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  • MANUAL DEL ESTUDIANTEINSTRUCCIN TCNICA

    CURSO: Hidrulica I y IITEMA: Concptos Bsicos, Componentes

    y Diagramas Esquemticos

    DESARROLLO TECNICO FESA - DSBE0001-02FEBRERO, 2001

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 1 - 1 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

    FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoMCB Feb01 01Hid12des.doc

    TEMA: HIDRAULICADESCRIPCION DEL CURSO

    Tiempo de duracin: 4 das

    RESUMEN La clase del saln ser una presentacin de los principales conceptos dehidrulica, utilizando para ello las presentaciones del Curso BsicoMultimedia Caterpillar, manuales de servicio, esquemas, piezas y algunasmquinas.

    Se realizarn ejercicios al final de cada punto y la evaluacin ser una pruebafinal de tipo escrita para medir el avance de los participantes.

    Durante los laboratorios los estudiantes tendrn la oportunidad de analizaralgunas piezas y mquinas, para el conocimiento inicial sobre hidrulica ypara reforzar los temas desarrollados en clase.

    CONTENIDO Los temas a desarrollarse en clase sern los siguientes:

    Hidrulica I

    1. Conceptos Bsicos de Hidrulica.- Los estudiantes podrn empezar afamiliarizarse con la hidrulica, mediante el conocimiento de losprincipios sobre los que esta se basa. Principios y Seguridad.

    Hidrulica II

    2. Componentes.- Los estudiantes aprendern el funcionamiento de losdistintos componentes que constituyen un sistema hidrulico. Al mismotiempo se tendr una seccin de introduccin al diagnstico de fallasde los distintos componentes.

    3. Diagramas Esquemticos.- Los estudiantes sern capacitados parapoder interpretar los diagramas esquemticos hidrulicos bsicos, quele servirn como base para su posterior preparacin en maquinariaespecfica.

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 1 - 2 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

    FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoMCB Feb01 01Hid12des.doc

    EL ESTUDIANTE HABILIDADES A ADQUIRIR

    Al trmino del curso, los estudiantes estarn en la capacidad de realizar lossiguientes procesos:

    Poder entender y explicar el funcionamiento de los componentesbsicos de un sistema hidrulico

    Poder interpretar diagramas hidrulicos bsicos

    REQUISITOS

    Este curso ha sido creado para los mecnicos que se inician en el trabajo conmaquinaria Caterpillar, por lo tanto el nico requisito es:

    Uso de herramientas manuales

    MATERIALES Material del Estudiante

    Se le proporcionar al estudiante el siguiente material:

    Separatas con el desarrollo de los temas a tratarse en el curso yejercicios a desarrollarse en clase.

    Copias de informacin tcnica de Caterpillar. PSGP6028 - Gua De Administracin De Sistemas. Hidrulicos. SSBU6250 - Recomendaciones De Fluidos Para Mquinas.

    Caterpillar. PSHP0005 - Aceite Hidrulico. PSHP8037 Filtros Hidrulicos De Alta Eficiencia. PSHP7028 Mangueras Y Acoplamientos De Baja Y Media Presin. LSDQ6225 - Filtros. Copias de la separata de simbologa hidrulica. SENR3981 - Fluid Power Graphic Symbols Users Guide. Hojas para el trabajo de los laboratorios.

    Material para el Curso

    Para el desarrollo del curso se necesitar de lo siguiente:

    Una computadora personal. Un proyector de transparencias. Un proyector multimedia. Un proyector de slides. Un aula con pizarra y pantalla. Esquemas hidrulicos de las mquinas a utilizar.

    Equipo para el Curso

    Bombas Hidrulicas para desarmar Vlvulas de control para desarmar. Una caja de herramientas. Un par de mquinas (Excavadoras, Cargadores, Tractores).

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 1 - 3 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

    FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoMCB Feb01 01Hid12des.doc

    MODULO I: CONCEPTOS BASICOS DE HIDRAULICA

    El propsito de este mdulo es familiarizar al estudiante con los principiosbsicos de hidrulica, as como con los procedimientos bsicos de seguridada seguir cuando se trabaja con sistemas hidrulicos.

    OBJETIVOS

    1. Con la ayuda del Curso Multimedia Caterpillar, del Meeting GuideN021 y N022, y ejemplos de clase, conocer y aplicar claramente losprincipios hidrulicos bsicos.

    CLASE Se realizar la presentacin del tema de Conceptos Bsicos del CursoMultimedia Caterpillar. As mismo se tendr una seccin dedicada a laseguridad en hidrulica

    LABORATORIODE CLASE

    Desarrolle los ejercicios presentados por el instructor, para lo cualrecomendamos contar con una calculadora pequea.

    TEMARIO Principios hidrulicos. Componentes del sistema. Circuitos en serie y en paralelo. Propiedades de los fluidos y aditivos.

    Como poner a trabajar a la hidrulica. Conversin de energa Como poder calcular el rendimiento del sistema. Ley de Pascal. Unidades de medida.

    Introduccin a la seguridad. Procedimientos de seguridad para la hidrulica.

    ndice de trminos hidrulicos

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 1 - 4 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

    FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoMCB Feb01 01Hid12des.doc

    MODULO II: COMPONENTES HIDRAULICOS

    El propsito de este mdulo es ensear al estudiante los principalescomponentes de un circuito hidrulico: depsitos de fluidos, acondicionadoresde fluido, bombas, motores, tuberas, cilindros hidrulicos y vlvulas.

    OBJETIVOS

    Con la ayuda del Curso Multimedia Caterpillar, del Meeting Guide N024 yN025, y laboratorios de clase y de campo, dar a conocer los componentesbsicos de un sistema hidrulico y su funcin.

    CLASE Se realizar la presentacin del tema de Conceptos Bsicos del CursoMultimedia Caterpillar. As mismo se realizarn laboratorios de clase conalgunos componentes

    LABORATORIODE CLASE

    Analice los componentes presentados en el aula, su construccin yfuncionamiento.

    LABORATORIODE CAMPO

    Realice las pruebas de cilindros para la maquinaria proporcionada.

    (Opcional)Realice el ajuste de las vlvulas de alivio de la mquina proporcionada.

    TEMARIO Tanques hidrulicos. Acumuladores. Filtros. Enfriadores. Bombas y motores hidrulicos. Tuberas y mangueras. Cilindros. Vlvulas hidrulicas.

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 1 - 5 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

    FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoMCB Feb01 01Hid12des.doc

    MODULO III: DIAGRAMAS ESQUEMATICOS HIDRAULICOS

    El propsito de este mdulo es ensear al estudiante la simbologa hidrulicaISO, que representa a los componentes de un circuito hidrulico, as como aleer e interpretar diagramas hidrulicos bsicos.

    OBJETIVOS

    1. Con la ayuda del Curso Multimedia Caterpillar, del Meeting GuideN546, esquemas hidrulicos de maquinaria Caterpillar, esquemassimples y la separata de simbologa ISO, leer e interpretar esquemashidrulicos bsicos.

    2. Con la ayuda del Curso Multimedia Caterpillar, del Meeting GuideN546, esquemas hidrulicos de maquinaria Caterpillar y la separatade simbologa ISO, poder ubicar componentes con la ayuda de estos.

    3. Con la ayuda del Curso Multimedia Caterpillar, del Meeting GuideN546, esquemas hidrulicos de maquinaria Caterpillar y la separatade simbologa ISO, poder seguir las lneas hidrulicas de unamquina.

    CLASE Se realizar la presentacin del tema de Conceptos Bsicos del CursoMultimedia Caterpillar y tambin una explicacin de la separata de simbologaISO. As mismo se realizarn ejercicios en clase con esquemas simples.

    LABORATORIODE CLASE

    Identifique los componentes que se encuentran en los diagramasproporcionados y explique el funcionamiento del sistema mostrado.

    LABORATORIODE CAMPO

    Ubique en el esquema y luego fsicamente los componentes listados en eldiagrama de la mquina proporcionada.

    Realice el seguimiento de las lneas hidrulicas de la mquina proporcionada.

    TEMARIO Identificacin de smbolos bsicos. Explicacin del funcionamiento y funcin que cumplen en el circuito. Seguimiento del recorrido del fluido a travs de los smbolos

    esquemticos en el diagrama.

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 1 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

    FERREYROS S.A.A. Desarrollo TcnicoMCB Feb01 02Hid1curs.doc

    HIDRULICA 1(Conceptos Bsicos De Hidrulica)

    1. Principios Hidrulicos

    1.1. Componentes del SistemaEl siguiente diagrama representa un sistema hidrulico bsico.

    Los componentes del sistema ms comunes son:1. Fluido.2. Tanque.3. Filtro.4. Bomba.5. Vlvula de Control.

    6. Accionador.7. Tuberas.8. Vlvula de Alivio9. Enfriador.

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

    Verde retorno al tanque. Azul aceite bloqueado. Rojo aceite a presin, suministrado por la bomba. Rojo/blanco nivel de presin menor al rojo. Naranja aceite a presin usada como seal. Naranja/blanco - nivel de presin menor al rojo.

    FluidoEn un sistema hidrulico lo quetransmite energa es el fluido. Esto esposible porque los lquidos sonvirtualmente incompresibles. Amedida que se bombea fluido portodo el sistema se ejerce la mismafuerza en todas las superficies.Como los lquidos se adaptan acualquier forma, el fluido hidrulicopuede fluir en cualquier direccin yhacia todo los conductos abiertos.El aceite es el fluido mscomnmente utilizado en los sistemashidrulicos de las mquinas deCaterpillar.

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  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 2 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    TanqueLas funciones principales de un tanque hidrulico son:

    Almacena el aceite hidrulico. Enfra el aceite hidrulico. Permite que el aire se separe del aceite. Permite que se asienten las partculas

    FiltroLos filtros eliminan los contaminantes del fluido hidrulico. De esta forma seevita que los componentes sufran daos y se asegura el funcionamientocorrecto del sistema. La ubicacin y los tipos de filtros varan.10. BombaLa bomba convierte la energa mecnica en energa hidrulica en forma deflujo. La impulsa una fuente externa de energa

    Vlvula de ControlLa vlvula de control direccional determina el curso que recorre el fluido portodo el sistema. Este es el medio que emplea el operador para controlar lamquina.

    Accionador o cilindro hidrulicoEl accionador convierte la energa hidrulica en energa mecnica pararealizar trabajo. Los cilindros producen un movimiento lineal utilizado paraoperar cucharones, hojas, plumas y otros implementos. Los motoreshidrulicos producen un movimiento rotativo utilizado por el sistema motriz, elde direccin y otros sistemas de los vehculos

    TuberasLas tuberas son mangueras o tubos por los cuales se mueve el fluido. Lasmangueras flexibles permiten el movimiento, absorben la vibracin, reducenel ruido y son fciles de tender y conectar. Las tuberas proporcionanconexiones ms rgidas, tendido compacto y una mejor disipacin del calor.

    Vlvula de AlivioLa vlvula de alivio (vlvula de control de la presin) limita la presin delsistema. La vlvula se abre si la presin supera un lmite preestablecido

    EnfriadorEl enfriador elimina el calor del fluido hidrulico, lo que aumenta la vida til delcomponente

    1.2. Circuitos en Serie y en ParaleloLa mayora de las mquinas requieren componentes mltiples que puedenestar conectados en serie o en paralelo

    Comparacin de Circuitos1. Cuando los componentes

    estn conectados en serie, elaceite fluye de uncomponente al siguiente. Elflujo sigue un recorrido nico.

    2. Cuando los componentesestn conectados en paralelo,el aceite fluyesimultneamente por cadacomponente. Hay dos o msrecorridos para el flujo. GENHD003

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 3 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    Circuito en SerieEn un circuito en serie, el aceite fluye deun componente y por uno o mscomponentes adicionales antes deregresar al tanque. En este circuito, lavlvula B recibe el flujo de la bombaantes que la vlvula

    Circuito en ParaleloEn un circuito en paralelo, loscomponentes reciben igual flujo de labomba. En este circuito, las vlvulas A yB reciben el flujo en forma simultnea loque permite una operacinindependiente

    1.3. Propiedades de los Fluidos y AditivosEl fluido hidrulico es el componente clave de cualquier sistema hidrulico. Esel medio por el cual se transmite la energa en todo el sistema. Ciertaspropiedades del fluido determinan cmo cumple su funcin. Esta leccin tratasobre las propiedades crticas y de aditivos utilizados para mejorarlas

    Funciones del Fluido HidrulicoEl fluido hidrulico tiene muchasfunciones. El fluido tiene que:

    Transmitir la energa portodo el sistema.

    Proporcionar lubricacin alas partes mviles.

    Proteger los componentescontra el desgaste y lacorrosin.

    Alejar el calor de loscomponentes.

    ViscosidadUna de las propiedades ms criticas del aceite es la viscosidad, es decir suresistencia al flujo. La viscosidad est directamente relacionada a la buenaproteccin y lubricacin que el aceite brinda a los componentes.

    Comparacin de ViscosidadEl aceite de alta viscosidad puede producir operacin lenta y podra requerirpotencia adicional. La viscosidad baja puede disminuir la capacidad delubricar del fluido y hace que los componentes se desgasten msrpidamente. Tambin aumenta la posibilidad de fugas.

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  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 4 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    Efecto de la Temperatura sobre la ViscosidadLa temperatura puede afectar la viscosidad del aceite por lo cual esimportante utilizar el grado adecuado del aceite para su mquina y clima.Siempre remtase a su Manual de Operacin y Mantenimiento paradeterminar que aceite se recomiendaAditivosLos aditivos se utilizan para controlar la viscosidad y otras caractersticasimportantes del aceite hidrulico.Se usan para reducir el desgaste, aumentar la estabilidad qumica, inhibir lacorrosin y oxidacin, mantener limpios los componentes y suspender laspartculas hasta qu lleguen al filtro.Estas son razones adicionales por las cuales en las mquinas Caterpillarsiempre se debe utilizar el fluido hidrulico recomendado

  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 5 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    2. Como poner a trabajar la Hidrulica

    2.1. Conversin de Energa

    Para poder hacer trabajo til, un sistema hidrulico debe poder convertir ycontrolar la energa a medida que fluye de un componente al siguiente. Estagrfica representa los puntos claves de conversin y de control en el sistema.

    Tren de EngranajesUn sistema hidrulico debe recibir energa proveniente de alguna fuente. Estapor lo general viene en la forma de energa mecnica rotatoria procedente deun motor o del tren de engranajes de un vehculo

    BombaLa bomba hidrulica convierte la energa mecnica en energa hidrulica, enforma de caudal

    VlvulasLas vlvulas controlan la transferencia de energa hidrulica en el sistema, alcontrolar el caudal del fluido y la direccin en que fluye

    AccionadorEl accionador convierte la energa hidrulica en energa mecnica en formade movimiento o fuerza lineal o rotatoria. Esta energa se utiliza para hacertrabajo

    2.2. Como se Calcula el Rendimiento del Sistema

    La velocidad de un accionador es una funcin de (1) su desplazamiento(volumen) y (2) caudal (cantidad de fluido movido en un tiempo determinado)Con el mismo caudal, un accionador con una mayor rea se mueve mslentamente que uno con un rea menor. Si se aumenta el flujo se aumenta lavelocidad del accionador.

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  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 6 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    Paso 1Comencemos calculando la cilindrada de este cilindro.

    Desplazamiento = rea del pistn x carrera del pistnEjemplo:

    rea del pistn = 5 pulgadas2

    carrera del pistn = 20 pulgadasDesplazamiento = 5 pulgadas2 x 20 pulgadas = 100 pulgadas3

    Paso 2Conociendo la cilindrada y el caudal que entra al accionador, podemoscalcular su tiempo de ciclo.

    Tiempo de ciclo = Desplazamiento / CaudalEjemplo:Tiempo de ciclo = [100 pulg3 x 60 (seg. / min.] / (460 pulg3 / min.).

    Tiempo de ciclo = 13 segundosEn este ejemplo, el pistn tarda 13 segundos en cubrir su carrera total.

    Uso de los Clculos para la Resolucin de ProblemasLa relacin entre el caudal y el desplazamiento puede ser til para localizarlos problemas. Generalmente aparece una lista de los tiempos de ciclo deuna determinada mquina en el manual de servicio.Si estos valores son distintos a los tiempos medidos, el caudal que entra en elcilindro no es el correcto. Este es el primer paso para identificar la causa deun desempeo irregular o lento

    2.3. Ley de PascalHasta aqu hemos hablado sobre el caudal del fluido en un sistema hidrulico.Si este caudal se restringe de alguna forma, como cuando se aplica unacarga sobre un cilindro, se crea presin. La cantidad de presin se puedecalcular dividiendo la fuerza de la carga por la superficie sobre la que seaplica la misma. Esta es una aplicacin de la Ley de Pascal.

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  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 7 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    Definicin de la Ley de PascalLa definicin del libro de texto sobre la Ley de Pascal es:

    La fuerza aplicada a un lquido encerrado se transmite igualmente en todaslas direcciones.

    Esto se puede expresar utilizando esta formula.

    P = F / A

    Donde : P - Es la presin (en libras/pulgada2),F - Es la fuerza aplicada al vstago (en libras) yA - Es el rea del pistn donde acta la presin (en pulgada2).

    Dicho de otra forma, la presin se puede definir como una fuerza determinadaque acta en un rea determinada.

    Ayuda para el ClculoEste smbolo a menudo se utiliza para recordar las ecuaciones. Se usacubriendo la variable que se desea calcular. La expresin que resulta es laecuacin.

    Por ejemplo, para calcular la presin, cubra la P y la expresin que queda esF/A.

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  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 8 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    Area til del PistnEl rea til del pistn es el rea (rea 2 para la parte superior y rea 1 para laparte inferior) sobre la cual acta la presin hidrulica.Si se aplica una presin igual a ambos extremos de un pistn, se ejerce unafuerza mayor en el extremo de cabeza del pistn. Ello se debe a que elvstago debe ocupar parte del rea del pistn, reduciendo el rea til delextremo del vstago.

    ResumenResumiendo, se puede utilizar la Ley de Pascal para describir la relacinentre la presin, la fuerza y el rea.

    Se expresa mediante la frmula: P = F/ A

    Aplicando esta frmula a los pistones, la cantidad de presin que se necesitapara levantar una carga es igual a la fuerza de resistencia de la carga divididapor el rea til del pistn.

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  • CURSO: HIDRULICA I Y II 2 - 9 Material del EstudianteFESA - DSBE0001-02

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    2.4. Unidades de MedidaSe pueden utilizar varias unidades de medida del sistema ingls y del mtricopara expresar presin, fuerza, rea y flujo. Puede que peridicamente seanecesario convertir de una medida a otra.

    Conversiones de Sistema Ingls al Sistema MtricoEn esta tabla se muestran los factores de conversin ms comunes entre elsistema ingls y el sistema mtrico.

    Conversiones del Sistema Mtrico al Sistema InglsEn esta tabla se muestran los factores de conversin ms comunes entre elsistema mtrico y el sistema ingls.

    Otros factores de conversinExisten otras conversiones que debe tener en cuenta. Por ejemplo, todos lostrminos de esta tabla se utilizan para expresar presin.

    FACTORES DE CONVERSINMultiplique una Unidad

    InglesaPor

    Para obtener una UnidadMtrica

    psi Libras por pulgadacuadrada

    6.895 kPA Kilopascal

    In - Pulgada 25.400 mm MilmetroIn - Pulgada cuadrada 6.450 cm - Centmetro cuadrado

    In - Pulgada cbica 16.387 cm - Centmetro cbicoGal Galn 3.785 L Litro

    HP Caballos de fuerza 0.740 kW Kilovatio

    FACTORES DE CONVERSINMultiplique una Unidad

    MtricaPor

    Para obtener una UnidadInglesa

    kPA Kilopascal 0.145psi Libras por pulgada

    cuadradamm Milmetro 0.039 In - Pulgada

    cm - Centmetro cuadrado 0.155 In - Pulgada cuadradacm - Centmetro cbico 0.061 In - Pulgada cbica

    L Litro 0.264 Gal GalnkW Kilovatio 1.341 HP Caballos de fuerza

    FACTORES DE CONVERSINMultiplique una Unidad

    InglesaPor Para obtener una Unidad

    Mtricapsi Libras por pulgada

    cuadrada6.895 kPA Kilopascal

    In - Pulgada 25.400 mm MilmetroIn - Pulgada cuadrada 6.450 cm - Centmetro cuadrado

    In - Pulgada cbica 16.387 cm - Centmetro cbicoGal Galn 3.785 L Litro

    HP Caballos de fuerza 0.740 kW Kilovatio

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    3. Introduccin a la Seguridad

    3.1. Procedimientos de Seguridad para la HidrulicaLos sistemas hidrulicos Caterpillar han sido diseados para prestar unaoperacin segura y libre de problemas. Pero an as, conviene recordar queestos sistemas han sido fabricados para hacer trabajo rudo y difcil. Estoquiere decir que hay presentes altas presiones, aceite caliente y cargaspesadas. Si no se siguen los procedimientos recomendados podran ocurrirserias lesiones. Siga siempre los procedimientos especficos detallados en elManual de Servicio y en las Guas de Operacin y Mantenimientocorrespondiente a la mquina en la que est trabajando

    Procedimientos de Seguridad GeneralesHay varios procedimientos generales de seguridad que deben seguirse antesde trabajar con cualquier sistema hidrulico mvil.

    1. Pare la mquina y colocarle una etiqueta.2. Bloquear o bajar los implementos y bloquear las ruedas o

    cadenas.3. Alivie la presin en el sistema hidrulico.4. Volver a poner en funcionamiento el sistema despus de las

    reparaciones.

    3.1.1. Pare la Mquina y Colocarle una EtiquetaHay ciertos procedimientos generales de parada de la mquina que se debenseguir cuando se est preparando para dar servicio al sistema hidrulico. Siest en el campo, ponga la mquina en terreno horizontal, apartada demquinas en operacin y de personal. Active el freno de estacionamiento, yluego baje o bloquee los implementos y los estabilizadores. Detenga lamquina y conecte la traba de la transmisin. Luego, ponga rtulos en lamquina para avisar que la mquina est siendo atendida. No se olvide deeste paso crtico. El lugar preferido para colocar el rtulo es en el volante o enlas palancas de direccin. Vea en la Gua de Operacin y Mantenimiento sihay algn procedimiento de parada especial y estar listo entonces paracomenzar las operaciones de servicio.

    3.1.2. Procedimiento de BloqueoLos procedimientos de bloqueo variarn de una mquina a la otra y dependende los componentes en particular que requieran servicio. Una regla general esque siempre se deben bloquear las ruedas o las cadenas, para impedir elmovimiento de avance o de retroceso. Los implementos siempre se debenbloquear con piezas de madera, nunca utilice piezas de cemento o concreto.Verifique y asegrese de que el material que usa para bloquear sea suficientepara soportar la carga y de que est colocado firmemente. Algunas mquinasestn equipadas con equipo de bloqueo especial, por ejemplo, algunoscargadores de ruedas requieren bloquear la junta de articulacin. Estasmquinas vienen con un soporte especial para este fin. Las retroexcavadorascargadoras y otras mquinas tienen soportes especiales para sostener elbastidor del cargador para ciertas tareas de servicio. Nunca se olvide decomprobar en la Gua de Operacin y Mantenimiento y en el Manual deServicio para ver si hay procedimientos de soporte con bloques especiales.

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    3.1.3. Alivie la Presin en el Sistema HidrulicoLa presin hidrulica del sistema siempre se debe aliviar antes de dar servicioal sistema hidrulico. El aceite hidrulico puede ser un proyectil mortfero siexplota una lnea presurizada. Despus de bajar o bloquear los implementos,todas las palancas de control hidrulico se deben pasar por todas lasposiciones posibles. Esto asegurar que se alivie la presin en los cilindros yen las lneas. Afloje la tapa de llenado del tanque hidrulico y purgue elacumulador si el sistema de la mquina que est atendiendo est equipadocon uno. Los acumuladores de los sistemas de freno y de direccin sepueden purgar bombeando el pedal de freno o girando el volante de direccinvarias veces.

    3.1.4. SeguimientoDespus de completar el servicio o las reparaciones no se olvide de aadiraceite hidrulico de compensacin en caso de ser necesario. Reemplace latapa de llenado del tanque, quite el rtulo de advertencia y opere la mquinapara asegurarse de que el sistema est en estado apropiado para trabajar.

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    4. ndice de trminos hidrulico

    Actuador. Dispositivo que convierte la energa hidrulica en energamecnica, un motor o un cilindro.

    Acumulador. Recipiente que contiene un fluido a presin. Aeracin. Aire en un fluido hidrulico, causa problemas en el

    funcionamiento del sistema y en los componentes. rea anular. Es el rea en forma de anillo, por ejemplo el rea del

    pistn menos el rea de la varilla. Baffle. Dispositivo. Usualmente es un plato en el reservorio para

    separar la admisin de una bomba y las lneas de retorno. Bleed off. Desva una porcin controlada de flujo de la bomba del

    reservorio. Bomba. La bomba que enva el fluido al sistema. By-pass. Pasaje secundario para el flujo de un fluido. Caballos de

    potencia (HP)Un HP es la potencia requerida para levantar 550 libras a1 pie de altura en 1 minuto. Equivale a 0,746 kW.

    Cada depresin.

    Reduccin de la presin entre dos puntos de una lnea opasaje.

    Calor. Es una forma de energa que tiene la capacidad de crearun aumento de temperatura en una sustancia. Se mide enBTU (British Thermal Unit)

    Cmara. Compartimento de un elemento hidrulico. Carrera Longitud que se desplaza el vstago de un cilindro de

    tope a topeUnidades: m, cm, pulg, pies.

    Caudal Volumen de fluido que circula en un tiempo determinado.Unidades: m/min, cm/min, l/min, gpm

    Cavitacin. Condicin que producen los gases encerrados dentro deun lquido cuando la presin se reduce a la presin delvapor.

    Centroabierto.

    Condicin de la bomba en la cual el fluido recircula enella, por la posicin neutral del sistema.

    Centrocerrado.

    Condicin en la cual la salida de la bomba no esta concarga, en algunos casos se dira que esta trabajando enneutro.

    Cilindro dedoble accin.

    Es un cilindro cuya fuerza del fluido puede ser aplicada enambas direcciones.

    Cilindrodiferencial.

    Cilindros en los cuales las dos reas opuestas del pistnno son iguales.

    Cilindro. Dispositivo que convierte energa hidrulica en energamecnica.

    Circuito. Entindase del recorrido completo que hace un fluidodentro del sistema hidrulico.

    Componente. Una sola unidad hidrulica. Contra-

    presin.Se refiere a la presin existente en el lado de descarga deuna carga. Se debe aadir esta presin para el clculo demover una carga.

    Controleshidrulicos.

    Es un control que al actuarlo determina una fuerzahidrulica.

    Convertidorde torque.

    Un tipo de acople hidrulico capaz de multiplicar el torqueque ingresa.

    Desplazamien-to positivo.

    Caracterstica de las bombas de engranaje y de paletas.

    Desplazamien-to.

    Es la cantidad de fluido que puede pasar por una bomba,un motor o un cilindro en una revolucin o carrera.Movimiento del vstago de un cilindro. Volumendesplazado de aceite al recorrer la carrera completa delcilindro.Unidades: m, cm, L, gal.

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    Drenaje. Un pasaje, una lnea o un componente hidrulico queregresa parte del fluido al reservorio o tanque.

    Eficiencia. Es la relacin entre la salida y la entrada, esta puede servolumen, potencia, energa y se mide en porcentaje.

    Enfriador. Intercambiador de calor del sistema hidrulico. Filtro. Dispositivo que retiene partculas metlicas o

    contaminantes del fluido. Fluido. Liquido o gas. Un liquido que es especficamente

    compuesto para usarlo como medio de transmitir potenciaen un sistema hidrulico.

    Flujo. Es producido por la bomba que suministra el fluido. Frecuencia. Nmero de veces que ocurre en una unidad de tiempo. Fuerza. Efecto necesario para empujar o jalar, depende de la

    presin y el rea. F = P x A. Es la aplicacin de unaenerga.La fuerza hace que un objeto en reposo se mueva.La fuerza hace que un objeto en movimiento cambie dedireccin.

    Hidrulica. Ciencia de la ingeniera que estudia los fluidos.El uso de un fluido bajo presin controlada para realizarun trabajo.

    Hidro-dinmi-ca.

    Estudio de los fluidos en movimiento.

    Hidrosttica. Estudio de los fluidos en reposo. Intercambia-

    dor de calor.Dispositivo usado para producir una transferencia decalor.

    Ley dePascal.

    La fuerza hidrulica se transmite en todas direcciones.La presin ejercida sobre un lquido confinado setransmite con igual intensidad en todas direcciones yacta con igual fuerza sobre todas las reas iguales.

    Lnea deretorno.

    Lnea usada para regresar el fluido al reservorio.

    Lnea desuccin.

    Lnea que conecta el reservorio con la bomba.

    Lquido. Sustancia con la capacidad de adoptar cualquier forma. Manifold. Mltiple de conexiones o conductores. Motor. Dispositivo que cambia la energa hidrulica en mecnica

    en forma giratoria. Orificio. Es una restriccin que consiste en un orificio a travs de

    la lnea de presin. Pasaje. Conductor de fluido a travs del control hidrulico. Pascal. Cientfico que descubri que se poda transmitir fuerza a

    travs de un fluido. Pistn. Elemento que dentro del cilindro recibe el efecto del

    fluido. Plunger. Pistn usado en las vlvulas. Potencia. Trabajo por unidad de tiempo. Se expresa en HP o kW. Presin

    absoluta.Escala de presiones en la cual a la presin delmanmetro se le suma la presin atmosfrica.

    Presinatmosfrica.

    Es la presin que soporta todo objeto, debido al peso delaire que le rodea. El valor de la presin atmosfricanormal es 14.7 PSI (a nivel del mar)

    Presin. Fuerza por unidad de rea. Se expresa en PSI. Es creadapor la restriccin al flujo. La presin ejercida en unrecipiente es la misma en todas direcciones.

    PSI Pound per square inch- Libras por pulgada cuadrada. Relacin de

    flujo.El volumen, masa, peso del fluido, en una unidad detiempo.

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    Reservorio. Deposito que contiene el fluido hidrulico. Respiradero. Dispositivo que permite al aire entrar y salir del recipiente

    manteniendo la presin atmosfrica. Restriccin. Reduccin de la lnea para producir diferencias de

    presin. Spool. Carrete que se mueve dentro de un cuerpo de vlvula. Succin. Es la ausencia de presin o presin menor que la

    atmosfrica. Torque. Fuerza de giro. Trabajo. Es el efecto que produce una fuerza cuando se desplaza

    una determinada distancia, se mide en kg-m, lb-pie, etc. Vlvula

    check.Vlvula que permite el flujo en un solo sentido.

    Vlvula dealivio.

    Es la que determina la mxima presin del sistema,desviando parte de aceite hacia el reservorio cuando lapresin sobrepasa el valor ajustado.

    Vlvula decontrol deflujo.

    Vlvula que controla la cantidad de flujo de un fluido.

    Vlvuladireccional.

    Una vlvula con diferentes canales para dirigirla fluido enla direccin deseada.

    Vlvula piloto. Vlvula auxiliar usada para actuar los componentes delcontrol hidrulico.

    Vlvula. Dispositivo que cierra o restringe temporalmente unconducto. Estas controlan la direccin de un flujo;controlan el volumen o caudal de un flujo; y controlan lapresin del sistema.

    Velocidad. Es la rapidez de movimiento del flujo en la lnea. Viscosidad. Es una medida de la friccin interna o de la resistencia

    que presenta el fluido al pasar por un conducto. Volumen. Tamao de espacio de la cmara, se mide en unidades

    cbicas. . m, pies cbicos.

    Conceptos Adicionales1. La velocidad de desplazamiento del vstago de un cilindro depende del

    rea del pistn y del caudal de suministro2. .El tiempo de ciclo de un cilindro depende de la velocidad de

    desplazamiento y de la carrera del cilindro.3. La presin necesaria para mover una carga o soportarla depende de la

    carga (peso) y del rea del pistn.

    Concepto de OrificioI. Si se mantiene la Restriccin constante:

    1. A mayor Caudal, mayor diferencia de Presiones entre A y B.2. A menor Caudal, menor diferencia de presiones entre A y B.3. Si se obstruye el lado B, las presiones en A y en B sern iguales

    .II. Si se mantiene el Caudal constante:

    1. A mayor Restriccin (menor paso), mayor diferencia de presionesentre A y B.

    2. A menor Restriccin (mayor paso), menor diferencia de presionesentre A y B.

    Otros trminosAguas arriba.- Se refiere al flujo antes del elemento indicado.Aguas abajo.- Se refiere al flujo despus del elemento indicado

    M. Cornejo

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    TEMA: HIDRAULICA 2(Componentes de Sistemas Hidrulicos)

    1. Tanques Hidrulicos

    1.1. Funciones de los tanques hidrulicosEl principal objetivo de los tanques hidrulicos es garantizar que el sistemahidrulico tenga siempre un amplio suministro de aceite.Los tanques tambin se utilizan para otros fines: las paredes de los tanquesdisipan el calor que se acumula en el aceite hidrulico, y los deflectores de lostanques ayudan a separar el aire y a la condensacin del aceite. Adems,algunos contaminantes se asientan en el fondo del tanque, de donde sepueden extraer.

    1.2. Tipos de tanques hidrulicosEn los sistemas hidrulicos mviles se utilizan dos tipos de tanques: losventilados y los presurizados. El tanque ventilado respira, permitiendo quehaya compensacin de presin cuando se producen cambios en los nivelesde aceite y de temperatura.Los tanques presurizados estn sellados de la atmsfera, evitando quepenetre en ellos la suciedad y la humedad. La presin interna tambin empujael aceite hacia la bomba, evitando la cavitacin de la misma.Algunos tanques presurizados tienen bombas de aire externas que presurizanel tanque, otros utilizan la presin que se genera naturalmente a medida quese calienta el fluido hidrulico.

    1.3. Componentes del Tanque Hidrulico.En los tanques hidrulicos podemos encontrar los siguientes elementos:

    1. Tubo de llenado.2. Filtros internos.3. Mirilla.4. Tubera de retorno.5. Tapn de drenaje.6. Salida de la bomba.7. Plancha deflectora.8. Vlvula hidrulica dealivio.9. Respiradero.

    1.3.1. Tubo de llenadoEl tubo de llenado es el punto de entrada para aadir aceite. La tapa evita

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    que los contaminantes entren en el tanque por el tubo de llenado. La rejillaelimina los contaminantes del aceite a medida que el aceite entra en el tubode llenado.

    1.3.2. Filtros internosMuchos tanques tienen filtros internos que limpian el aceite de retorno.

    1.3.3. Indicador de mirillaLa mirilla permite inspeccionar visualmente el nivel de aceite actual que tieneel tanque as como los niveles mximos y mnimos de aceite.

    1.3.4. Tubera de retornoLa tubera de retorno devuelve al tanque el aceite procedente del sistema.

    1.3.5. Tapn de drenajeEl tapn de drenaje puede quitarse para drenar el aceite. Puede sermagntico para atraer y ayudar a eliminar las partculas de metal quecontaminan el aceite.

    1.3.6. Salida de la bombaLa salida de la bomba es un pasaje de flujo de aceite que va desde el tanquea la bomba.

    1.3.7. Plancha deflectoraLas planchas deflectoras separan las zonas de retorno del tanque y dirigen elflujo de aceite en el tanque. Los deflectores aumentan el tiempo que el aceitepermanece en el tanque, permitiendo que los contaminantes se asienten, quese evapore el agua y se separe el aire del aceite.Adems, los deflectores reducen las salpicaduras de aceite dentro del tanqueocasionadas por el movimiento del vehculo. La plancha deflectora de retornoevita que el aceite de retorno agite el aceite que se encuentra en el tanque

    1.3.8. Vlvula de desconexin de alivioLa vlvula hidrulica de alivio se utiliza en tanques presurizados. A medidaque el aceite se calienta, la presin aumenta y la vlvula se abre, evitandoque el exceso de presin rompa el tanque. A medida que el aire se enfra y lapresin desciende, la vlvula se abre para evitar que el vaco resultantedesplome el tanque.

    1.3.9. RespiraderoEl respiradero permite la entrada y salida del aire de los tanques ventilados.Tiene un filtro para evitar que la suciedad penetre y est situado ms arribadel nivel de aceite del tanque.

    1.4. Localizacin y solucin de problemas para tanquesEl fallo de un tanque hidrulico es raro y por lo general es causado por daosexternos. Las opciones de reparacin son, por lo general, obvias y fciles.

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    2. Acumuladores

    2.1. Funciones de los acumuladoresLos acumuladores son recipientes que almacenan el aceite hidrulico apresin. Se utilizan en una serie de aplicaciones en los productos Caterpillar.El depsito de aceite y presin que contienen los acumuladores proporcionacuatro funciones bsicas en los sistemas hidrulicos mviles.

    1. Compensa las variaciones de flujo.2. Mantiene una presin constante.3. Absorbe los impactos.4. Proporciona presin y flujo de emergencia.

    2.1.1. Compensacin de lasvariaciones de flujo

    En algunos sistemas, a veces lademanda de flujo puedesobrepasar las capacidades de lostanques y las bombas. En estoscasos, el acumulador puedesuministrar provisoriamente elcaudal necesario. Cuando laoperacin regresa a la normalidad,el acumulador se vuelve a llenarde aceite.

    2.1.2. Mantiene la presin constanteLos acumuladores compensan las variaciones de presin que se producen enel sistema suministrando presin adicional y absorbiendo el exceso depresin, segn se requiera.

    2.1.3. AmortiguacinLos cambios repentinos de cargapueden ocasionar sobrecargas depresin en el sistema. Elacumulador funciona como unamortiguador recibiendo el aceitede la sobrecarga y dejndolo saliruna vez pasada la sobrecarga.

    2.1.4. Proporciona presin yflujo de emergencia

    Si el motor pierde potencia, elacumulador puede suministrarpresin y flujo hidrulico alsistema durante un perodo detiempo limitado.

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    2.2. Tipos de acumuladoresHay tres tipos bsicos:

    1. Acumulador contrapesado2. Acumulador de resorte3. Acumulador cargado con gas

    2.2.1. Acumulador contrapesadoEl acumulador contrapesado es el tipo de acumulador ms antiguo. Constade un cilindro, pistn, empaquetadura (sellos) y una pesa.A medida que la presin del sistema aumenta, el cilindro se llena de aceite, elpistn y la pesa son empujados hacia arriba. A medida que la presin delsistema disminuye, la sa fuerza al pistn a que descienda, haciendo que elaceite regrese al sistema.El acumulador proporciona una presin estable, pero es demasiado pesado yvoluminoso para los sistemas mviles.

    2.2.2. Acumulador de resorteEl acumulador de resorte consta de un resorte, un pistn y un cilindro. Amedida que la presin del sistema aumenta, el cilindro se llena de aceite,haciendo que el pistn suba y comprima el resorte.Cuando la presin del sistema disminuye, el resorte se descomprime,haciendo que el aceite regrese al sistema. Los acumuladores de resorte seutilizan raras veces en sistemas hidrulicos mviles.

    2.2.3. Acumulador cargado por gasEl acumulador cargado con gas es el tipo de acumulador que ms se utilizaen las mquinas Caterpillar. Consta de un cilindro, un pistn o cmara de airey una vlvula de carga.El aceite que entra en el cilindro empuja el pistn comprimiendo el gas. Amedida que la presin disminuye, el gas se expande, haciendo que el aceitesalga. El acumulador cargado con gas es verstil, potente y exacto, perorequiere un mantenimiento cuidadoso.

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    2.3. Localizacin y solucin de problemas para AcumuladoresLos acumuladores requieren un mantenimiento cuidadoso y peridico paragarantizar un funcionamiento adecuado.

    2.3.1. Cmo fallan los acumuladores? Fuga de gas o aceite internas o externas. Ruptura de la cmara de aire. Dao externo. Resortes rotos o dbiles.

    2.3.2. Por qu fallan los acumuladores? Instalacin incorrecta. Demasiada/poca carga. Falla del sello del pistn. Falla de la vlvula de carga.Agrietamiento/fatiga de la cmara de aire.

    2.3.3. Indicadores de avera Respuesta lenta o errtica del implemento. Fugas visibles. Incapacidad de absorber impactos. Funcionamiento deficiente.

    2.3.4. Opciones de atencin tcnica Reemplace componentes (vlvulas, cmara de aire, resortes, pistn o

    sellos). Recargue con gas. Reemplace el acumulador..

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    3. Filtros

    3.1. Funciones de los filtrosLos filtros mantienen el aceite hidrulico limpio eliminando los contaminantesque pueden daar las piezas de los componentes. A medida que el aceitepasa por el elemento del filtro, los contaminantes quedan atrapados. El aceitecontina por el sistema.El elemento o malla se clasifica en micrones, segn el tamao de lasperforaciones, de acuerdo con su capacidad de atrapar las partculas. Cuantoms pequeo sea el tamao de las perforaciones, ms pequeas sern laspartculas que podr atrapar.

    3.2. Diseo del filtroExisten bsicamente dos tipos de filtros de aceite. (1) Los de superficie y (2)los de profundidad. Tal como el nombre lo indica, los filtros de superficierecogen los contaminantes en la superficie del elemento del filtro o malla. Losfiltros de profundidad recogen los contaminantes de diferentes tamaos adiferentes niveles dentro del elemento.

    3.3. Clasificacin de los filtrosLos filtros de aceite pueden clasificarse con uno de estos tres diseos:

    a) Filtro de tubo.- El elemento del filtro va dentro de la caja.b) Filtro enroscable.- Filtro y caja de una sola pieza. (Similar al filtro de

    aceite de los automviles).c) Malla (screen).- Malla metlica que recoge los contaminantes de

    aceite de gran tamao antes de que penetren en el sistema.

    3.4. Ubicaciones del filtroUn sistema hidrulico puede requerir varios filtros, cada uno con su propiopropsito y ubicacin.a) Filtro presurizado.- El filtro presurizado evita que las partculas finas

    contaminantes penetren en las vlvulas y los accionadores y puede serun filtro del tipo de superficie o del tipo de tubo de profundidad.

    b) Filtro de succin.- El filtro de succin evita que los contaminantes de

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    gran tamao penetren en las bombas y dems componentes. Hay muypoca cada de presin entre la entrada y la salida, para evitar la cavitacinde la bomba. Los filtros de succin por lo general son filtros de superficie.

    c) Filtro de drenaje de la caja del motor o de la bomba.- Elimina losresiduos que se producen con el desgaste o falla de un motor o bomba.Es un filtro de baja presin y poco volumen y puede ser del tipo de tubo oenroscable.

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

    3.5. Vlvulas de derivacinLa mayora de los filtros de tubo y enroscables estn equipados con vlvulasde derivacin de filtro para garantizar que el flujo del sistema nunca quedebloqueado. hay dos situaciones que pueden ocasionar dicho bloqueo:Una acumulacin de contaminantes que obstruya el filtro.Es posible que el aceite fro sea demasiado espeso para pasar por el filtro.Cualquiera de las dos situaciones puede afectar el rendimiento del sistema uocasionar daos a los componentes.La vlvula de derivacin por lo general es una vlvula de contrapuntoaccionada por resorte. A medida que disminuye el caudal que pasa por elfiltro debido a los taponamientos o a que el aceite se espesa o enfra,disminuye la presin en el lado de entrada.Cuando la diferencia de presin llega a un lmite predeterminado, llamadopresin de apertura, la vlvula de contrapunto se abre, permitiendo que elaceite se desve sin pasar por el elemento. El aceite derivado no est filtrado,y se debe dar servicio al filtro lo antes posible. En el caso del aceite fro, lavlvula de derivacin se cerrar tan pronto como se caliente el aceite.

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    3.6. Localizacin y solucin de problemas para filtrosLos filtros de aceite son artculos de mantenimiento, diseados para que seles d servicio o sean reemplazados peridicamente.

    3.6.1. Cmo fallan los filtros?En cada una de estas situaciones, el aceite contaminado se desva y no pasapor el filtro: Los filtros se taponan. Los filtros se deforman y estropean. El filtro no asienta bien.

    3.6.2. Por qu fallan los filtros? No se presta atencin a los intervalos de servicio del filtro. Daos externos. Instalacin incorrecta. Contaminantes raros. Fallas de componentes.

    3.6.3. Indicadores de fallas Aceite sucio. Desgaste acelerado de los componentes de las vlvulas. Bomba con ruido. Alarma de la vlvula de derivacin.

    3.6.4. Opciones de Servicio Siga las recomendaciones de intervalos de servicio para su vehculo. Utilice siempre los filtros apropiados de Caterpillar. Drene el aceite contaminado y reemplazar por aceite y filtro(s) limpios.

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    4. Enfriadores

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

    4.2. Tipos de Enfriador

    4.2.1. Enfriador de aire a aceite.El aceite pasa por un tubo cubierto conaletas de enfriamiento. Un ventiladorsopla aire sobre el tubo y las aletas,enfriando el aceite.

    4.2.2. Enfriador de agua a aceiteEn este tipo de enfriador, el aceite pasapor una serie de tubos que se enfrancon agua

    4.3. Localizacin y solucin de problemas para enfriadores de aceiteLos enfriadores de aceite deben mantenerse en buenas condiciones deoperacin ya que el recalentamiento puede daar seriamente muchoscomponentes hidrulicos.

    4.3.1. Cmo fallan los enfriadores? Taponamiento interno. Obstruccin externa de las aletas (aire - aceite). Fatiga de los tubos y las aletas debido a la vibracin. Tubos doblados, rotos o perforados.

    4.3.2. Por qu fallan los enfriadores? Mantenimiento inadecuado. Daos externos.

    4.3.3. Seales de falla Fugas de aceite. Temperatura de aceite anormalmente alta. Carretes de vlvulas pegajosas y barnizadas debido a recalentamiento. Diferencia anormal de temperatura entre la entrada y la salida del

    enfriador.

    4.3.4. Opciones de servicio Limpie las aletas. Reemplace (No intente limpiar los tubos del enfriador de agua a aceite).

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    5. Bombas Y Motores Hidrulicos

    5.1. FuncionesLas bombas hidrulicas convierten la energa mecnica en energa hidrulicaen forma de flujo de fluido. Cuando el fluido hidrulico encuentra algunaresistencia, se crea presin.Aunque las bombas no generan directamente presin hidrulica, debendisearse para aguantar los requisitos de presin del sistema. Por lo general,cuanto mayor sea la presin de operacin, mayor ser la bomba.

    5.2. Tipos de BombasExisten varias clasificaciones de las bombas hidrulicas, de acuerdo a estas,las bombas pueden ser:

    De caudal positivo.- Son las bombas que siempre generan flujo cuandoestn funcionando. La mayora de las bombas que se utilizan en lasmquinas Caterpillar son de este tipo.

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

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

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

    De presin compensada.- Son bombas de caudal variable equipadascon un dispositivo de control que ajusta la salida de la bomba paramantener la presin deseada en el sistema.

    Se debe considerar que una bomba hidrulica tiene compensacin de presinde tres formas: Una bomba que est equipada con una vlvula compensadora de presin

    para limitar la presin mxima del sistema. Una bomba que vara el flujo de salida para mantener un diferencial de

    presin determinado. Se utilizan servo-vlvulas o carretes de margenpara enviar la seal a la bomba.

    Una bomba que mantiene un rgimen de flujo (caudal) determinado ancuando aumenta la presin de carga.

    5.3. Desplazamiento de la bombaEl desplazamiento de la bomba se calcula midiendo el volumen de fluidomovido durante una revolucin completa de la bomba.

    5.4. Caudal de la bombaEl caudal de la bomba se calcula midiendo el volumen de fluido movidodurante un tiempo determinado. Se expresa en galones por minuto o en litrospor minuto (gal/min o l/min).

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    5.5. Tipos de bombas

    5.5.1. Bombas de engranajesLas bombas de engranajes sonbombas de caudal positivo y fijo. Sudiseo simple, de recia construccin,las hacen tiles en una amplia gamade aplicaciones.

    5.5.1.1. ComponentesLos componentes de una bomba deengranajes se identifican en lasiguiente ilustracin.

    1. Sellos2. Plancha de presin3. Engranaje loco4. Engranaje de impulsin5. Caja

    5.5.1.2. Operacin de las bombas de engranajesUn eje de impulsin hace girar el engranaje impulsor, el cual hace girar elengranaje loco. A medida que giran los engranajes, los dientes del engranajeforman un sello contra la caja. El aceite entra por la lumbrera de entradaquedando atrapado entre los dientes y la caja, y es impulsado y obligado asalir por la lumbrera de salida.

    5.5.2. Bombas de paletasLas bombas de paletas son bombasde caudal positivo y fijo. Estasbombas de larga duracin y suavefuncionamiento son de usofrecuente.

    5.5.2.1. Componentes de unabomba de paletas

    Los componentes de una bomba depaletas son los siguientes:

    1. Caja del extremo2. Plancha flexible3. Anillo excntrico4. Rotor5. Paletas6. Sello7. Caja del extremo

    5.5.2.2. Funcionamiento de las bombas de paletasUn eje de impulsin gira el rotor. El aceite penetra en la cmara creada entrelas dos paletas y la caja, y es impulsado hacia la lumbrera de salida. Labomba de paletas consiste en: un anillo de leva, paletas y rotor ranurado.

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    5.5.2.3. Tipos de bombas de paletasLa mayora de las bombas de paletas Caterpillar son bombas balanceadascon un par de lumbreras de entrada y un par de salida. Las lumbreras decada par estn ubicadas en lados opuestos.La fuerza centrfuga, los resortes o la alta presin de aceite empujan laspaletas contra la superficie interior del anillo. Esto permite que las paletas seajusten automticamente segn el desgaste.

    5.5.3. Bombas de pistonesLas bombas de pistones pueden ser de caudal fijo o variable, segn sudiseo. Estas bombas verstiles y eficientes se utilizan frecuentemente en lossistemas hidrulicos de deteccin de carga y presin compensada.

    5.5.3.1. Componentes de la bomba de pistonesUna bomba de pistones de caudal variable consiste en:

    1. Eje impulsor.2. Tambor de cilindros.3. Placa de la lumbrera.4. Pistones.5. Retenes.6. Placa de retraccin.7. Plato basculante.

    5.5.3.2. Operacin de la bomba de pistonesEl eje impulsor est conectado al tambor de cilindros. A medida que gira, lospistones, que estn conectados al plato basculante, suben y bajan en loscilindros.A medida que el pistn se retrae, hace penetrar aceite en el cilindro por lalumbrera de entrada y luego lo expulsa en la carrera descendente por lalumbrera de salida.El caudal de aceite impulsado depende del ngulo del plato basculante.Cuando el plato basculante est situado en un ngulo mximo, habr elmximo caudal.Cuando est situado en un ngulo cero, no habr caudal ni flujo.

    5.5.3.3. Tipos de bombas de pistonesLas bombas de pistones tambin pueden ser de caudal fijo. En este tipo debombas se tiene un ngulo fijo del conjunto del tambor y pistones conrespecto al eje de impulsin.

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    5.6. MotoresLos motores hidrulicos son accionadores que convierten la energahidrulica en energa mecnica en forma de movimiento y fuerza giratoria. Seutilizan en las mquinas Caterpillar par impulsar cadenas, ruedas eimplementos.

    5.6.1. Funcionamiento del motorLos motores hidrulicos son casi idnticos a las bombas hidrulicas. Esto seaplica a los motores de engranajes, de paletas y de pistones. La diferenciaprincipal consiste en que el aceite a alta presin entra en el motor, haciendogirar a los componentes internos. El aceite luego sale del motor a bajapresin y regresa al tanque. Cuando el motor est funcionando haciaadelante, los componentes internos giran en la misma direccin.

    5.7. Sistemas de Mando HidrostticoLa mayora de los sistemas hidrostticos de impulsin de las mquinasCaterpillar son sistemas de circuito cerrado. Esto significa que el aceite queregresa del motor fluye directamente de nuevo hacia la entrada de la bomba.Se utiliza una bomba de carga para llenar el sistema en el momento delarranque y rellenar el aceite que se pierde debido a las fugas en el sistema.En el sistema a continuacin tenemos:

    1. Vlvula de control direccional.2. Bomba de carga.3. Bomba principal.4. Filtro.5. Vlvula de compensacin.6. Vlvula de alivio de carga.7. Vlvula de alivio cruzado.8. Vlvula de alivio.9. Motor.10. Enfriador.11. Tanque.

    5.8. Localizacin y solucin de problemas y atencin tcnica parabombas y motores

    El rendimiento y la vida til de las bombas hidrulicas pueden verse afectadospor una serie de condiciones de operacin.

    5.8.1. Cmo fallan las bombas y motores? Fugas. Desgaste. Componentes rotos o averiados.

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    5.8.2. Por qu fallan las bombas y los motores? Cavitacin. Aeracin. Contaminacin. Fluido inadecuado. Exceso de calor/presin. Desgaste normal.

    5.9. CavitacinCuando una bomba o un motor no recibe aceite o recibe muy poco aceite, seforman cavidades de vapor que se desintegran en la bomba. Esto ocasionaimplosiones que desgastan los componentes internos de la bomba o delmotor. Adems los componentes se rayan debido a la falta de lubricacin.

    5.9.1. Sntomas de la cavitacinLos sntomas de la cavitacin son: Traqueteo peculiar Operacin defectuosa del implemento Acumulacin de calor en la bomba (pintura de la bomba se quema)

    5.9.2. Causas de la cavitacin Tubera de entrada restringida (ej. filtro taponado) Exceso de velocidad. Bajo nivel de aceite. Viscosidad de aceite demasiado alta. Falla de presurizacin del tanque. Cambios no autorizados en el sistema y/o piezas de inferior calidad.

    5.10. Aeracin.La aeracin consiste en el proceso de atrapar el aire que se encuentra en elaceite, lo que es ocasionado por las fugas de aire en el sistema. Las burbujasexplotan cuando entran en la bomba o en el motor, causando el desgaste delos componentes internos.

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    5.10.1. Sntomas de la aeracin Ruido en la bomba o en el motor. Operacin errtil del implemento. Acumulacin de calor en la bomba o en el motor. Los controles del implemento estn muy suaves. Aceite espumoso.

    5.11. Contaminacin del aceite.Las bombas y los motores son susceptibles a los daos ocasionados por lasuciedad, el agua y otros contaminantes abrasivos.

    5.11.1. Causas de la contaminacin Mantenimiento deficiente. Conexiones flojas en las tuberas. Sellos daados. Hbitos de trabajo descuidados (Dejar el tanque destapado, permitir que

    contaminantes entren en el tanque al restablecer aceite, dejar el tanquesin la tapa de ventilacin).

    5.12. Viscosidad del fluido.Es importante utilizar aceite con la viscosidad apropiada. A continuacin sedescriben algunos problemas que pueden ocurrir si se utiliza un tipo de fluidoincorrecto: Fluido insuficientemente viscoso: Aumento de fugas internas y externas. Patinaje de la bomba o del motor. Exceso de desgaste de los componentes debido a lubricacin

    inadecuada. Reduccin de la presin del sistema. Los controles del implemento estn muy suaves.

    Fluido demasiado espeso: Aumento de friccin interna. Aumento de la temperatura con la resultante acumulacin de residuos

    lodosos. Operacin lenta y errtica. Se requiere ms potencia para la operacin.

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    5.13. Seales de falla Ruido (tanto la cavitacin como la aeracin producen traqueteo) Desempeo deficiente de la mquina. Reduccin de capacidad. Operacin errtica. Los controles estn muy suaves.

    Exceso de calor. Exceso de fugas. Aceite espumoso.

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    6. Tuberas y Mangueras

    6.1. TubosUn tubo es una tubera hidrulica rgida, generalmente hecha de acero. Lostubos se utilizan para conectar los componentes que no rozan unos con otros.En general, los tubos tambin requieren menos espacio que las mangueras ypueden conectarse firmemente a la mquina, dando mayor proteccin a lastuberas y una mejor apariencia general a la mquina.

    6.2. ManguerasLas mangueras hidrulicas se usan en los casos en que se necesitaflexibilidad, como cuando los componentes rozan unos con otros. Lasmangueras absorben la vibracin y resisten las variaciones de presin. Sususos en sistemas hidrulicos son variados, entre ellos encontramos: Movimiento de tierras. Industria forestal Industria petrolera. Ferrocarriles. Construccin. Aserraderos de madera terciada y de pulpa. Fbricas. Agricultura. Manejo de desechos. Minera.Por lo general las mangueras CAT exceden ampliamente las especificacionesdadas por la norma SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices), soportandomayores presiones, temperaturas, y mejor proteccin contra la hinchazn dela manguera.

    6.2.1. Construccin de manguerasLas mangueras se hacen de diferentes capas de espiral. El tubo interior depolmero (1) transporta el aceite. Una capa de alambre de refuerzo oenvoltura de fibra (2) sostiene al tubo interior. Si hay ms de una capa derefuerzo, estarn separadas por una capa de friccin de polmero (3). Lacubierta exterior (4) protege a la manguera del desgaste.

    6.2.2. Tipos de manguerasLa seleccin de mangueras depender de su uso (temperatura, fluido atransportar, etc.) y de los niveles de presin que soportar el sistema. Elsiguiente cuadro muestra los niveles de presin que soporta cada tipo demanguera CAT.

    Nivel de presiones1. XT-3 (Cuatro espirales) 2500-4000 PSI2. XT-5 (Cuatro / seis espirales) 5000 PSI3. XT-6 (Seis espirales): 6000 PSI4. 716 (de una malla de alambre) 625-2750 PSI

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    5. 844 (succin hidrulica) 100-300 PSI6. 556 (de una malla cubierta con tela) 500-3000 PSI7. 1130 (Motor / frenos de aire) 250-1500 PSI8. 1028 (Termoplstico) 1250-3000 PSI9. 294 (de dos mallas de alambre) 2250-5800 PSI

    6.3. Conexiones y acoplamientos

    6.3.1. Conexiones

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

    6.3.2. AcoplamientosAcoplamientos son las conexiones que se utilizan para conectar lasmangueras a los componentes o a otras tuberasExisten tres tipos:

    Rebordeados. Permanentes. De bajo ndice de falla. Funcionan bien en todas las

    aplicaciones de presin.

    Tipo tornillo. Reutilizables. Se pueden armar en la obra

    utilizando herramientasmanuales.

    Los ms eficientes enaplicaciones de presionesmenores.

    De collar. Reutilizables. Diseados para mangueras

    CAT XT de alta presin. Se pueden armar en la obra

    utilizando una prensa demano.

    6.3.3. Acoplamientos ReutilizablesEl acoplamiento Caterpillar de tipo collar es un acoplamiento reutilizablecompuesto por un conjunto de vstago con collar y un manguito de acero. Elvstago se inserta en el extremo de la manguera mientras que las uetas encua del collar se extienden hacia abajo por la superficie exterior.Luego se presiona el manguito sobre las uetas para mantener elacoplamiento en la manguera. Estos acoplamientos se utilizan por lo generalcon una brida de dos piezas y un anillo para acoplar mangueras de altapresin y gran tamao.

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    6.3.4. BridasLas bridas se utilizan para conectar mangueras y tubos de gran dimetro abloques, cuerpos de vlvulas y otros componentes. Las bridas puedensoldarse directamente a un tubo, o conectarse a un acoplamiento demangueras, y despus atornillarse a un componente.

    6.3.4.1. Tipos de bridasEn las mquinas Caterpillar se pueden encontrar dos tipos de bridas: Brida SAE de cuatro tornillos: Dos capacidades de presin.

    1. Cdigo 61 estndar: de 3000-5000 PSI (Segn la clasificacin de lamanguera)2. Cdigo 62: 6000 PSI.

    Brida dividida JIS: Igual a la SAE pero con pernos mtricos.

    6.3.4.2. Medicin de BridasA veces es necesario medir las bridas y las partes que se unen paragarantizar una seleccin y montaje correctos de los componentes. Utilizandoun calibrador de esfera, mida primero el dimetro del agujero de la lumbrera.Luego, mida la distancia mayor entre perforaciones de perno de centro acentro. Despus mida el dimetro de la cabeza de la brida. Con estas tresmedidas se puede establecer una correlacin con la brida correcta

    6.3.5. Anillos de sellosLos anillos de sellos, tales como los anillos tricos (Oring) y los anillos deseccin en D (Dring), se utilizan para sellar una brida y su superficie desellado.

    6.4. Conectores RoscadosLos conectores roscados se utilizan tanto para las conexiones de tubos comode manguera. Su uso por lo general est limitado a las tuberas que tienen 1"o menos de dimetro. Los conectores roscados de los sistemas hidrulicospor lo regular se hacen de acero.

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    6.4.1. Tipos de conectores roscadosa. De rosca americanaa.1. Macho de sello anular de

    rosca recta SAE. Se recomienda para lograr un

    control ptimo de las fugas enlas conexiones de lumbrera delos sistemas de presin mediay alta. El macho tiene unarosca recta y un sello anular.La lumbrera hembra tiene unarosca recta y una ranura parael sello anular.

    a.2. JIC 37 Muy comn en sistemas

    hidrulicos. Las mitades macho y hembra

    de las conexiones tienenasientos a 37.

    a.3. SAE 45- Se utiliza en las tuberas de

    camiones, automviles y enrefrigeracin.

    - Frecuentemente se hace decobre.

    - Los conectores macho yhembra tienen los asientos a45.

    - El sellado se produce entre elasiento abocinado macho y elasiento cnico hembra.

    a.4. Sello anular de superficie- El mejor control de fugas

    disponible.- El macho tiene una rosca recta

    y un sello anular en lasuperficie.

    - La hembra tiene una roscarecta y una cara planatorneada.

    a.5. NPSM- Se utiliza en algunos sistemas

    hidrulicos.- La mitad hembra tiene una

    rosca recta y un asientoinvertido a 30. La mitadmacho tiene una rosca recta yun bisel interno a 30. Elsellado se produce por lacompresin del asiento de 30en la cmara.

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    a.6. NPTF- Se utiliza ampliamente.- La rosca es cnica y el sellado

    se produce por la deformacinde las roscas.

    b. De rosca Alemanab.1. Serie DIN 3901/3902 Una mitad comn macho/ tres

    mitades hembra diferentes. El macho tiene rosca mtrica

    recta, un ngulo comprendido a24 y un abocardado hundido.La hembra puede tener untubo, tuerca y manguito, selloesfrico o sello esfrico consello anular.

    b.2. Serie DIN 7631/7647- Se utiliza frecuentemente en

    sistemas hidrulicos.- El macho tiene una rosca

    mtrica recta y un conohundido a 60. La hembra tieneuna rosca recta y un asiento desellado esfrico.

    c. De rosca Francesa

    c.1. Serie milimtrica y GAZ Macho comn y dos hembras

    diferentes. La serie milimtrica se utiliza en

    las tuberas de dimetro exteriormtrico de nmero entero.

    La serie GAZ se utiliza contuberas de dimetro exteriorcon nmeros fraccionarios.

    d. De rosca Britnica / japonesad.1. Cnico de Norma Britnica Parecido al NPT con la excepcin de que los pasos de la rosca son

    diferentes en la mayora de los tamaos. La rosca es cnica, el dimetrointerior por lo general es biselado y el sellado se realiza utilizando unsellador.

    d.2. Paralelo de Norma Britnica Parecido el macho NPSM con la excepcin de que los pasos de la rosca

    son diferentes en la mayora de los tamaos. La unin giratoria hembraes un sello esfrico que sella sobre el asiento cnico del macho y la puntadel sello esfrico.

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    d.3. PT cnico JIS Idntico a la conexin de Norma Britnica. d.4. PT paralelo JIS Idntico al paralelo de Norma Britnica.

    6.5. Localizacin y solucin de problemas y atencin tcnica paratuberas y conexiones.

    Es posible que sea necesario darle servicio frecuentemente a las tuberas yconexiones hidrulicas, especialmente en las mquinas que realizan trabajosseveros.

    6.5.1. Cmo fallan las tuberas? Se producen fugas en los tubos o las mangueras. Los tubos o las mangueras se parten o se revientan. Las soldaduras y las conexiones se rompen. Las conexiones tienen fugas.

    6.5.2. Por qu falla las tuberas / conexiones?

    6.5.3. Seales de falla Fuga de aceite de la tubera o la conexin. Acumulacin de suciedad alrededor de las conexiones. Manguera deshilachada.

    6.5.4. Opciones de servicioConexin con fuga Volver a apretar. Reemplace los sellos. Reemplace el conector.Tubo Reemplace el conjunto de tubo.Manguera Reemplace la manguera. Reconstruya con manguera y acoplamiento reutilizable.

    6.5.5. Seleccin de la manguera correctaReemplace siempre las mangueras con mangueras del mismo tamao y tipoque la original.Una manguera de repuesto que sea demasiado pequea limitar el caudal,ocasionando un recalentamiento y prdida de presin.Una manguera de repuesto que no tenga la suficiente capacidad de presinconstituye un serio peligro de seguridad.

    Tuberas Conexiones

    Abrasin. Montaje/instalacin inadecuado. Dao externo. Par de apriete incorrecto. Exceso de temperatura. Sellos daados. Exceso de presin. Exceso de presin. Fatiga / envejecimiento. Exceso de temperatura. Tendido incorrecto. Tubera inadecuada para la

    aplicacin.

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    7. Cilindros

    7.1. Funcin de los cilindrosEl objetivo principal de los sistemas hidrulicos es impulsar implementos talescomo hojas topadoras y los cucharones. Esto normalmente se realiza concilindros, que son accionadores lineales que convierten la energa hidrulicaen energa mecnica.

    7.2. ComponentesLos componentes principales de los cilindros hidrulicos son:

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

    7.2.1. VarillaLa varilla est conectada al pistn y debe aguantar la carga del implemento.Por lo general se hace de acero de alta resistencia, cromado en duro yaltamente pulido que resiste la picadura y el rayado.

    7.2.2. Tubo del cilindroEl tubo del cilindro es un can o tubo hecho de acero estirado a presin ofundido, con una tapa soldada en un extremo. El interior del can tiene unaterminacin de alta precisin y lisura.

    7.2.3. Ojo de la cabezaEl cncamo de la cabeza permite conectar el extremo de la cabeza delcilindro a la mquina o al implemento.

    7.2.4. Ojo del vstagoEl cncamo de la varilla permite conectar el extremo de varilla del cilindro a lamquina o al implemento.

    7.2.5. Tapa del cilindroLa tapa del cilindro rodea el extremo abierto de varilla del cilindro y tiene unaabertura por la que la varilla entra y sale del cilindro. Puede ir atornillada alcilindro o unida a l por medio de pernos de anclaje o de bridas empernadas.La tapa del cilindro a veces tiene una lumbrera.a) Tapa de cilindro de corona roscada.- Enrosca en la parte exterior del tubo

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

    cilindro.

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    7.2.6. Puntos de conexinProporcionan un pasaje para el aceite se suministro y de retorno.

    7.2.7. PistnEs un disco de acero unido al extremo de la varilla. La presin hidrulica quese ejerce sobre cualquiera de los lados del pistn hace que la varilla semueva.

    7.2.8. Tuerca del pistnFija la varilla al pistn.

    7.3. Sellos de los cilindrosUn cilindro hidrulico tiene varios sellos.1. Sello limpiador.- Evita que la suciedad penetre en el cilindro.2. Sello amortiguador.- Es el sello secundario de la varilla y su funcin

    consiste en evitar que los picos de presin lleguen al sello de la varilla.3. Sello del pistn.- Proporciona un sellado entre el pistn y el tubo del

    cilindro. Esto reduce las fugas que se producen entre la varilla y elextremo de cabeza del pistn

    4. Anillo de desgaste del pistn.- Centra el pistn en el tubo del cilindro yevita que el pistn raye al tubo.

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

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

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

    7.3.1. Tipos de sellosHay tres trminos que se utilizan frecuentemente para describir los sellos delcilindro. Los sellos dinmicos son los que se utilizan entre las superficies enlas cuales se produce movimiento entre las superficies selladas. Los sellosestticos se utilizan entre las superficies donde no hay movimiento. Los sellosde sobre medida se utilizan en los cilindros que estn rectificados a sobremedida y que requieren sellos de tapa, sellos de pistn y anillos de desgastedel pistn de sobre medida (0,030 0,060 pulgadas).

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    7.4. AmortiguadoresUna caracterstica adicional de algunos cilindros hidrulicos son losamortiguadores. Estos dispositivos reducen la velocidad del pistn a medidaque la varilla se acerca al extremo de su carrera, amortiguando el impacto.

    7.4.1. Amortiguador integral en el extremo de la cabezaEl amortiguador amortigua al extremo de la cabeza cuando este llega a laposicin de retraccin total, creando un orificio en el conducto, lo quedisminuye la velocidad del pistn. A medida que el pistn se retrae, elamortiguador entra en el pequeo espacio cilndrico situado en el extremo delcilindro. Esta accin disminuye el espacio del conducto de salida, limitandoas el flujo de aceite y reduciendo la velocidad de desplazamiento de la varilla.

    7.4.2. Vlvulas de derivacin del pistnOtro tipo de componente que protege los cilindros es la vlvula de derivacindel pistn. Estas vlvulas son de carrete y estn situadas en el pistn.Durante el movimiento de extensin y retraccin, la presin de aceitemantiene las vlvulas cerradas. A medida que el pistn se acerca al extremode su carrera en cualquier sentido, las vlvulas se abren permitiendo que elaceite a presin descargue en el tanque. Estas vlvulas se utilizan en lostractores de cadenas medianos y grandes. Evitan los daos estructurales,especialmente cuando la hoja topadora est inclinada y el operador la eleva apleno levantamiento.

    7.5. Tipos de cilindros7.5.1. Cilindro de efecto nicoEs impulsado hidrulicamente en un slo sentido. El aceite que entra en unasola lumbrera hace que el accionador se extienda. El peso de la carga retraeel accionador.

    7.5.2. Cilindro de doble efectoEs impulsado hidrulicamente en dos sentidos. El aceite a presin entra en elextremo de la tapa del cilindro para extenderlo. El aceite sale a presin delextremo de la varilla y regresa al tanque. Para retraer el cilindro, se enva

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    aceite a alta presin al extremo de la varilla.

    7.5.3. Cilindro telescpico de efecto nicoTiene una varilla interior y una exterior. La varilla exterior se extiende primerohasta que queda totalmente extendida, despus se extiende la varilla interior.Ambas secciones se retraen por gravedad.

    7.5.4. Cilindro telescpico de doble efectoTiene una varilla interior y una exterior. La varilla exterior se extiende primerohasta que queda totalmente extendido, despus se extiende la varilla interior.El aceite retrae primero la varilla interior, y despus la varilla exterior. Algunoscilindros utilizan la gravedad para retraer la varilla exterior.

    7.5.5. Cilindro de dos varillasTiene un pistn con una varilla en cada extremo. Esto proporciona un rea detrabajo de igual efectividad a ambos lados del pistn y equilibra las presionesde trabajo del cilindro ya sea en la posicin de extensin como en la deretraccin.

    7.6. Localizacin y solucin de problemas y atencin tcnica decilindros

    De todos los componentes de un sistema hidrulico mvil, los cilindros son losque trabajan ms duro. Llevan toda la carga de los implementos y estnsometidos a un fuerte medio de trabajo que es donde trabajan muchasmquinas Caterpillar.

    7.6.1. Cmo fallan los cilindros? Fugas interiores y exteriores. Roturas. Daos fsicos.

    7.6.2. Por qu fallan los cilindros? Los contaminantes ocasionan picaduras y ralladuras. Exceso de presin. Abuso. Montaje inadecuado. Desgaste.

    7.6.3. Seales de fallas Fugas de aceite. Debilitamiento hidrulico mas all de las especificaciones (solamente se

    aplica cuando la varilla est extendida)

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    Rajaduras de los componentes. Picadura y rayado de la varilla.

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    8. Vlvulas Hidrulicas

    8.1. Funcin de la vlvulas hidrulicasSon aquellas que se utilizan para regular las condiciones del flujo de aceite,tales como caudal, presin y direccin. Todos los sistemas hidrulicos utilizanvlvulas para accionar los cilindros y los motores y para controlar otrosrequisitos de caudal de fluido y presin del sistema. Estas vlvulas puedenser componentes individuales, agrupados dentro de una sola caja, o apiladosen bancos de vlvulas.

    8.2. Vlvula de CompuertaEl tipo de vlvula ms simple es la vlvula de compuerta comn. El flujo secontrola acercando o alejando el vstago de la vlvula del asiento de lavlvula. Esta vlvula sencilla tambin puede afectar la presin del circuito. Amedida que se cierra la abertura entre el asiento de la vlvula y el vstago, serestringe el flujo, haciendo que caiga la presin del lado posterior a la vlvula.Este fenmeno se llama efecto del orificio restrictor.

    8.2.1. Efecto del Orificio restrictorLa cantidad de cada de presin entre la entrada y la salida de un orificiorestrictor depende tanto de la velocidad del flujo como del tamao delorificio. Si el flujo se mantiene constante, cuanto, ms pequeo sea el orificiorestrictor, tanto mayor ser la diferencia de presin.Si disminuye la velocidad del flujo, tambin disminuye la diferencia depresin. Si el flujo se bloquea corriente abajo (despus de la vlvula), lapresin se iguala a ambos lados del orificio restrictor.No obstante, si el flujo permanece constante, la diferencia de presinpermanece constante, haciendo que aumente la presin anterior a lavlvula.

    8.3. Tipos de VlvulasSe pueden agrupar en tres categoras: Vlvulas de Control de Direccin.- Controlan el recorrido del flujo por el

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

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    un circuito. Vlvulas de Control de Presin.- Limitan la presin mxima dentro de un

    circuito o mantienen una diferencia de presin deseada entre doscircuitos.

    8.3.1. Vlvulas de Control de DireccinProporcionan el medio principal para controlar la operacin de losaccionadores y otros componentes dirigiendo el caudal de aceite al circuitodeseado. Hay tres tipos de vlvulas de control de direccin:

    a) Vlvula SelectoraControlan el funcionamiento de los accionadores y dems componentes deun sistema hidrulico, permitiendo que la vlvula determine la direccin ycantidad de flujo de aceite.La mayor parte de las vlvulas selectoras tienen un carrete que se deslizahacia delante y hacia atrs en la perforacin de la vlvula. El carrete tieneamplios dimetros, llamados resaltos, que pueden bloquear o abrir entradas ysalidas. Algunos carretes tienen ranuras de lubricacin alrededor de losresaltos gruesos en un o de los extremos del carrete cuya finalidad es atraparel aceite. Esto hace que el carrete flote en una capa delgada de aceite,mantenindolo centrado y ms fcil de mover. Por lo general, el carrete estcentrado en la vlvula mediante resortes y puede ser movido manualmente oelctricamente mediante solenoides. Los carretes de gran tamao difciles deoperar manualmente, o situados en ubicaciones distantes, pueden seraccionados hidrulicamente. Las vlvulas selectoras que controlan laoperacin de otras vlvulas son llamadas vlvulas piloto.Las vlvulas selectoras generalmente tienen tres o ms posiciones. Cadaposicin cambia el flujo de fluido hacia el accionador. Una vlvula de centroabierto, permite el paso del aceite de suministro de retorno al tanque a travsde su posicin neutral. Una vlvula de centro cerrado, bloquea el flujoproveniente de la bomba.

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    b) Vlvula de Retencin (Check)Se puede clasificar tanto como vlvula de control de flujo como vlvula decontrol de direccin. El diseo ms comn consiste en un pistn, o una bola yun resorte. La vlvula de retencin se utiliza a menudo en combinacin conotras vlvulas.La presin ejercida del lado anterior ala vlvula es suficiente para vencer lafuerza del resorte, empujando el pistndel asiento y permitiendo que pase flujopor la vlvula. El fluido en sentidoopuesto permite que la presin trabajecon el resorte, cerrando la vlvula ybloqueando el flujo. Es posible que lasvlvulas de retencin seancomponentes independientes o puedenformar parte de una caja comn conotras vlvulas.c) Vlvula Compensadora (Make - up)Una vlvula compensadora es un tipo de vlvula de retencin que permiteque el aceite de retorno fluya directamente hacia las tuberas del accionadorcada vez que la presin de retorno sea mayor que la presin de entrada alaccionador. Esto evita que los cilindros de las hojas o los cucharones sedrenen con mayor rapidez de la que puede desarrollar la bomba parallenarlos.La vlvula compensadora estcompuesta por una vlvula deretencin y un resorte ligero. Cuandola presin de aceite disminuyeaproximadamente 2 PSI por debajode la presin de la tubera de retorno,la vlvula se abre, dejando pasar elaceite hacia las tuberas.

    c.1. Vlvula de Cada RpidaLa vlvula de cada rpida es una vlvula compensadora ms compleja, quese utiliza en algunos tractores de cadenas medianos y grandes. Estcompuesta por una vlvula de retencin de dos piezas y un resorte, ademsde un orificio restrictor. La vlvula est situada entre el cilindro y la vlvula decontrol del implemento y est normalmente cerrada.Cuando se baja la hoja topadora sin resistencia, su peso hace que caiga msrpido de lo que la bomba puede llenar el extremo de cabeza del cilindro.Esto da lugar a presin de suministro menor. El orificio restrictor restringe elaceite de retorno procedente del extremo de varilla del cilindro, lo cual haceque la presin aumente. Esta presin acta sobre el extremo de la vlvula deretencin desplazndola hacia la derecha. El aceite del extremo de varillaahora puede entrar en el conducto de suministro del extremo de cabeza paraunirse al aceite procedente de la bomba, evitando la cavitacin en el cilindro.

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    8.3.2. Vlvulas de Control de FlujoSe utilizan a menudo para regular la velocidad del accionador, o para dividir elflujo entre 2 o ms circuitos. Puede ser una vlvula de compuerta sencilla odiferentes disposiciones dinmicas de vlvulas accionadas por resorte.

    a) Una vlvula de control de flujo en s permite predeterminar el caudalmximo de aceite que puede penetrar en un circuito, desviando el excesode aceite hacia otro circuito, o envindolo de retorno al tanque. Consta deun orificio restrictor, una vlvula de descarga y un resorte ligero. Estavlvula puede controlar el flujo con un alto grado de precisin. El orificiorestrictor est diseado para dejar pasar un caudal determinado a unapresin diferencial determinada.

    A medida que el aceite fluye por elorificio restrictor, se crea unadiferencia de presin. La presinmayor empuja hacia el lado deentrada de la vlvula de descarga,pero la presin menor est ayudadapor el resorte, lo que permitealcanzar una posicin de equilibrio.

    b) Una vlvula de control de flujocon carrete tiene un carrete quedetecta la presin a ambos ladosdel orificio restrictor. La cada depresin que se produce de unlado al otro del orificio restrictor lacontrola un resorte. Al controlaresta cada, se controla el flujomximo. El orificio puede ser deltipo fijo o variable.

    c) Una vlvula divisor de flujodivide el caudal de aceite encantidades iguales entre doscircuitos, independientemente delas cargas o restricciones.

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    8.3.3. Vlvulas de Control de Presina. Vlvulas de Alivio de PresinSe utilizan para limitar la presin mxima del sistema o del circuito y protegerlos componentes del exceso de presin. Si la presin sobrepasa un niveldeterminado, se abre la vlvula de alivio, descargando aceite al tanque.Los tipos ms comunes son:

    a.1. Vlvula de Alivio Simple.Constan de un resorte y un carrete que se asienta sobre el conductobloquendolo. Cuando se llega a la presin mxima regulada por la vlvula, lapresin vence al resorte y el carrete se abre dejando pasar aceite hacia altanque. No proporcionan un control preciso y hacen ruido a veces.

    a.2. Vlvula de alivio accionadapor servo-mando (pilotada).

    Adems de los elemento de unavlvula simple, cuenta tambincon una vlvula adicional o piloto,ms pequea, con un resorte msdbil, lo cual permite que lavlvula se abra y se cierre antefluctuaciones menores en elsistema. Esto elimina el ruido ypermite un control ms preciso. Alabrirse primero la vlvula mspequea, se produce unadiferencia de presin en elsegmento ms grande, lo quehace que la vlvula mayor se abray deje pasar el aceite.

    a.3. Vlvula de alivio a Pistn.En este caso existe un pistnpequeo, que es el que empuja elcarrete, para hacer que se abra lavlvula.

    a.4. Vlvula Moduladora.Se utiliza para aumentargradualmente la presin hasta unlmite determinado. Se utiliza entransmisiones para que loscambios de velocidades seefecten con suavidad. Estcompuesta normalmente por unpistn de carga con su resorte, lavlvula moduladora en s y unadisposicin de orificio y vlvula deretencin.

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    b. Vlvulas de Reduccin de Presin.Se utilizan cuando la demanda de presin de un circuito es menor que lapresin de suministro. Bsicamente consta de un pistn, un resorte y uncarrete. La fuerza del resorte determina la mxima presin corriente debajode la vlvula. La vlvula est normalmente abierta.A medida que el flujo pasa por el carrete, la presin aumenta corriente abajo.Al aumentar la presin en la cavidad del pistn, esta acta contra el pistn yel carrete y comienza a cerrar la vlvula hasta encontrar el equilibrio.

    c. Vlvulas de diferencia de Presin.Permite establecer una secuencia de suministro de aceite a dos circuitos, omantener una diferencia de presin constante entre dos circuitos.Est compuesta por un carrete y un resorte. Inicialmente el carrete bloquea elflujo desde el circuito primario hacia el secundario. Una vez que se satisfacenlos requisitos de flujo hacia el c