualse pueden reproducir los agentes biológicos.

La contaminación química incluye el combustible diésel y el querosén utilizados para diluirel aceite, el agua, los químicos de limpieza y el cloruro de calcio líquido. El agua es lo máscomún, ya que ingresa al sistema a través del respiradero del tanque a medida que el nivelde aceite aumenta y baja durante el funcionamiento normal del sistema. El lavado a presión,si se lo dirige hacia el depósito, también introduce agua. El aceite que contiene altos nivelesde agua tiene una apariencia lechosa. Esta se conoce como agua “emulsionada”. Se hacalculado que con solo un 1% de agua en el aceite hidráulico se reduce la vida útil de la


RECOMENDACIONES DELFLUIDO HIDRÁULICO PARABOMBAS DE ENGRANAJE

Máx. intermitente ..........7500 SSU (1620 cSt)Máx. continuo ................1000 SSU (216 cSt)Mín. continuo........................60 SSU (10 cSt)

Temperatura máx. de los sellos de producciónIntermitente.............................................225°Continuo .................................................180°

TEMPERATURA DEL ACEITE: las bombas ylos componentes, como los cojinetes y lossellos de aceite, se ven afectados por las altastemperaturas. Las bajas temperaturas defuncionamiento (por debajo de 130 °F [54 °C])generan condiciones de funcionamiento queaumentan la vida útil del aceite, siempre quese cumplan los SSU especificados.

SSU: segundos Saybolt universales

La cantidad de segundos requeridos para que60 ml de un fluido pasen a través de unorificio de tamaño determinado a unaatmósfera a una temperatura controlada. Sino se indica ninguna temperatura, se suponeque esta es de 100 °F (38 °C). El índice deviscosidad (Viscosity Index, V.I.) es unaindicación de la tasa de cambio de un fluido.

cSt: centistokes

La temperatura del sistema es elresultado de muchos factores,entre ellos:

La eficiencia general del sistemaEl tamaño y la ubicación del depósitoLa proximidad de los componentes a fuentes de calorLos ciclos de servicioEl nivel de contaminaciónLa calidad del aceiteLa temperatura ambiente

Para bajar las temperaturas defuncionamiento:

Revise los componentes seleccionados para determinar si hay alguno de tamaño menor que el especificado.Aumente la capacidad del depósito.Proteja los componentes y las manguerasde los sistemas de escape.Mantenga limpio el aceite.Instale un enfriador de aceite.

bomba en hasta un 90%. La presencia de agua también acelera la descomposición delpaquete de aditivos, y promueve la formación de subproductos ácidos que llevan aldesgaste por corrosión. El agua también contribuye mucho al proceso de oxidación (lareacción del oxígeno con los elementos de carbono e hidrógeno de los fluidoshidráulicos), lo que ocasiona la formación de lodo y contribuye a la corrosión.

La contaminación por partículas incluye objetos grandes y pequeños en distintasconcentraciones. Los ejemplos incluyen cieno, arena, salpicaduras de soldadura, partículasde óxido, virutas de metal, cinta de teflón, fibras de los trapos, pernos y herramientasmanuales. Algunas partículas son lo suficientemente grandes como para que la bomba sedetenga de manera inmediata y violenta, rompiendo los dientes del engranaje y cortandolas flechas de entrada. Otras, especialmente en concentraciones altas y bajo presión, tienenel efecto de arenar las piezas internas de los componentes hidráulicos. En cualquier caso,el resultado final es un mayor desgaste y calor, y una disminución en la eficiencia delsistema y la vida útil de los componentes.

¿Cómo ingresa la contaminación al sistema? Esta puede venir incorporada, serinducida o ingresada, o generada internamente.

La contaminación incorporada se produce durante el procedimiento defabricación y montaje, e incluye escoria y salpicaduras de soldadura, polvodel almacenamiento, pedacitos de pintura, partículas de cinta de teflón ycontaminantes del aceite “nuevo”. Consejo: almacene los tambores de aceite sobre sus lados, y filtre el aceitenuevo a medida que lo va colocando en el depósito para reducir lacontaminación incorporada. Guarde las bateas, los baldes y los embudosdesignados para manipular el aceite al revés y en un armario libre de polvo.

La contaminación inducida se produce cuando se abre un sistema pararealizar el mantenimiento e ingresa suciedad. También se incluye el aguaque ingresa con el lavado a presión.

La contaminación ingresada es la que ingresa al sistema durante elfuncionamiento normal, generalmente, a través del respiradero del depósitoo a través de los sellos del vástago del cilindro.

Los contaminantes generados internamente (por desgaste) consisten en laspartículas generadas por el desgaste de las bombas, los cilindros y losmotores hidráulicos; los compuestos de goma de las mangueras y sellos; ylos barnices producto de la descomposición de los aditivos del aceite.

Al analizar la contaminación, se tienen en cuenta dos factores: el tamaño y laconcentración. La unidad de medida para el tamaño de las partículas es la micra (µ).La concentración se mide en la cantidad de partículas por mililitro, 1/1000 de un litro.(Un mililitro de aceite tiene, aproximadamente, el tamaño de un terrón de azúcar).

Entonces, ¿qué tamaño tiene una micra? El umbral de visibilidad, el objeto máspequeño que se puede ver a simple vista, es de, aproximadamente, 40µ. La sal demesa tiene 100µ, un cabello humano tiene un diámetro de 70µ y un glóbulo rojo tiene7µ. En los sistemas hidráulicos móviles, por lo general, se utilizan filtros de 10 micras.

El análisis de muestras de aceite es una herramienta útil para determinar laconcentración y la composición de los contaminantes. El informe detalla el tipo departículas encontradas y la concentración, en partes por mililitro, de partículas con untamaño de 5 y 15 micras. Un informe de análisis de aceite típico muestra laconcentración de metales de desgaste (hierro, cromo y aluminio, por ejemplo),metales contaminantes (sodio y potasio), metales aditivos (magnesio y calcio) ycontaminantes no metálicos, como el agua y el combustible. Estos se muestran enpartes por mililitro, y se otorga una calificación final para la limpieza general delsistema. Esta calificación se basa en un código de limpieza desarrollado por la ISO, laOrganización Internacional de Normalización. Este sistema asigna un código basadoen las partes por mililitro y establece niveles mínimos de limpieza. Una mejora en lacontaminación por partículas de un código de limpieza ISO puede producir unaumento del 10% al 30% en la vida útil de los componentes. La recomendación ISOpara un sistema típico de bomba de engranaje de centro abierto es 19/17/14. El primernúmero (19) en el código refleja la cantidad permitida de partículas de un tamañomayor o igual que (≥) 4µ. El segundo número (17) refleja el recuento de partículas de≥ 6µ permitidas, y el tercero de ≥ 14µ. Esto se traduce en un recuento total de no másde 5000/ml de partículas con tamaños de 4µ o más grandes, 1300/ml de 6µ o más y160/ml de 14µ o más. El recuento de 5000/ml incluye TODAS las partículas de más de4µ. El informe, al identificar los contaminantes específicos, también ayuda a aislar la


¿QUÉ TAMAÑO TIENEUNA MICRA (µ)?

149µ = MALLA DE 100100µ = SAL DE MESA90µ = PARTÍCULA DE ESMOG74µ = MALLA DE 20070µ = CABELLO HUMANO60µ = POLEN50µ = PARTÍCULA DE NIEBLA40µ = UMBRAL DE VISIBILIDAD25µ = GLÓBULO BLANCO8µ = GLÓBULO ROJO2µ = BACTERIA1µ = 0.00003937 PLG.1µ = 10 –4 CM (1⁄10,000 CM)

Este engranaje se dañó con jugo de naranjaque ingresó al sistema hidráulico.

Diente de engranaje roto por un tornillo quequedó en el depósito.

fuente de la contaminación. El análisis de una muestra de aceite puede ser unaherramienta extremadamente útil para extender la vida útil del sistema.

Otro término que se utiliza cuando se habla del aceite y la filtración es “relación beta”. Larelación beta de un filtro es la representación numérica de la eficacia de los filtros en laremoción de partículas de un tamaño específico en la primera pasada. El número de larelación beta se ve más o menos así: β10 = 20. En este ejemplo, el filtro permite el pasode una partícula cada 20 partículas de un tamaño de 10 micras. Por lo tanto, el filtrotiene un 95% de eficiencia. Si la clasificación de eficacia fuera de 4 en lugar de 20, elfiltro tendría una eficiencia del 75% únicamente; una partícula cada cuatro podría pasar.Si la clasificación de eficacia fuera de 50, el filtro tendría una eficiencia del 98%; unapartícula cada 50 podría pasar. La relación beta tiene dos números: el tamaño de laspartículas y el recuento de partículas.

Según las normas ISO, una relación beta de 75 se considera la “clasificación absoluta”.Cualquier relación superior a βx=75 no puede ser estadísticamente verificada.

cant. de partículas aguas arriba del filtro mayoresque la clasificación en micras del filtro

cant. de partículas aguas abajo del filtro mayores que la clasificación en micras del filtro

Para determinar la eficiencia del filtro en función a la relación beta

(relación beta – 1) x 100relación beta


CODIGOS DE LIMPIEZA ISO

CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTES (PARTÍCULAS POR ML) CÓDIGO

10,000,000 ..................305,000,000 ..................292,500,000 ..................281,300,000 ..................27640,000 ..................26320,000 ..................25160,000 ..................2480,000 ..................2340,000 ..................2220,000 ..................2110,000 ..................205,000 ..................192,500 ..................181,300 ..................17640 ..................16320 ..................15160 ..................1480 ..................1340 ..................1220 ..................1110 ..................105 ....................92.5 ...................81.3 ...................70.64 .................60.32 .................50.16 .................40.08 .................30.04 .................20.02 .................10.01 ..............0,90.005 ............0,80.0025 ..........0,7

LA RELACIÓN BETA

ßX = 4 es un 75% eficiente* (1 cada 4)ßX = 10 es un 90% eficiente (1 cada 10)ßX = 20 es un 95% eficiente (1 cada 20)ßX = 50 es un 98% eficiente (1 cada 50)ßX =100 is 99% eficiente (1 cada 100)

*75% eficiente significa que unapartícula cada cuatro pasa a través del

filtro en la primera pasada, etc.

RELACIÓNBETA

=

E=

SECCIÓN 11: INTERRUPTORES CONTRA EXCESO DE VELOCIDAD, ENFRIADORES,

ACUMULADORES, VARIOSCuando se diseñan sistemas hidráulicos, los componentes se especifican según elcaudal y la presión de funcionamiento deseados. Cuando los sistemas funcionancon caudales más altos, aumentan las caídas de presión y los componentes delsistema pueden dañarse a causa del calor resultante. Un interruptor electrónicocontra exceso de velocidad evita que se produzcan estos daños al limitar lavelocidad a la cual el operador puede activar y hacer funcionar el equipamiento.Esto se logra si se mide la velocidad del motor del alternador del camión y, alalcanzar unas RPM predeterminadas, se desacopla automáticamente la toma defuerza tipo embrague, el embrague eléctrico o la válvula seca, con lo cual seapaga el sistema hidráulico hasta que se reduce la velocidad hasta un nivelseguro. Esto no se puede usar para controlar las tomas de fuerza convencionalescon cambios mecánicos. Como alternativa, los motores y las transmisiones demuchos camiones modernos se pueden programar a través de sus módulos decontrol electrónico para que brinden protección contra el exceso de velocidad,además de establecer otros parámetros de funcionamiento.

Los enfriadores eliminan el exceso de calor de los sistemas hidráulicos alencaminar el aceite de retorno a través de un intercambiador de calor (radiador)desde donde se puede transferir el calor hacia la atmósfera. El tamaño delenfriador se basa en la cantidad de calor (en BTU) que se debe eliminar paramantener una temperatura de funcionamiento deseable. En un sistema hidráulico,se genera calor a una razón de 2545 BTU por hora, por cada caballo de fuerza(HP). Si un sistema produce 10 hp y tiene una eficiencia del 80%, ocho caballosde fuerza se están usando para el trabajo y dos caballos de fuerza para generarcalor. Se están generando 5090 BTU/hora de calor.

Algunos enfriadores se montan delante del radiador del camión y utilizan elventilador del motor para extraer el aire a través de sus serpentines. Hay quetener cuidado de que los serpentines de enfriamiento se mantengan libres depolvo, insectos y residuos. Algunos son unidades autónomas que incluyen unpequeño depósito, serpentines de enfriamiento y un ventilador accionado por unmotor eléctrico o hidráulico. Aunque más costosos, son más compactos y fácilesde instalar. Los enfriadores deben colocarse después de los filtros de línea deretorno en el sistema, ya que los contaminantes no solo obstruyen los conductosen los serpentines de enfriamiento, sino que también conservan más el calor,dificultando el enfriamiento del aceite. Primero hay que filtrar, después enfriar.

Los circuitos de las herramientas hidráulicas, los productos con bombas deaccionamiento hidráulico y los sistemas hidráulicos de servicio continuo soncandidatos para tener enfriadores. Los circuitos de las herramientas hidráulicas, porlo general, requieren que las temperaturas del aceite se mantengan por debajo delos 100 °F (38 °C) para permitir el manejo seguro y confortable de las herramientas.

Los acumuladores funcionan como amortiguadores dentro del sistema hidráulico.Pueden ser accionados por resorte o por gas nitrógeno (los más comunes), y, asu vez, son de pistón o de tipo vejiga. Los acumuladores absorben los picos depresión repentinos o suavizan un sistema que produce pulsaciones de presiónrápidas y frecuentes. En los equipamientos móviles, se pueden encontrar en loscircuitos de las herramientas hidráulicas o en los pisos móviles. Como su nombrelo implica, los acumuladores también se utilizan para almacenar presiónhidráulica, que se puede utilizar en casos de emergencia o con el motor apagado.Los acumuladores también se usan como dispositivos de almacenamiento queliberan grandes volúmenes de aceite para ciertas operaciones de las máquinas.Por consiguiente, el sistema puede ser dimensionado para un circuito de volumenbajo con la función agregada de un flujo alto cuando es necesario.


Acumulador de vejiga

Válvulade carga

Carcasa

Tapahidráulica

Resorte

Válvula decierre

VejigaGAS

Interruptor electrónico contraexceso de velocidad

EOS-110

Enfriador de aceite Thermaflow®

SECCIÓN 12: DISEÑO DEL SISTEMA Símbolos esquemáticos hidráulicos:

Los circuitos hidráulicos se diagraman usando símbolosesquemáticos que representan los distintos componentes delsistema. Estos gráficos pueden resultar muy complejos y, aunqueson similares, existen diferentes normas. Tres organizaciones quepublican las normas son la Asociación Nacional de Energía Hidráulica(National Fluid Power Association, NFPA), el Instituto NacionalAmericano de Normalización (American National Standards Institute,ANSI) y la Organización Internacional de Normalización (ISO).

Los ejemplos que aparecen aquí usan símbolos de la norma ANSI.

Para ver un listado más completo de estos símbolos, puedeconseguir una copia del manual Fluid Power Designers’ LihgtningReference Handbook publicado por Berendsen Fluid Power.

Motores primarios:

El motor primario suministra la potencia mecánica para la bombahidráulica. En las aplicaciones hidráulicas móviles, el motor primario,generalmente, es el motor del camión, a través de la toma de fuerza oel ensamble de eje de transmisión. En las aplicaciones hidráulicasindustriales, por lo general, es un motor eléctrico.

Eje rotatorio

Puede ser la flecha de una toma de fuerza, eleje de transmisión delantero del motor o el eje de transmisiónprincipal del camión. No existe un símbolo esquemáticoestablecido para una toma de fuerza.

Motor eléctrico

Se ve más a menudo en aplicacioneshidráulicas industriales.

Bombas hidráulicas:

La bomba hidráulica suministra el flujo de aceite al sistema. Lasbombas pueden ser de engranaje, pistón o paletas. El símbolo nohace diferencia entre los distintos tipos de bombas. Se puedemodificar para mostrar la presencia de compensadores, alivios osecciones múltiples.

Bomba de desplazamientofijo de un sentido

Tiene una entrada y una salida definidas. Solo funciona en una dirección.

Bomba de desplazamientofijo de dos sentidos

Si está correctamente conectada, puede funcionar en cualquierdirección.

Bomba de desplazamientovariable de un sentido

La flecha diagonal indica que el desplazamiento de la bomba sepuede ajustar.

Bomba de desplazamientovariable de un sentido depresión compensada

Además de ser de desplazamiento variable, esta bomba tiene uncompensador de presión que sirve para variar automáticamentela salida de la bomba para mantener un caudal y una presiónespecíficos. El símbolo también muestra una línea de drenaje enla carcasa hacia el tanque.

Bomba de desplazamientofijo de un sentido en tándem

Las bombas en tándem tienen dos secciones que producen flujoen un cuerpo principal. Pueden tener una entrada común (comoen la unidad de arriba) o entradas individuales. También haybombas con tres y cuatro secciones.


Motores hidráulicos:

Exactamente lo opuesto a una bomba, el motor hidráulico conviertela energía del fluido en energía mecánica. Al igual que las bombas,los motores pueden tener un diseño de engranaje, paletas o pistón.Sin embargo, el tipo más común es el diseño gerotor. Observe queen el símbolo del motor, la flecha del flujo apunta hacia adentro,mientras que en la bomba apunta hacia afuera. Por lo demás, lossímbolos son los mismos. Como en el caso de las bombas, elsímbolo no hace la distinción entre el tipo de motor (engranaje,paletas, pistón o gerotor).

Motor hidráulico dedesplazamiento fijo de unsentido

Motor hidráulico dedesplazamiento fijo de dossentidos

Motor hidráulico dedesplazamiento variable deun sentido

Depósitos de aceite hidráulico:

El depósito suministra el aceite para la bomba. El depósito básico queaparece debajo es ventilado hacia la atmósfera, el tipo más común.Una caja de cuatro lados indica un depósito sellado. Los símbolosque parecen cuadrantes de reloj, al costado del depósito, indican lapresencia de indicadores de temperatura o de nivel de aceite.

Depósito, básico

Depósito, con línea sobre el nivel del fluidoUna línea sobre el fluido, por lo general, es una línea de retorno.

Depósito, con línea debajo del nivel del fluidoUna línea debajo del nivel del fluido, por lo general, es la salida ala bomba. A veces se la muestra saliendo del depósito desde laparte inferior.

Filtros hidráulicos:

Los filtros pueden ser de succión, de presión o de retorno. Elsímbolo básico es el mismo.

Filtro

Cilindros hidráulicos:

Al igual que los motores hidráulicos, los cilindros son actuadoresdel sistema que convierten la energía del fluido en energíamecánica. Los cilindros también multiplican la fuerza, posibilitandola realización de grandes cantidades de trabajo.

Cilindro de simple efectoLos cilindros de simple efecto se extienden por fuerza hidráulica,pero necesitan de la gravedad o de fuerzas opuestas para replegarse.

Cilindro de doble efectoLos cilindros de doble efecto se extienden y repliegan mediantefuerzas hidráulicas.

Válvulas de control direccional:

La válvula de control direccional envía el caudal de aceite hacia elactuador elegido (un cilindro o motor hidráulico). Las válvulasdireccionales pueden tener un diseño de “centro abierto” o de“centro cerrado”. Las válvulas de centro abierto tienen un pasajedirecto desde el puerto de entrada hasta el puerto de retorno de laválvula, o puerto del “tanque”. Las válvulas de centro cerrado nocuentan con este pasaje interno. En general, las válvulas de centroabierto se utilizan con bombas de engranaje o de paletas, y lasválvulas de centro cerrado se usan con bombas de pistón dedesplazamiento variable. Hay excepciones.

Caja básica de la válvulaLa caja básica de la válvula consiste en una caja que representa cadauna de las posiciones de la bobina de la válvula. Este símbolo indicaque la válvula es de tres posiciones. Las líneas dibujadas dentro de lascajas muestran los caminos del flujo del aceite para cada posición.

La sección central de esta válvula identifica lasubicaciones de los puertos de la válvula. P es la entradadesde la bomba; T es el retorno al tanque; y A y Brepresentan los dos puertos de trabajo. El puerto A es elque está más cerca del extremo con manija de la bobinade la válvula, y el puerto B está más cerca del extremo dela tapa. En cualquier gráfico de una válvula se muestranlos cuatro para cada posición de la bobina. Para cadaposición, las flechas indican la condición del flujocorrespondiente.


Centro abierto

La caja central representa la posicióncentral, o neutral, de la bobina. La líneahorizontal en el gráfico a la izquierda indicaque esta es una válvula de centro abierto.

Centro cerrado

Las barras transversales en cada líneaindican que esta es una válvula de centrocerrado.

4 vías, 3 posiciones, centro abierto

Una válvula de cuatro vías y tres posiciones, por lo general,controla un cilindro de doble efecto.

3 vías, 3 posiciones, centro abierto

Una válvula de tres vías y tres posiciones, por lo general,controla un cilindro de simple efecto.

Válvula de 3 secciones con retención decarga integral y descarga de presión

Una válvula de sección múltiple se grafica con una líneaquebrada que rodea las secciones individuales y una entradacomún para todas las secciones. Si hay válvulas internas dealivio o de retención de carga, estas también se muestran dentrodel recinto. Cada sección individual de la válvula se graficamostrando el camino del flujo.

Esta válvula de tres secciones tiene dos secciones de dobleefecto y una sección de simple efecto, una retención de cargaintegral y una válvula de descarga de presión. Cada sección seactiva manualmente y está equipada con un retorno de resorte.

Actuadores de la válvula:

Estos símbolos se usan para mostrar cómo se realizan loscambios en la válvula. En una válvula de secciones múltiples, semuestra cada sección con su propio actuador.

ResorteSe usa, generalmente, para que la bobina dela válvula vuelva a la posición neutral.

RetenciónLa bobina de la válvula permanecerá en laposición en que está colocada.

Actuador manual

Palanca

Solenoide


- o -

Presión compensada

Presión de piloto

Solenoide y piloto

Otras válvulas de control del fluido:

Las válvulas de descarga de presión, las válvulas selectoras, lasválvulas de retención de carga, etc., tienen sus propiossímbolos.

Válvula de descarga depresión, con piloto, noregulable

Restricción de flujo, orificio fijo

Control de flujo regulable

Válvula de retenciónEl flujo pasa de derecha a izquierda; se bloquea de izquierda a derecha.

Líneas hidráulicas, conexiones, etc.

_____________________

Línea o mangueraUna línea sólida indica una manguera o un tubo.

– – – – – – – – – – – – – –

Presión de piloto o línea de drenaje en la carcasaUna línea de puntos indica una línea de presión de piloto. Esta puede ser una línea externa o un conducto interno.

___ _ ___ _ ___ _ ___ _ _

RecintoUna línea quebrada indica un recinto, como el cuerpo de laválvula.

Cruce de líneas

Unión de líneas

Desconexión rápida


CONSEJOS PARA EL DISEÑO DE UNSISTEMA HIDRÁULICO MÓVIL:

1. Comience con los requisitos del trabajo a realizar.¿Cuánto peso debe levantar un cilindro? ¿A quévelocidad debe girar una pieza del equipo mecánico(bomba del producto, compresor de aire o eje de uncabestrante)? Las respuestas a estas preguntasdeterminarán los tamaños requeridos del cilindro ylos desplazamientos del motor.

2. Si se conoce el tamaño del cilindro o el desplazamientodel motor, además de los ciclos de servicio, se puedendeterminar los requisitos de flujo hidráulico y depresión y, a su vez, se puede seleccionar el depósito, laválvula, la manguera y el filtro.

3. La cantidad de funciones hidráulicas determina lacantidad y la función de las secciones de la válvuladireccional, la configuración de la válvula de alivio ylas opciones de las válvulas.

4. Los requisitos de flujo y presión también determinanel desplazamiento requerido de la bomba y lacapacidad de presión.

5. Una vez conocidos el desplazamiento de la bomba yla presión, se puede calcular la potencia en caballosde fuerza del sistema y seleccionar el motorprimario, por lo general, una toma de fuerza, segúnla velocidad deseada de funcionamiento del motor.

SECCIÓN 13: FALLAS Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN SISTEMAS HIDRÁULICOS

La mayoría de las fallas en un sistema hidráulico se puedenatribuir a cuatro causas:

• Contaminación • Cavitación• Exceso de presión • Calor

La contaminación, tal como explicamos en la Sección 10: Aceites hidráulicos,puede ser por partículas, química o biológica. Los contaminantes desgastan loscomponentes del sistema, suman calor al sistema y se alojan en orificios pequeños.

Las partículas contaminantes grandes (virutas de metal, arena, etc.) producen unacondición conocida como “fonográfica” sobre la superficie de las placas dedesgaste de una bomba de engranaje. Se le dice fonográfica porque las ranurasque se forman en las placas de desgaste se parecen a las de un disco. Estasranuras disminuyen la eficiencia de la bomba, degradando el rendimiento ysumando calor al sistema.

Las partículas contaminantes pequeñas (menos de 5 micras) en grandesconcentraciones no hacen que la bomba se detenga de manera repentina yviolenta. Sin embargo, sí pueden hacer que la bomba se desgasteprematuramente. En cantidades suficientes, las partículas finas pueden erosionarun camino en la superficie de la placa de desgaste desde el lado de presión hastael de entrada y alterar el equilibrio de presión de la bomba. Esta condición,denominada “perforación hidráulica”, puede ocasionar la pérdida inmediata decapacidad de presión. También se desgastan los cojinetes y los ejes.

Los contaminantes químicos y biológicos afectan la capacidad del aceite demantener una capa protectora entre las piezas móviles. Cuando se rompe lacapa de aceite, el desgaste y la fricción resultantes generan calor ycontaminación por partículas.

La cavitación es una condición que se produce cuando la entrada de la bombaestá obstruida. A menudo, se confunde la cavitación con la aireación. Aunque lasdos tienen que ver con aire en el aceite, existe una diferencia fundamental. Laaireación se produce cuando ingresa aire atmosférico al sistema, generalmente,debido a bajos niveles de aceite en el depósito, una filtración en el lado de entradade la bomba o un paquete de cilindros dañado. A veces, la aireación se producecuando el aceite está poco tiempo en el depósito, con lo cual no tiene tiempo deasentarse o disiparse. Las burbujas de aire hacen que los controles esténesponjosos y el actuador funcione de manera irregular. Además, se genera calor amedida que la presión comprime el aire en el lado de salida de la bomba. A unapresión de 2000 PSI, las burbujas de aire se comprimen hasta 1/135 de sutamaño original en menos de 10 milisegundos.

La cavitación se produce cuando un vacío extremadamente alto en la entrada de labomba forma burbujas gaseosas en el aceite hidráulico. Estas burbujas, formadasen el vacío, implosionan (colapsan) cuando llegan al lado de presión de la bomba.La implosión es violenta y libera una gran cantidad de energía en forma de calor(hasta 6000 °F [3316 °C] en el punto de implosión). Esta liberación de energía leagrega calor al sistema, y la fuerza de la implosión daña las placas de desgaste ylos cuerpos de la bomba.

El vacío se mide en plg. Hg (pulgadas de mercurio). Un vacío de más de 5 plg. Hg(bombas de engranaje) en la entrada de la bomba puede ocasionar la formación yel subsiguiente colapso de las burbujas de gas en el aceite. A mayor vacío, másgraves los daños por cavitación. Un vacío alto puede estar causado por variosfactores, todos los cuales producen la limitación del flujo de aceite desde eldepósito hasta la bomba. Estos incluyen:

Respiradero del tanque obstruidoFiltro o colador de succión bloqueado


Para minimizar la aireación inicial:Haga funcionar gradualmente la bomba, conel puerto de salida abierto hasta quecomience el flujo. Esto elimina el aire en laslíneas de presión. Luego, ajuste todos losconectores. Las líneas de retorno debenterminar debajo del nivel de aceite para evitaragitar y airear el aceite.

Para minimizar la cavitación:Use las mangueras de entradaespecificadas y de diámetro suficiente parapermitir que el aceite fluya dentro de labomba sin restricciones.

Superficie interna del lado depresión de la bomba

Microchorro

Picadura causada por elimpacto del microchorro

Residuos de la picadura

Las picaduras se producen por el colapso de burbujasde aire o gas en la superficie interna de la bomba .

Condición fonográfica en una placa de desgaste

Perforación hidráulica causada porcontaminación por partículas finas

Válvula de cierre del tanque cerradaManguera de entrada de tamaño reducidoManguera de entrada colapsada o torcidaRecorrido largo de la manguera de entradaAceite fríoEntrada de la bomba por encima de la salida del tanque

La cavitación se puede detectar por un sonido distinto de la bomba. Según lagravedad de la condición, el ruido va desde un sonido de vibración, como decanicas en una caja de metal, hasta un chirrido agudo. El ruido es el sonido de lasimplosiones de las burbujas de gas. Para evitar los daños causados por lacavitación, hay que determinar la causa de la restricción y corregirla. Las bombasde pistón son las más sensibles a las malas condiciones de la entrada, y, confrecuencia, requieren bombas de carga o depósitos presurizados para manteneruna presión positiva en la entrada de la bomba.

El exceso de presión, esto es, hacer funcionar la bomba a una presión por encimade los parámetros de diseño, puede dañar las flechas de entrada, las carcasas ylas placas de desgaste. El paquete de cilindros y las mangueras hidráulicaspueden fallar. El aceite que fluye a través del orificio pequeño de una válvula dealivio puede acumular calor rápidamente.

Los daños por exceso de presión se pueden producir cuando la presión defuncionamiento del sistema está constantemente por encima de la capacidad de labomba, o cuando el sistema está sujeto a picos de presión, los aumentosrepentinos causados por cargas cambiantes o atascadas. Incluso con laprotección de una válvula de alivio, una bomba puede resultar dañada por lospicos de presión si estos son más veloces que la reacción de una válvula dealivio. Los síntomas del exceso de presión incluyen el exceso de cortes en lacarcasa del engranaje, grietas en los cuerpos de la bomba, torceduras en lasranuras de la flecha de entrada o cortes en las flechas. Los picos de presión o elfuncionamiento de la bomba por encima de la presión recomendada puedenocasionar una aplicación que supere el límite de torque de la flecha (Shaft TorqueLimitation, STL) de la flecha de entrada de la bomba. Esto es particularmenteimportante en las aplicaciones de bomba en tándem o de sección triple, ya que laflecha de entrada debe soportar el torque de todas las secciones de la bomba. ElSTL para una bomba se calcula al multiplicar el desplazamiento de la bomba porla presión máxima de funcionamiento. Esto es: 3.5 plg.3 X 3000 PSI= 10,500 STL


La carcasa de esta bomba muestra undesgaste profundo del engranaje (0.014")

causado por el exceso de presión. Uncorte aceptable debe tener 0.005" o

menos para brindar un serviciosatisfactorio. La presión alta empuja losengranajes de la bomba hacia el lado deentrada o de baja presión de la bomba.Cuando se genera presión excesiva, losengranajes se desvían produciendo un

corte anormal del engranaje.

La flecha de esta bomba setorció a causa de un pico

repentino de presión.

Placa de desgaste con picaduraspor cavitación

Presión

EntradaLÍMITE DE TORQUE DE LA

FLECHA

Tamaño de la flecha Factor STL

0.625" - 9T ≤≤ 5,490

0.75" - 11T ≤ 10,114

0.875" - Rd ≤ 11,200

0.875" - 13T ≤≤ 16,500

1" - Rd ≤≤ 16,900

1" - 15T ≤≤ 25,650

1.25" - 14T ≤≤ 33,300

1.25" - Rd ≤≤ 35,900

El calor en un sistema hidráulico, con frecuencia, es el síntoma y no la causa deun problema. A menudo, el calor es un subproducto de la cavitación, lacontaminación o el exceso de presión. También puede estar ocasionado porcomponentes de la válvula, mangueras o depósitos de tamaño reducido. Unaválvula de alivio adherida o mal ajustada es una posible generadora de calor. Lasmangueras o los componentes situados cerca de los sistemas de escapeabsorben el calor y lo transfieren al aceite. El calor excesivo daña el aceite, ya quefacilita la oxidación, disminuye la lubricidad y forma depósitos de barniz.

SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DEL SISTEMA

Una precisa solución de problemas requiere de cuatro tipos de indicadores: unvacuómetro para examinar las condiciones en la entrada de la bomba,manómetros (uno de alta y otro de baja presión) para probar la presión de labomba y las configuraciones de la válvula de alivio, un medidor de flujo paraprobar la salida de la bomba, y un indicador de temperatura para controlar lastemperaturas del aceite. Siempre realice las lecturas a temperaturas del aceite yvelocidades de funcionamiento normales. Intentar reparar el equipamientohidráulico sin los indicadores de prueba adecuados es una práctica peligrosa.

El vacuómetro debe estar conectado a la línea de entrada en el puerto de labomba. Una lectura de vacío de más de 5 plg. Hg, a una velocidad defuncionamiento normal del motor, indica una restricción que podría ocasionardaños por cavitación. Inspeccione la manguera, el colador, la válvula de cierre y elrespiradero para encontrar el origen de la restricción.

Cuando utilice manómetros para probar las presiones del sistema, siemprecomience con un manómetro de alta presión (0—5000 psi) y pase al manómetrode baja presión (0—500 psi) solo después de confirmar que la presión seencuentra dentro del rango. Los manómetros se pueden usar para ajustar lasválvulas de alivio del sistema, determinar la presión del sistema en neutro o paradiagnosticar problemas relacionados con las bombas.

Los medidores de flujo pueden confirmar si el flujo de salida de una bomba seencuentra dentro de las especificaciones y, cuando se los usan junto a unmanómetro, pueden probar la eficiencia de la bomba a distintas presiones.

Use un indicador de temperatura para confirmar la temperatura de funcionamiento delsistema. Trate de mantener la temperatura del aceite por debajo de 140 °F (60 °C). Si lastemperaturas de funcionamiento superan los 140 °F (60 °C), aumente la capacidad deldepósito, agregue un enfriador o revise la selección de componentes para confirmar quetodos los componentes tienen el tamaño adecuado para el flujo del sistema.

Una vez realizadas las reparaciones en el sistema hidráulico, o cuando se hayanreemplazado los componentes, es de gran importancia que se realicen esfuerzospara evitar la contaminación. Hay que limpiar por descarga tanques, cilindros ymangueras. Reemplace los filtros y llene el sistema con aceite nuevo y filtrado.Haga funcionar todos los controles de las válvulas, extienda y repliegue loscilindros, y, luego, vuelva a cambiar los filtros antes de volver a poner en servicioel equipamiento.


Las bombas diseñadas para alojarcómodamente vacuómetros y manómetrosahorran tiempo de mantenimiento y brindanmayor precisión. Los puertos traserosespeciales de prueba que aparecen en estavista del Muncie Power-Pro se pueden usarpara el monitoreo del rendimiento. Lasbombas de cuatro puertos de dos sentidos(series K y L) también son muy accesiblespara las instalaciones de los indicadores.

Placa de desgaste que muestra los efectos delrecalentamiento

ERRORES COMUNESESTOS SON ALGUNOS PROBLEMAS TÍPICOS Y CRÓNICOS DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

I.Los sistemas no están adecuadamente protegidos de la contaminación, lo que ocasiona un desgaste excesivo, ineficiencia del sistema hidráulico y fallas prematuras. TODAVÍA sigue siendo la causa más frecuente de fallas en el sistema hidráulico.

II.A menudo, los sistemas usan aceites inadecuados, lo que hace que el aceite…A. Tenga que ser reemplazado con más frecuencia.B. Generen calor a causa de la lentitud por alta viscosidad (el aceite está demasiado espeso) o por cavitación.C. Generen calor a causa de la baja viscosidad (el aceite está muy fluido), lo que ocasiona un deslizamiento excesivo, baja

eficiencia y desgaste de los componentes.

III.Los operadores del sistema no están capacitados para reconocer…A. Cuando el sistema requiere mantenimiento.B. Cuando están dañando el sistema al forzar el flujo por encima del alivio.C. Cuánto daño pueden causar.D. Cuándo hay que desacoplar los sistemas.

IV.Con frecuencia, las bombas de reemplazo tienen desplazamientos más grandes de lo necesario. Como resultado, estas…A. Requieren un torque de entrada más alto de lo necesario.B. Funcionan a velocidades menos eficientes.C. Generan más calor.D. Pueden ocasionar el deslizamiento del convertidor de torque de la transmisión.

V.Las líneas y las mangueras hidráulicas son demasiado pequeñas, o son de otro tipo. A causa de esto…A. Requieren potencia adicional para compensar las pérdidas de presión en el sistema.B. Generan calor, lo cual daña las mangueras y el aceite, por lo que estos se deben reemplazar con mayor frecuencia de la

necesaria.C. Restringen la cantidad de aceite que puede fluir sin turbulencia, lo que genera cavitación, aireación y calor.D. Colapsan o explotan, haciendo que el sistema falle.E. Generan más presión del sistema en neutro y presiones de funcionamiento más altas.

VI.Los sistemas no están calibrados y, a menudo, están mal configurados.A. La válvula de alivio tiene una configuración demasiado alta, y no protege los componentes, o demasiado baja,

con ciclos innecesarios.B. La válvula de alivio queda aislada mediante la desconexión rápida, lo que elimina la protección.C. Continuidad incorrecta del circuito.

VII.Las líneas de transmisión mal instaladas ocasionan vibración, ruido, filtraciones en el sello, contaminación ydaños en la flecha de la bomba.

A. Lo cual deforma el sello, permitiendo que el polvo ingrese al área del sello.B. Permite que el polvo desgaste el área del sello de la flecha, por lo cual la flecha debe ser reemplazada.

VIII.Se hacen funcionar los sistemas sin nada de aceite o con la válvula de suministro cerrada.

IX.Los sistemas no se desacoplan después del uso, generando calor excesivo.

X.Los respiraderos del sistema están obstruidos o no son los adecuados, lo que produce cavitación.


GUÍA DE SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE LA BOMBA HIDRÁULICA

No hay flujo de aceite de labomba.

La bomba noacumula/mantiene la presión.

La bomba hace ruido.

La bomba tiene filtraciones: En el sello de la flecha.

En la sección del cuerpo.

En el puerto de la bomba.

*NO USE CINTA DE TEFLÓNEN LOS CONECTORES CONROSCA PARA TUBERÍAS

La bomba está caliente.(La temperatura del aceite no debesuperar los 140 °F [60 °C])

El aceite tiene espuma

No hay aceite en el depósito.

Válvula de cierre cerrada.

Hay aire atrapado en la manguera de entrada de la bomba.

La bomba tiene el sentido de rotación incorrecto para la aplicación.

Las mangueras están invertidas.

La toma de fuerza no está acoplada.

La bomba está desgastada o dañada.

La válvula de alivio está mal ajustada.

La válvula de alivio está abierta y atascada.

La bomba está desgastada o dañada.

Aireación (aire en el sistema).

Cavitación (la cavitación está ocasionada por el vacío excesivo enla entrada de la bomba. Realice una prueba con un vacuómetro enel puerto de entrada. La lectura del indicador debería estar pordebajo de 5 plg. Hg a una velocidad normal de funcionamiento).

Hay polvo debajo del sello.

Sello o cuerpo de la bomba dañados.

Sello mal colocado.

Junta circular o cuerpo dañados.

Pernos ajustados con el torque incorrecto.

Conector suelto.

Conector dañado.

Cuerpo de la bomba dañado.

Nivel de aceite bajo.

Depósito demasiado pequeño.

Aceite sucio.

La válvula de alivio está abierta y atascada.

La válvula de alivio está mal ajustada.

La bomba es demasiado grande para la aplicación.

Componente del sistema de menor tamaño.

Aceite con el peso incorrecto.

Nivel de aceite bajo.

Conector de entrada suelto.

Sello de la flecha dañado.

Filtración en la manguera de entrada.

Deflector del tanque incorrecto.

Llene el depósito con un fluido aprobado.

Abra la válvula.

Use aire comprimido para presurizar el depósito mientras hacefuncionar la bomba, o llene la manguera de entrada con aceitedel extremo de la bomba.

Reemplace o vuelva a configurar la bomba para corregir la rotación.

Cambie las ubicaciones de las mangueras de entrada y de presión.

Consulte “Solución de problemas de las tomas de fuerza”.

Repare o reemplace la bomba.

Ajuste la válvula de alivio según la especificación de los fabricantes.

Retire, limpie y vuelva a ajustar según la especificación.

Repare o reemplace la bomba.

Consulte “El aceite tiene espuma”.

Aumente el tamaño de la manguera de entrada, redireccione lamanguera de entrada, controle si la manguera de entrada estátorcida o colapsada, controle si el respiradero del depósito o elcolador están obstruidos. La manguera de entrada debe sertipo S.A.E. 100R4 únicamente.

Reemplace el sello. Examine la flecha de la bomba para ver sihay marcas.Reemplace el sello o la sección del cuerpo.

Reemplace el sello.

Reemplace la sección de la junta circular o el cuerpo.

Ajuste con el torque especificado.

Ajuste el conector.

Reemplace el conector.

Reemplace la sección del cuerpo.

Llene el depósito.

Aumente el tamaño del depósito.

Reemplace el aceite y el filtro.

Retire, limpie y vuelva a ajustar. Ajuste la válvula de aliviosegún la especificación del fabricante.

Revise la aplicación.

Reemplace con el modelo correcto.

Revise la aplicación. Reemplace con el modelo correcto.

Reemplace con el aceite correcto.

Llene el depósito.

Ajuste el conector.

Reemplace el sello.

Reemplace la manguera.

Instale un deflector o difusor.

CONDICIÓN POSIBLE CAUSA CORRECCIÓN

Acumuladores ................................................................26Actuadores.................................................................15-17Aireación ...................................................................19, 31Fluido para transmisión automática ................................23Motores auxiliares .............................................................7Radio de curvatura..........................................................22Relación beta .................................................................25Ley de Boyle .....................................................................3Contaminación incorporada ............................................24Cavitación ......................................................................31Ley de Charles ..................................................................3Contaminación química...................................................23Centro cerrado ...............................................5, 10, 13, 29Combo Kits......................................................................11Errores comunes del sistema..........................................34Compresibilidad del aceite ...............................................3Contaminación.....................................................23-24, 31Pulgadas cúbicas de desplazamiento ................4, 8, 9, 30Pulgadas cúbicas (galones de aceite) .............................4Capacidad del cilindro.....................................................16Fuerza del cilindro...........................................................15Velocidad del cilindro ................................................15, 16Cilindros ...............................................................15-16, 28Delta-P ..............................................................................4Difusores ...................................................................11, 19Ejes de transmisión ......................................................6, 7Bomba de válvula seca ..................................................12Eficiencia.............................................................4, 5, 9, 17Interruptor electrónico contra exceso de velocidad ........26Accionamientos del cigüeñal del motor ......................6, 12Filtros de carro ................................................................20Eficiencia del filtro ...........................................................25Filtros ........................................................................20, 28Conectores................................................................22, 30Fuerza.........................................................................3, 15Calor............................................................5, 9, 23, 26, 33Ley de Henry-Dalton ........................................................3Corte por alta presión......................................................13Potencia hidráulica............................................................3Manguera hidráulica..................................................21, 30Aceite hidráulico.........................................................23-25Símbolos esquemáticos hidráulicos ..........................27-30Fallas en el sistema hidráulico ..................................31-33Herramientas hidráulicas ...............................................26Encaminar la manguera hidráulica..................................22Contaminación inducida .................................................24Contaminación ingresada ..............................................24Potencia de entrada..........................................................5Códigos de limpieza ISO ...........................................24-25Bomba Live Pak..............................................................12Eficiencia mecánica ......................................................5, 9Clasificación en micras ..................................................24Motores .....................................................................17, 28Flujo nominal ..................................................................13Aceite-Aditivos ..........................................................................23-Análisis...........................................................................24-Enfriadores.....................................................................26-Manipulación..................................................................24-Temperatura ..................................................................23-Dilución ..........................................................................23Centro abierto ...................................................5, 8, 13, 29Potencia de salida.............................................................3Eficiencia general..........................................................5, 9Exceso de presión.....................................................14, 32

Recuento de partículas ...................................................24Contaminación por partículas .........................................24Principio de Pascal............................................................3Tubería............................................................................22Conexión directa (power beyond) ...................................13Toma de fuerza ................................................................6Presión-Atmosférica ......................................................................4-Sistema en neutro............................................................4-Alivio ................................................................................4-Válvula de alivio ...............................11, 13, 14, 30, 32, 33-Picos ..............................................................................32-Funcionamiento ...........................................................4, 9Motor primario .............................................................6, 27Flechas de entrada de la bomba.................................9, 32Diámetro del piloto de la bomba ......................................9Velocidad de régimen de la bomba ...............................8-9Rotación de la bomba ......................................................8Ménsula de soporte de la bomba ...................................11Bombas-Desplazamiento fijo..............................................8, 10, 27-Accionamiento por correa ................................................7-Volteo.............................................................................11-Flujo compensado..........................................................10-Engranajes...............................................8, 11, 12, 23, 27-Sensor de carga.............................................................10-Pistón .............................................................................10-Presión compensada ...............................................10, 27-Recolectores de basura .................................................12-Paletas ...........................................................................10-Desplazamiento variable..........................................10, 27Contaminación del depósito............................................18Depósitos .............................................................18-19, 28-Capacidad......................................................................19-Construcción.............................................................18-19Designaciones S.A.E. ................................................9, 21Límite de torque de la flecha (STL).................................32Velocidad ..................................................................3, 8, 9SSU.................................................................................23Coladores........................................................................20PLato inclinado................................................................10Diseño del sistema..........................................................30Solución de problemas ..............................................33-34Tubos ..............................................................................22Ángulo universal de la junta .........................................6, 7Vacío .........................................................................31, 33Actuadores de la válvula............................................29-30Posiciones y vías de las válvulas....................................13Válvulas-Purga ...........................................................................12-Centro cerrado ........................................................13, 29-Direccionales ......................................................13, 28-29-Divisor de caudal ...........................................................14-Monobloque ...................................................................13-Centro abierto ..........................................................13, 29-Alivio ..............................................................................14-Seccional .......................................................................13-Selectora........................................................................14Velocidad del aceite ........................................................21Viscosidad del aceite ......................................................23Eficiencia volumétrica ...................................................5, 9Agua................................................................................23Contaminación por desgaste .........................................24Placas de desgaste...................................8, 12, 31, 32, 33Kits de línea húmeda ......................................................11

DÓNDE ENCONTRARLO

FÓrMuLAs pArA usAr con cALcuLAdorAPARA RESOLVER: INGRESAR EN LA CALCULADORA:VElOcIDAD DE sAlIDA DE lA TOMA DE FUERZA . . . RPM TOMA DE FUERZA = RPM MOTOR x % TOMA DE FUERZAVElOcIDAD REQUERIDA MOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . RPM MOTOR = RPM TOMA DE FUERZA DEsEADAs ÷ % TOMA DE FUERZAcAbAllOs DE FUERZA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . HP = T X RPM ÷ 5252TORQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T = HP X 5252 ÷ RPM

ÁREA DE UN cÍRcUlO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A = π�r2 o A = d2 X 0.7854VOlUMEN DE UN cIlINDRO . . . . . . . . . . . . . . . . V = �πr2 X li ÷ 231

o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . d2 X 0.7854 X li ÷ 231FUERZA DE UN cIlINDRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . F = A X PsIEXTENsIÓN DE cIlINDRO (pulgadas/segundo) . VElOc. EXT. = GPM X 4.9 ÷ d2

EXTENsIÓN DE cIlINDRO (tiempo para ext.) . . . TIEMPO DE EXT. = VOlUMEN DE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cIlINDRO X 0.26 ÷ GPMVOlUMEN DE UN DEPÓsITO (rectangular) . . . . . VOl = li X Wi X Di ÷ 231VOlUMEN DE UN DEPÓsITO (redondo) . . . . . . . VOl = π�r2 X li ÷ 231

o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . d2 X 0.7854 X li ÷ 231

HP DE sAlIDA DE lA bOMbA . . . . . . . . . . . . . . . HP = GPM X PsI ÷ 1714HP DE ENTRADA DE lA bOMbA . . . . . . . . . . . . . HP = GPM X PsI ÷ 1714 ÷ ETORQUE DE ENTRADA DE lA bOMbA (libras pie). . . . T = cID X PsI ÷ 24�FlUJO DE sAlIDA DE lA bOMbA . . . . . . . . . . . . GPM = cIR X RPM ÷ 231 X EVElOcIDAD DE ENTRADA DE lA bOMbA . . . . . RPM = GPM X 231 ÷ cIR ÷ EDEsPlAZAMIENTO DE lA bOMbA . . . . . . . . . . . cIR = GPM X 231 ÷ RPM ÷ E

FlUJO EN GPM UsANDO TOMA DE FUERZA . . . . . . GPM = RPM MOTOR X % TOMA DE FUERZA X cIR ÷ 231 X EVElOcIDAD DEl AcEITE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V = GPM X 0.3208 ÷ AcAÍDA DE PREsIÓN A TRAVÉs DE UN ORIFIcIO . . . . �P = 0.025 X GPM2 ÷ d5

AUMENTO DE cAlOR EN GRADOs F . . . . . . . . �Fº = HP X 746 X ineficiencia X minutos ÷ galones en sistema ÷ 60

NOTA: las siguientes fórmulas para motores hidráulicos se calculan en libras pulgadas en vez de libras pie. Para convertir a libras pie, dividir por 12.

TORQUE DE sAlIDA DE MOTOR:TORQUE cONTINUO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tc = GPM X PsI X 36.77 ÷ RPM

o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tc = cID X PsI ÷ 2 �o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tc = HP X 36025 ÷ RPM

ARRANcANDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ts = Tc X 1.3AcElERANDO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ta = Tc X 1.1PREsIÓN DE MOTOR EN FUNcIONAMIENTO . . T X 2 π� ÷ cIR ÷ ERPM DE MOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RPM = GPM X 231 ÷ cIR

NOTAS:T = torque (libras pie)A = área de círculo (pulgada

cuadrada)F = fuerzad = diámetror = radioπ� = 3.1416 (pi)li = longitud (pulgadas)

Wi = ancho (pulgadas)Di = profundidad (pulgadas)

VOl = volumenE = eficiencia

cIR = pulgadas cúbicas/revolución

V = velocidad1 GAl = 231 pulgadas cúbicas

tABLA dE conVErsiÓnDe unidades inglesas (EE. UU.) al sistema internacional (métrico)

DE A MULTIPLICAR POR o DIVIDIR PORPUl. cUbIcAs (PlG.3) .....cc(cm3) ......................................16.39..............................................0.06102PUl. cUbIcAs (PlG.3) ......lITROs...........................................0.01639.......................................61.02lIbRAs PIE........................METRO NEWTON (Nm) ................1.356............................................0.7376GAlONEs (EE. UU.) .........lITROs...........................................3.785............................................0.2642cAbAllO DE FUERZA......bTU..........................................2545.0................................................0.00093cAbAllO DE FUERZA......VATIOs ......................................745.7................................................0.001341cAbAllO DE FUERZA......kW ....................................................0.7457.......................................1.341PsI (lIbRAs/PlG.2) ..........bAR (Atmosphere) ............................0.06804...................................14.5PsI (lIbRAs/PlG.2) ...........kiloPascales (kPa) ...................6895.0................................................0.000145lIbRA ................................kIlOGRAMO ....................................0.4536.......................................2.2046PUlGADA..........................MIlÍMETRO (MM) ..........................25.4..............................................0.03937MIllA ..............................kIlÓMETRO (kM) ..........................1.6093 ....................................0.6214

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Muncie Power Products, Inc. Miembro de Interpump Hydraulics GroupOficinas generales y centro de distribución • P.O. Box 548 • Muncie, IN 47308-0548(765) 284-7721 • FAX (765) 284-6991 • Correo electrónico [email protected]

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sistemas hidrÁulicos m o n t a d o s e n c a m i o n e s

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