teoría de mantenimiento
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TEORÍA DE MANTENIMIENTO
DANNY JOHN OJEDA CHÁVEZ
COMPONENTES HIDRÁULICOS
TANQUE
FILTROS
BOMBA
ACUMULADORES
VÁLVULAS
ACTUADORES (CILINDROS)
MOTORES.
1.- TANQUE HIDRÁULICO
El tanque de aceite hidráulico, posee una cubierta para tener acceso al filtro de succión y al elemento magnético como así también poder limpiar el interior del tanque. Tiene además un tubo de llenado que determina el nivel del aceite hidráulico. Un tubo de retorno, un tapón de vaciado y finalmente una varilla para el control del nivel de aceite.
En esta vista tenemos un tanque de aceite hidráulico tipo abierto con tubo de llenado y tapón roscado ciego y además un tubo de ventilación con filtro en su extremo. Este tipo de tanque exige un colchón de aire sobre la superficie del aceite al valor de la presión atmosférica(14.71lb/pulg2) de tal manera que la entrada de la bomba sea alimentada.
Este es otro tipo de tanque, llamado cerrado o presurizado, que tiene por finalidad encerrar un colchón de aire que actúa sobre la superficie del aceite hidráulico frío, de tal manera que a medida que funciona el sistema, el aceite calentará aumentando el volumen por dilatación y por consiguiente el aire encerrado aumenta la presión por encima de la presión atmosférica, asegurando el llenado de aceite a la entrada de
la bomba.
Los tanques tipo cerrado tienen una tapa de presión en el tubo de llenado, para mantener una determinada presión máxima del colchón de aire y cuando la presión del aire es inferior a la presión atmosférica, permite que ingrese aire del exterior.
2.- FILTROS HIDRAULICOS
Los filtros pueden montarse en el interior del tanque o fuera de él o ambos a la vez.
Los filtros en el interior de los tanques se instalan con la finalidad de captar impurezas en la admisión o entrada a la bomba y preservar desgaste prematuro.
Los filtros exteriores como el del grabado corresponde a la filtración de aceite de retorno.
Los filtros trabajan de acuerdo a las dimensiones de las partículas que se desea atrapar. Actualmente se refiere a micrones. Micrón es una unidad de medida equivalente a 0.001 mm (01 milesimo de milimetro), para referencia anotaríamos que el ojo humano lo más pequeño que percibe es una partícula de 40 micrones. Los filtros hidráulicos usados en los sistemas son de 10 micrones.
3.- BOMBA HIDRÁULICA Ahora es el turno de las bombas.
Estudiaremos los tipos de bombas hidráulicas en existencia actualmente. Las más usadas comúnmente son las bombas de engranajes, vanes y pistones.
Primero nos ocuparemos de las bombas de engranajes.
El desplazamiento continuo de los engranajes en el lado de la entrada de la bomba provoca un incremento del espacio en la entrada, generando un natural vacío.
Un segundo tipo de bomba hidráulica es la bomba de vanes o paletas que está constituida de una carcasa con una perforación interna liza llamada anillo, donde se desplazan las paletas que son portadas por un rotor.
Un eje acoplado a un rotor da movimiento a este permitiendo que las paletas se peguen al anillo interior de la carcasa.
En las bombas de paleta, los vanes se pegan al anillo friccionando con él por acción de la fuerza centrifuga. Además de esta fuerza se utiliza la presión hidráulica de salida de la bomba para accionar hidráulicamente los vanes a través de conductos para ese fin, mejorando ciertamente la hermeticidad entre vanes y anillos que redundan en una mayor eficiencia de L estas bombas.
Un tercer de tipo de bomba, llamada bomba de pistones axiales que se desplazan alternativamente en el sentido del eje. Si en una palanca del genero interapoyante, por un extremo se coloca un pistón y por otro extremo se aplica movimientos de vaivén, el pistón en el cilindro tendrá un movimiento alternativo.
Aquí la palanca ha sido modificada. Ahora es un plano inclinado fijo, Ud. puede observar si el cilindro es movido de arriba hacia abajo en una carrera lineal el pistón se moverá tomando diferentes posiciones de desplazamiento en el cilindro, realizando una carrera.
El tipo llamado bombas de pistones radiales por que tiene una configuración de diseño radial parecido a los motores de aviación. El giro del rotor causa que los pistones radiales se peguen al anillo interior donde se desplazan hacia fuera y adentro, admitiendo y descargando por las cavidades correspondientes.
4.- ACUMULADORES HIDRÁULICOS Los acumuladores pueden ser
considerados por el momento como tanques presurizados; cumplen dos importantes funciones: actúan absorbiendo choque o amortiguando vibraciones y pueden abastecer temporalmente de aceite suplementario al flujo de la bomba.
En este sistema simplificado, la bomba abastece de un flujo de aceite con dirección a la carga. La contrapresión creada por la carga, fuerza algo del aceite procedente de la bomba dentro del acumulador. El pistón se mueve hacia arriba y comprime el resorte. Al lado del resorte del pistón es abierto a la atmósfera para su ventilación. Si la carga crea un repentino choque, el acumulador funcionaría a medida que absorbe el impacto, tomando más fluido. Cuando el choque pasa, el pistón con el resorte comprimido forzarán al fluido a salir del acumulador.
Si hay una súbita caída de presión en el sistema por alguna razón. El resorte se expansionará, forzando de este modo al fluido hacia la carga. En esta forma es suplementado el flujo de la bomba.
Aquí presentamos tres tipos de acumuladores en actual uso. Ellos son: pesa, resorte y el de gas presurizado.
La versión con Pesas, descarga bajo una constante presión, pero para manejar altas presiones el peso tendría grandes dimensiones. Otra desventaja sería que solamente trabajaría montado verticalmente.
La versión de acumulador cargado con resorte puede ser montado en cualquier posición, pero tiene una ligera desventaja, disminuye la presión con el cambio de la longitud del resortte.
El de gas presurizado, es el más popular, se puede montar en cualquier posición y se usa solamente gas, el cambio de presión interna durante la descarga del fluido no es muy grande.
Los acumuladores que se utilizan en los scooptrams, son del tipo que utiliza gas presurizado.
A su vez los acumuladores que utilizan gas presurizado pueden ser:
* De vejiga (tipo “blader”).
* De diafragma.
* De pistón.
Nunca cargue el acumulador con gas presurizado como oxigeno o acetileno u otros gases, excepto gas Nitrógeno seco. El Nitrógeno seco es usado por que es un gas inerte que no combustiona.
4.- VÁLVULAS HIDRÁULICAS Otro componente muy importante en los sistemas hidráulicos es la válvula de
control o válvula direccional. Este sistema tiene un tanque, bomba,
cilindro y varias válvulas. Si usamos 5 válvulas de compuerta para controlar el movimiento del pistón, todas las válvulas están cerradas excepto la marcada con C que está abierta permitiendo el flujo de la bomba de retorno al tanque.
Para elevar el pistón, será necesario abrir las válvulas B, D y cerrar la válvula C. Esto será necesario que ocurra simultáneamente.
Se requeriría un equipo altamente entrenado.
Para solucionar este problema se inventó la válvula de carrete. El tipo simple consiste de una masa y un carrete pulido alojado exactamente en el interior de una perforación con pasajes internos. El carrete puede desplazarse adelante y atrás en el hueco. El contacto metal a metal entre el carrete y el hueco forma el sello.
El cuello del carrete permite el paso del fluido, la porción gruesa bloquea al flujo del aceite.
Aquí están las cuatro configuraciones básicas de una valvula:
* el número 1 es centro abierto lumbreras cerradas;
* él número 2 es centro abierto lumbreras abiertas;
* el número 3 es centro cerrado lumbreras cerradas;
* el número 4 es centro cerrado lumbreras abiertas.
Una válvula carrete puede ser montada en igual cuerpo de válvula y puede ser conectada en diferentes usos. Aquí se describen tres términos cuando los carretes están conectados: serie, paralelo y tamdem. La aplicación de estos términos varía de manufactura a manufactura más o menos; nosotros personalmente ignoramos estos nombres, en cambio nos concentramos como opera.
6.- ACTUADORES HIDRÁULICOS Un cilindro es un tipo
de actuador donde se convierte la energía hidráulica en energía mecánica.
Este es un cilindro de simple acción. Cuando el flujo de aceite ingresa al cilindro (según figura). Elevará el pistón y el aceite retornará al tanque por acción del peso del pistón, descendiendo éste.
Este es un cilindro de doble acción. El pistón puede ser desplazado hacia la izquierda o derecha, controlando la dirección del flujo. El pistón se moverá en ambas direcciones exactamente con la misma fuerza y velocidad por que el pistón en ambos lados presenta igual área de superficie.
Este es también un cilindro de doble acción. El pistón puede ser desplazado hacia la izquierda o derecha, controlando la dirección del flujo.
El pistón presenta dos áreas diferentes. Cuando el pistón es actuado a la izquierda se desplazara rápidamente pero con menos fuerza. Cuando el pistón es actuado a la derecha se desplazará más despacio, pero con más fuerza.
7.- MOTORES HIDRÁULICOS El componente final que describimos es el motor. Un motor es
casi exactamente igual a una bomba, excepto que trabaja en sentido opuesto. Una bomba convierte la energía mecánica en energía hidráulica, mientras que un motor convierte la energía hidráulica en energía mecánica.
Aquí se muestra un motor de engranajes.
............Un motor de paletas
....Y un motor de pistones axiales. Básicamente la diferencia entre una bomba y un motor, es solamente las dimensiones de los pasajes de entrada y salida y la ubicación interna de los pasajes con lubricación directa de los ejes, bocinas y rodajes.
Bueno, se ha cubierto todos los componentes básicos usados en sistemas hidráulicos, tanques, filtros, bombas, acumuladores, válvulas de control, cilindros y motores.La mayor parte de los sistemas hidráulicos complicados del mundo, están construidos con estos simples componentes.
Sí Ud. comprende los componentes, comprenderá los sistemas. Pero recuerde, requiere un constante esfuerzo para innovarse en los nuevos elementos que la industria de la Ud. comprende los componentes, comprenderá los sistemas. Pero recuerde, requiere un constante esfuerzo para innovarse en los nuevos elementos que la industria de la fuerza hidráulica construye
GRACIAS