Oleohidráulica Industrial

INDICEOLEOHIDRÁULICA INDUSTRIAL

1. Introducción.1.1. Principios básicos.1.2. Características y ventajas principales.1.3. Aplicaciones.

2. El aceite hidráulico.2.1. Propiedades.

3. Componentes del circuito oleohidráulico.3.1. Depósitos.3.2. Bombas.3.3. Válvulas.3.4. Actuadores.3.5. Tuberías.3.6. Accesorios.

4. Diseño de un circuito oleohidráulico.4.1. Selección de componentes.4.2. Mantenimiento.4.3. Seguridad.

5. Últimos avances en Oleohidráulica Industrial.

1. Principios Básicos

• Vídeo Didáctico Festo

Fluidos Hidráulicos

• Poco usados:– Agua

• Poco adecuado, aunque barato

– Aceite soluble• Mejora las propiedades del agua

– Aceite vegetal

• Muy usados– Aceite mineral

• Se le añaden aditivos

– Fluidos sintéticos• Hidrocarburos clorados• Fosfatos-ésteres

2. El Aceite Hidráulico

• Funciones fundamentales:– Transmisión de

potencia– Lubricación de piezas

móviles– Disipación del calor– Protección contra la

corrosión

• Otras cualidades:– Impedir oxidación– Impedir formación de

impurezas; picaduras, lodo, goma, etc.

– Desemulsibilidad– Reducir la formación

de espuma

Aceite = base + aditivos

Propiedades

• Viscosidad– Medida de la resistencia del fluido

a su circulación– Absoluta (poise), cinemática

(centistoke), y relativa (SUS, SAE)

– Índice de viscosidad: valor que indica el cambio de viscosidad debido al cambio de temperatura

– Punto de Fluidez

• Selección según su misión y características físico-químicas

Tabla fluidos según ISO 6743/4. Características y aplicaciones.

Características Fluido-Materiales

Selección del Fluido

1. Viscosidad mínima– Tipo de bomba– Temperatura de operación

2. Temperatura de arranque mínima– Evitar T<10º por debajo de

punto de congelación– Máxima viscosidad con la que

puede funcionar la bomba– Índice de viscosidad del fluido

3. Otras propiedades– Según componentes del

sistema y condiciones de trabajo:

• Presencia de aditivos EP, antioxidantes, mejoradores de índice de viscosidad, etc.

3. Componentes del Circuito Oleohidraulico

1. Principales– Depósito– Bombas– Válvulas– Actuadores– Tuberías

2. Accesorios– Enfriadores– Filtros– Racores– Manómetros– Etc.

Componentes del Circuito Oleohidraulico

Componentes del Circuito Oleohidraulico

Grúa Marina

Simbología

3.1. Depósitos.

• Funciones:– Recipiente destinado a almacenar y recircular el aceite del

circuito– Compensar posibles fugas leves– Regulador térmico– Filtrado del aceite contra impurezas– Decanta, desenmulsiona y desairea el aceite– Etc.

Partes y accesorios

• Tapón de llenado con filtro de aire

• Control de nivel y de temperatura

• Placa defectora• Concavidad para retener

impurezas y facilitar el vaciado• Tapón de drenaje• Tapas de registro (inspección)• Conexión tuberías de

aspiración y de retorno• Etc.

Partes y accesorios

Características

• Pueden ser cerrados bajo presión o abiertos a atmósfera• Separar al máximo tuberías de aspiración y descarga (evitar

cavitación bomba)• Válvula de seguridad en depósitos presurizados• En caso necesario llevan intercambiador de calor• Suelen constituir el soporte de otros componentes (bomba, etc.)• Etc.

• Diseño/Selección: – Como mínimo debe contener todo el fluido del circuito y

mantener un nivel que favorezca la circulación del fluido, la refrigeración, y su decantación

Depósitos Acumuladores

• Almacenan fluido presurizado para liberarlo según demanda del circuito

• Recomendable su inclusión en el circuito, ya que:– Absorben puntas de presión, ruidos y vibraciones, debidos a:

• Apertura y cierre de válvulas• Efectos mecánicos sobre los actuadores• Frecuencia de las pulsaciones de la bomba, etc.

– Proporcionan potencia auxiliar (fuente de energía de reserva)– Compensan cambios térmicos– Compensan fugas en situaciones estáticas

• P.e.: Volquetes de camiones, prensas, etc.

• Diseño/Selección: vinculada a la elección del Depósito (10-20% de la capacidad de éste)

Tipos

• De contrapeso – Mantiene P=cte– Pesados, voluminosos y de

uso limitado– Uso en aplicaciones de

grandes volúmenes (prensas de gran tamaño, etc.)

Tipos

• Mecánicos (o de muelles)– P ≠ cte– Montables en cualquier

posición– Limitación para grandes

presiones por el tamaño del muelle

Tipos

• De gas – El más utilizado– Generalmente gas N2 seco

• Nunca uso de O2 por el peligro de explosiones

– Prohibido con temperaturas de trabajo elevadas

– Tipos (según se separe el gas del aceite)

• De Pistón• De Membrana o Vejiga

3.2. Bombas

• Se emplean para impulsar el fluido (generador de caudal), aportándole presión, y vencer la resistencia de la carga– Transforman energía mecánica en energía hidráulica– Simetría con los actuadores o motores hidráulicos

• Clasificación según desplazamiento del fluido:– Hidrostáticas o “De desplazamiento positivo”

• Bombas Oscilantes – trabajan absorbiendo fuerza lineal• Bombas Rotativas – Trabajan mediante esfuerzo rotativo

– Hidrodinámicas• Transfieren fluido considerando como resistencia solo el peso y el rozamiento

• Características– Caudal Teórico y Caudal Real, Rendimiento Volumétrico– Rendimiento Mecánico, Rendimiento Total– Presión de Trabajo– Vida

Tipos

• De engranajes– Presiones de hasta 3600 psi (250 bar)– Tipos

• Externos• Internos

• Bomba de engranajes de tres secciones

Tipos

• De Lóbulos– Los lóbulos son

accionados por un sistema de engranajes

– Semejante a la de engranajes, pero con mayor desplazamiento

– No suelen emplearse en sistemas oleohidráulicos

• Coste alto

• Presión y velocidad inferiores a las bombas de engranajes

Tipos

• De Paletas– Relativamente

pequeñas en función de la potencia que desarrollan

– Gran tolerancia al contaminante

– Tipos:• Equilibradas – aro

circular• No equilibradas - Aro

elíptico

Tipos

• De Pistones– Disposición múltiple,

nunca solas– Gran eficiencia, gran

variedad de caudales y de presiones de trabajo

– Tipos (según disposición de los pistones):

• Axiales

• Radiales

3.3. Válvulas

• Gobiernan los circuitos oleohidráulicos

• Tipos:– Válvulas distribuidoras o

direccionales• Distribuyen el aceite

– Válvulas reguladoras• Regulan la presión• Regulan el caudal

Válvulas Distribuidoras

• Abren, cierran y dirigen el fluido en un sentido u otro a través de las distintas conexiones

• Identificables por:– Número de pasos– Número de entradas y salidas– Número de posiciones

• Accionamiento manual, eléctrico, neumático e hidráulico• Tipos

– Unidireccionales• Antirretorno (o de cierre)

– De vías múltiples

Válvulas Distribuidoras Unidireccionales

• Permiten el flujo en un solo sentido

• Presión mínima en función del taraje del muelle

• Rara vez presentan averías, aunque sí fugas por desgaste

• Tipos– Antirretorno– Antirretorno pilotado (pilotaje

externo permite flujo inverso)

Válvulas Antirretorno Pilotado

– Antirretorno pilotado (pilotaje externo permite flujo inverso)

Válvulas Distribuidoras de Vías Múltiples

– Pueden ser: • De corredera

– Canalizan la dirección y sentido del fluido

– Gobiernan los actuadores

• Rotativas– Alimentan otras

válvulas– Pueden ser de 2, 3 ó

4 direcciones– Se emplean en

sistemas de baja presión y poco caudal

Válvulas Distribuidoras de Vías Múltiples

Válvulas Distribuidoras de Vías Múltiples

Válvulas Distribuidoras de Vías Múltiples

Válvulas Distribuidoras de Vías Múltiples

Válvulas Reguladoras de Presión

• Regulan la presión del circuito– Limitan o reducen

• Suelen ser válvulas 2 vías, infinidad de posiciones entre estados NA y NC

• Tipos:– Válvulas de alivio o de seguridad– Válvulas reductoras– Válvulas repartidoras secuenciales– Válvulas de descarga

Válvulas Reguladoras de Presión

Válvulas Reguladoras de Caudal

• Delimitan el volumen de líquido por unidad de tiempo que circula por el sistema

• Múltiples aplicaciones en regulación de velocidad de los actuadores

• Pueden incorporar un antirretorno (regulación en un solo sentido)

• Tipos:– No compensadas– Compensadas

Válvulas Reguladoras de Caudal

Válvulas Reguladoras de Caudal

3.4. Actuadores

• Convierten energía hidráulica en mecánica

• Según el movimiento:– Lineales (cilindros)

• Simple Efecto

• Doble Efecto

– Rotativos (motores)

Motor de Pistones