UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZMAQUINARIA PESADA

MOTORES HIDRAULICOS

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MOTORES HIDRAULICOS

MOTORES HIDRAULICOSUn motor hidráulico puede compararse a una bomba hidráulica que trabajara al revés, ya que la bomba empuja el líquido, mientras que el motor es accionado por el líquido.

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De tal menara que:

La bomba aspira el líquido y lo manda a la salida, transformando fuerza mecánica en fuerza hidráulica.

El motor recibe el liquido a presión que llega a la boca de salida después de haber transformado su fuerza hidráulica. en fuerza mecánica.

BOMBA MOTOR HIDRAULICO

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COMPARACION DE LA BOMBA CON EL MOTORLa construcción del motor es muy parecida a la de la bomba, los mas utilizados son Engranajes, Paletas y Pistones.

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COMPARACION DE LA BOMBA CON EL MOTORTanto la bomba como el motor hacen un cierre hermético para que el líquido no pueda retroceder – “caudal positivo”; sin este cierre hermético interno, la presión del líquido no haría girar al motor bajo carga.

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COMPARACION DE LA BOMBA CON EL MOTOREn algunos casos especiales se puede transformar la bomba hidráulica en motor hidráulico, pero tomando en cuenta las condiciones en que va a trabajar ya que por lo general una bomba hidráulica trabajando como motor desgasta más los cojinetes de su eje.

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CAUDAL Y PAR MOTOREl rendimiento de un motor se llama par motor, esta es una medida de la fuerza rotativa en el eje impulsor del motor.

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CAUDAL Y PAR MOTOREl par motor solamente es una medida de fuerza por la distancia (como en Newton por metro ), no de la velocidad de esta fuerza.

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CAUDAL Y PAR MOTORLa relación entre velocidad de giro y par motor depende del caudal del volumen del líquido que llena el motor en cada ciclo de trabajo.

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CAUDAL Y PAR MOTORLos motores, al igual que las bombas, también pueden ser de dos tipos : DE CAUDAL CONSTANTE DE CAUDAL VARIABLE

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CAUDAL Y PAR MOTOR DE CAUDAL CONSTANTE, en cuyo caso la velocidad del motor varía con el caudal del líquido a presión con que se alimenta, normalmente estos motores desarrollan un par de torsión constante.

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CAUDAL Y PAR MOTOR DE CAUDAL VARIABLE, en cuyo caso el motor es de velocidad y par motor variables, el caudal y la presión del líquido con que se alimenta el motor se mantienen constantes, pudiéndose variar la velocidad y el par motor por medio de dispositivos con los que se aumenta o reduce el volumen de la cámara del motor en que entra el líquido.

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TIPOS DE MOTORES HIDRAULICOSSe emplean tres tipos básicos de motores hidráulicos, que son los siguientes: Motores de engranajes Motores de paletas Motores de pistones

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MOTORES DE ENGRANAJESLos motores de engranajes se emplean mucho porque son sencillos y económicos; por lo general son utilizados para accionar pequeños equipos a distancia.

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MOTORES DE ENGRANAJESEstos motores suelen ser de tamaño reducido y tienen numerosas aplicaciones por lo fáciles que son de acoplar. Además estos motores pueden girar en ambos sentidos, pero en ellos no es posible variar el volumen de la cámara.

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MOTORES DE ENGRANAJESExisten dos tipos básicos de motores de engranajes:De engranajes externosDe engranajes internos

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MOTORES DE ENGRANAJESEl motor de engranajes externos es un duplicado de la bomba de engranajes, contiene dos engranajes iguales y en toma, dentro de la caja, el aceite a presión obliga a girar a los engranajes en sentido opuesto. El engranaje que lleva el eje de salida realiza el trabajo mecánico por intermedio de él.

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MOTORES DE ENGRANAJESEl aceite va perdiendo presión al transformarse esta en fuerza mecánica por el giro de los engranajes, por el lado opuesto de la caja de los engranajes el aceite ha perdido casi toda la presión y es reconducido a la bomba hidráulica o al depósito.

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MOTORES DE ENGRANAJESAlgunos motores de engranajes externos están compensados para que las presiones se repartan uniformemente por el perímetro de los engranajes, de esta forma se alarga la vida útil de los cojinetes.

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MOTORES DE ENGRANAJESEl motor básico es el mismo, pero en él se han practicado unas canalizaciones para llevar el aceite a presión a sendos puntos, diametralmente opuestos al de entrada, de la cámara en que giran los engranajes, de esta manera, el eje de cada engranaje soporta la misma presión en puntos opuestos, compensándose el efecto de ésta.

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MOTORES DE ENGRANAJESUno de los motores hidráulicos de engranajes internos más empleados, se asemeja en todo a la bomba de rotor como puede verse en la grafica.

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MOTORES DE ENGRANAJESEl rotor está montado en posición excéntrica con relación al estator que tiene un lóbulo más que el rotor, de forma que siempre hay un sólo lóbulo del rotor encajado entre dos lóbulos del estator, mientras el lóbulo opuesto del rotor hace un cierre hermético con el correspondiente lóbulo del estator.

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MOTORES DE ENGRANAJESEn la figura se muestra otro tipo de engranajes internos, ambos engranajes están separados en este motor por una pieza en forma de luna creciente – igual que en la bomba de engranajes internos. El funcionamiento es igual que el de la bomba, pero invirtiendo la entrada y salida de aceite.

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MOTORES DE PALETASAl igual que las bombas de este tipo, los motores de paletas también pueden ser compensados y sin compensar.

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MOTORES DE PALETASCasi todos los motores de paletas con que se equipan las máquinas modernas, son del tipo compensado, porque para estas aplicaciones no es necesario que tengan una cámara de volumen variable.

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MOTORES DE PALETASLos motores compensados duran más (porque desgastan menos los cojinetes) y resultan así más económicos.Estos motores trabajan análogamente a una bomba de paletas v equilibrada, con la diferencia que el rotor gira en este caso por la presión del aceite contra las paletas.

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MOTORES DE PALETASEl motor de paletas se diferencia de la bomba homónima en que lleva un dispositivo para mantener las paletas aplicadas contra el estator.

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MOTORES DE PALETASEste dispositivo puede consistir en unos clips de resorte o en unos muelles instalados dentro de la ranura del rotor en que va alojada la paleta.

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MOTORES DE PALETASEn la bomba de paletas no es necesario empujar a estas para que salgan, porque lo hacen por la fuerza centrífuga del rotor al girar. En cambio, en el motor de paletas el aceite a presión pasaría al otro lado antes de haber empezado a girar el rotor, si no estuvieran aplicadas la paletas contra la cara interna del estator, por la tuerza de un muelle o de un resorte.

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RESUMEN: MOTORES DE PALETAS COMPENSADOSLos motores de paletas compensados no admiten que se varíe el volumen de su cámara, sin embargo, se puede desarrollar con ellos mayor potencia y con mejor rendimiento que con los motores de engranajes.

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RESUMEN: MOTORES DE PALETAS COMPENSADOSEl sentido de giro de su eje se puede invertir fácilmente con sólo invertir el sentido en que circula el líquido.

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RESUMEN: MOTORES DE PALETAS COMPENSADOSCasi todas las bombas hidráulicas de paletas pueden funcionar como motores hidráulicos, pero para ello es indispensable que lleven muelles o resortes que obliguen a las paletas a salir de la ranura.

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MOTORES DE PISTONESLos motores de pistones se prefieren cuando se requieren altas velocidades o presiones, son menos simples que los otros dos tipos de motores que se acaban de describir y por eso mismo son también más complicados y costosos y requieren mayores cuidados.

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MOTORES DE PISTONESAl igual que la bomba homónima, el motor de pistones también puede ser de los siguientes dos tipos: De pistones axiales De pistones radiales

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MOTORES DE PISTONESPara los equipos móviles se suelen preferir los motores hidráulicos de pistones axiales. En cambio el motor de pistones radiales se emplea, en instalaciones fijas donde no hay limitaciones de espacio y se requieren mayores potencias.

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MOTORES DE PISTONESEn la figura se muestra un motor de pistones axiales en línea de cilindrada invariable.

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MOTORES DE PISTONESEste motor se utiliza para el accionamiento hidráulico de una máquina autopropulsada.

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MOTORES DE PISTONESLa tapa del motor lleva las bocas A y B, por las que entra el aceite a presión para el funcionamiento del motor; por esas mismas bocas retorna el aceite sin presión a la bomba hidráulica.

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MOTORES DE PISTONESLos pistones van alojados en unos taladros practicados en el cilindro que gira, aplicándose contra un plato inclinado fijo.

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MOTORES DE PISTONESEl aceite entra en los taladros a una presión muy elevada por la boca A, empujando el correspondiente pistón contra el plato inclinado fijo, al no moverse el plato inclinado, el pistón resbala por el plano y obliga a girar al bloque de cilindros, que lo hace solidario con el eje del motor.

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MOTORES DE PISTONESA medida que va girando el bloque de cilindros se van alineando con la boca A los taladros sucesivos, con lo que continúa el movimiento rotatorio.

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MOTORES DE PISTONESEn la segunda mitad de la rotación del bloque de cilindros, sus taladros se van alineando con la boca B, por la que sale el aceite sin presión, obligado por el pistón que vuelve a entrar en su taladro al continuar resbalando sobre el lado opuesto del plato inclinado.

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MOTORES DE PISTONESPara invertir el sentido de giro del motor, basta invertir el sentido en que circula el aceite a presión, haciéndolo entrar por la boca B para que salga por la boca A.

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MOTORES DE PISTONESLas válvulas mostradas a la izquierda en la figura se utilizan para proteger y para regular su funcionamiento.

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MOTORES DE PISTONESEn total lleva una válvula repartidora de caudal, dos válvulas de alivio limitadoras de presión máxima y una válvula reguladora de la presión de trabajo.

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MOTORES DE PISTONESLas válvulas trabajan de la siguiente manera:La válvula repartidora de caudal se corre hacia un lado u otro respondiendo a la presión del aceite e impide que el aceite a presión llegue a la canalización de baja presión del circuito. Mientras el motor está en marcha, esta válvula deja pasar el aceite hacia la válvula reguladora de presión de carga.

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MOTORES DE PISTONESLas válvulas de alivio limitan la presión máxima del aceite que llega a una u otra boca, según el sentido en que esté girando el motor, al sobrepasar la presión del aceite un determinado límite, la válvula se abre, protegiendo así al motor de posibles sobrecargas.

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MOTORES DE PISTONESAl reducirse la carga al valor normal, la válvula se cierra de nuevo y el motor vuelve a girar a la velocidad de trabajo, la válvula reguladora de presión de carga deriva el exceso de aceite que manda la bomba hidráulica, hacia la caja del motor, desde la que retorna por una tubería a la bomba hidráulica principal, este aceite refrigera y lubrifica el motor y la bomba hidráulica principal.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.La figura ilustra uno de estos motores, se trata de una combinación de bomba y motor para accionar una máquina auto-propulsada.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.La bomba y el motor comparten las mismas válvulas y están acoplados en ángulo de 90°. Las válvulas canalizan el aceite que manda la bomba hacia el motor; dentro de la caja de válvulas va también una pequeña bomba de carga.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.La bomba y el motor son muy similares; casi todas sus piezas son idénticas, pero es preferible no cambiarlos por los desgastes normales que poseen por el uso lo cual provocaría fugas internas.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.El funcionamiento del motor de pistones axiales de cilindrada variable se diferencia del anterior únicamente en que en este se puede variar la inclinación del plato.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.El aceite a presión empuja el pistón contra el plato inclinado, y al resbalar aquel sobre éste, hace girar el bloque de cilindros con el eje, el aceite sin presión es obligado a salir de cada cilindro al llegar el pistón a la otra media vuelta, momento en que empieza a entrar en su cilindro, obligado por la inclinación del plato.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.La cilindrada depende de la carrera del pistón hasta tocar el plato inclinado. En la grafica puede ver un plato cuya inclinación se varía por medio de un brazo y de una palanca, a menor inclinación, menor cilindrada, el tope sirve para limitar la inclinación mínima que se le puede dar al plato.

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Motores de pistones axiales, de cilindrada variable.Cuanto más inclinado el plato, mayor es la cilindrada y la velocidad con que gira el motor, sin embargo, si el motor está siendo abastecido por una bomba de caudal constante, el resultado será par motor pero menor velocidad.

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RESUMEN DE TIPOS DE MOTORESResumiendo:1. Un motor hidráulico es una bomba invertida: la bomba empuja

el líquido, mientras que el motor es empujado por el líquido.

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RESUMEN DE TIPOS DE MOTORESResumiendo:2. La bomba transforma fuerza mecánica en fuerza hidráulica, mientras que el motor transforma fuerza hidráulica en fuerza mecánica.

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RESUMEN DE TIPOS DE MOTORESResumiendo:3. El conjunto de bomba y motor funciona del modo siguiente: la bomba es accionada mecánicamente y bombea hacia el motor el líquido que aspira. El motor es accionado por el líquido a presión que le manda la bomba, y acciona la carga por un acoplamiento mecánico.

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RESUMEN DE TIPOS DE MOTORESResumiendo:4. El aspecto y la construcción de un motor hidráulico son muy similares a los de una bomba.

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RESUMEN DE TIPOS DE MOTORESResumiendo:5. La bomba hidráulica es, en realidad, un mecanismo de accionamiento, como el cilindro hidráulico.

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RESUMEN DE TIPOS DE MOTORESResumiendo:6. Los tres tipos básicos de motores hidráulicos son: el de engranajes, el de paletas y el de pistones; siendo todo giratorios.

FIN

MAQUINARIA PESADA

TRABAJO REALIZADO POR: ING. FERNANDO CHICA

GRACIAS POR SU ATENCIÓN