fundamentos de hidraulica basica

FUNDAMENTOSDE HIDRAULICAGENERALIDADES DEL CURSO

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Generalidades

El objetivo de este módulo es enseñar los fundamentos de hidráulicabásica; identificar y describir la función de las válvulas usadas en lossistemas hidráulicos Caterpillar y de las bombas de paletas, deengranajes y de pistones; desarmar y armar los componenteshidráulicos; identificar y describir la función de los símboloshidráulicos ISO; trazar el flujo de aceite y describir la operación delos diferentes sistemas hidráulicos.

Este curso fue desarrollado para usarse con el Equipo deCapacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II aunque tambiénpuede usarse otro equipo de capacitación de sistemas hidráulicos. Encaso de usarse un equipo de capacitación diferente al Explorer II,puede necesitarse adaptar los contenidos y las hojas de trabajo de lasprácticas de taller al equipo usado.

En los ejercicios de desarmado y armado de los componenteshidráulicos, se sugiere el uso de otros tipos de bombas, válvulas ycilindros.

© 2000 Caterpillar Inc. Propiedad de Caterpillar Inc.

CONTENIDO

UNIDAD 1Lección 1: Seguridad y equipo de capacitación de los

sistemas hidráulicos

UNIDAD 2Lección 1: Principios de hidráulica

UNIDAD 3Lección 1: Tanque hidráulicoLección 2: Fluidos hidráulicosLección 3: Bombas y motoresLección 4: Válvulas de control de presiónLección 5: Válvulas de control de direcciónLección 6: Válvulas de control de flujoLección 7: Cilindros

UNIDAD 4Lección 1: Sistema hidráulico del implemento de

operación piloto

GLOSARIOGlosario de términos y abreviaturas

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FUNDAMENTOSDE HIDRAULICADescripción del Curso D

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Descripción

1. Curso de sistemas hidráulicos básicos

2. Número del curso______________

3. Requisitos: Ninguno

4. Cuatro horas de clase teórica y seis horas de laboratorio semanales

5. Crédito: Tres horas semestrales

Método de presentación del curso

1. Clases y temas de discusión

2. Demostraciones

3. Apoyo con ejercicios y hojas de trabajo de las prácticas detaller

Evaluación sugerida para medir los logros del estudiante

1. Examen de la unidad _______%

2. Hojas de trabajo de las prácticas de taller _______%

3. Examen final _______%

4. Participación en clase y en las prácticas de taller _______%

FUNDAMENTOSDE HIDRAULICAObjetivos O

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Al terminar el curso, el estudiante estará en capacidad de:

1. Explicar y demostrar los principios fundamentales de hidráulicabásica (fuerza = presión x área)

2. Explicar y demostrar los efectos de un flujo a través de unorificio

3. Explicar la operación de la bomba de engranajes, la bomba depaletas y la bomba de pistones

4. Desarmar, identificar y armar los componentes de la bomba deengranajes, de la bomba de paletas y de la bomba de pistones

5. Identificar los componentes y explicar la operación de lasválvulas de alivio simple, de alivio de operación piloto, decontrol de flujo, reductora de presión, diferencial de presión, deretención, de compensación, de secuencia y la válvula de controldireccional

6. Identificar los componentes y explicar la operación de loscilindros de acción simple y de acción doble

7. Usar el Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Básicospara montar sistemas hidráulicos de centro abierto y de centrocerrado

8. Identificar y explicar los símbolos hidráulicos ISO

9. Trazar el flujo de aceite usando los símbolos hidráulicos ISO

10. Trazar el flujo de aceite y explicar la operación del sistemahidráulico del implemento de operación piloto

El contenido de este módulo se debe considerar como informacióngeneral de los sistemas hidráulicos básicos usados en todas lasmáquinas Caterpillar.

FUNDAMENTOSDE HIDRAULICAMaterial de Referencia M

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Material de referencia

Diagnóstico de averías de la bomba de engranajes FEG45137Diagnóstico de averías de la bomba hidráulica SEBD0501Guía de recuperación y reutilización de piezas SEBF8080Guía de identificación de la bomba hidráulica tipo paletas SEHS9353Procedimiento de armado de la bomba de pistones SENR5207Procedimientos de armado del motor de rotación ycadena SENR4939Procedimiento de armado de los motores de los Cargadores de Cadenas 973 SENR4940Guía de recuperación y reutilización de piezas SEBF8133Guía de reutilización de piezas SEBF8136Análisis de averías del motor y de la bomba depistones axiales SEBD0641Guía de recuperación y reutilización de piezas SEBF8253

FUNDAMENTOSDE HIDRAULICAMaterial de Ayuda de Capacitación

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Material de ayuda de capacitación

1 - Bomba de engranajes (Serie 20) con diseño de sello y plancha deseparación

1 - Bomba de engranajes (Serie 16) con diseño de aluminio/bronce1 - Bomba de engranajes (FL7) con planchas compensadoras de

presión2 - Juegos de planchas compensadoras de presión y sellos (Series 20

y FP8)1 - Bomba de paletas con planchas de flexión1 - Bomba de paletas (VQ) con planchas de flexión1 - Bomba de paletas (Serie 30) con paletas intercambiables y

planchas de flexión1 - Bomba Vickers PVE1 - Bomba Vickers PVH1 - Bomba o motor de pistones de ángulo fijo (Rexroth o Linde)1 - Equipo de demostración de bomba de pistones2 - Niples Caterpillar 5P8998 (NPT1/4 x 1/4 externo)4 - Acoplamientos de desconexión rápida 4010-2 (1/4 externo, nariz

de bola; NPT 1/4 interno)4 - Acoplamientos de desconexión rápida Pioneer 4050-2 (1/4

interno, nariz de bola, NPT1/4 interno)2 - Válvulas de retención 306 C-1 Kepner Products Co.* 16 onzas de agua de grifo2 - Envases vacíos de 1 cuarto de galón EE.UU.16 onzas de aceite hidráulico1 - Cronómetro1 - Juego de herramientas estándar de técnico de servicio

* Pedir a:Kepner Products Co.995 N. Ellsworth AvenueVilla Park, Illinois 60181Teléfono: 630 279 1550Fax: 630 279 9669

NOTA: Conecte dos acoplamientos de desconexión rápida Pioneer4010-2 a cada válvula de retención Kepner 306C-1. Conecte dosacoplamientos de desconexión rápida Pioneer 4050-2 a cada nipleCaterpillar 5P8998. Use sellante para tubería.

El Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos usado en estecurso puede pedirse al siguiente proveedor:

TII Technical Education Systems814 Chestnut St.P.O. Box 1203

Rockford, IL 61105

Teléfono: 815-966-2525Fax: 815-965-4836Modelo: EXPII CAT

Precio aproximado: US$7.000,00 (descuento especial disponible para instituciones de educación superior)

Descripción: Equipo de Capacitación de Sistemas HidráulicosExplorer II con unidad principal y una bomba. Modificado porCaterpillar que añade los siguientes componentes al equipo básico:

• Válvula de solenoide de doble extremo (en cambio de unaválvula de solenoide de un solo extremo)

• Conexiones a prueba de fugas (acoplamientos de niples ymangueras)

• Una segunda válvula de alivio externa en el tablero• Tes externas en ambas válvulas de alivio

Además del equipo básico y las modificaciones, se deben pedirtambién los siguientes componentes (adicionales):

• Flujómetro, Modelo EXP-200410• Válvula de retención de operación piloto,

Modelo EXP- 200610 con cuerpo de válvula y plancha inferior

Unidad 1 Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

UNIDAD 1Hidráulica Básica - Seguridad y Equipo deCapacitación de Sistemas Hidráulicos

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Al terminar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de:

1. Usar en el trabajo diario los procedimientos de seguridad2. Usar el Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer

II para montar circuitos hidráulicos básicos

Introducción

Existen reglas que definen los procedimientos correctos de seguridadque deben tenerse en cuenta en la clase, en el laboratorio y en el áreade trabajo. Los procedimientos de seguridad deben practicarse hastaque se conviertan en hábitos.

El Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer II haceposible que el estudiante demuestre las funciones hidráulicas básicase incremente su aprendizaje.

Lección 1: Seguridad y Equipo deCapacitación de SistemasHidráulicos

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Introducción

La seguridad es uno de los aspectos más importantes que unapersona debe aprender. Ya sea en el salón de clase, en el laboratorio oen el área de trabajo, existen reglas que determinan las prácticasaceptables de seguridad. El instructor hará un repaso de las prácticasapropiadas de seguridad.

Para demostrar los diferentes temas relacionados con los sistemashidráulicos, se usará el Equipo de Capacitación Explorer II. Losestudiantes deben familiarizarse con los componentes y la operacióndel equipo de capacitación.

Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de:

1. Determinar las prácticas de seguridad que debe seguir en elárea de trabajo

2. Ubicar e identificar los componentes del Equipo deCapacitación de Sistemas Hidráulicos

3. Operar el Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos

S EG UR IDA D Y E QUIPO DE CA PA C ITA CIO N D E S IS TE MA SH IDR AU LIC O S

SIST EM AS HIDRAUL IC OS BASICO S

Procedimientos básicos de seguridad

Es importante seguir los procedimientos básicos de seguridad cuandose encuentre en el laboratorio, taller u otra área de trabajo. Practiquelos siguientes procedimientos hasta que se conviertan en hábitos.

En cualquier área de trabajo usted debe:

1. Mantener siempre limpia el área de trabajo

2. Mantener libre de alimentos y bebidas el área de trabajo

3. Manejar con precaución los componentes y las conexioneseléctricos

4. Usar SIEMPRE una fuente eléctrica a tierra de especificaciónapropiada. El equipo Explorer II funciona a 115V CA

5. Vestir apropiadamente. NO USAR ropa suelta o de tamañoinadecuado. NO USAR joyas

Procedimientos adicionales de seguridad al trabajar con elEquipo de Capacitación Explorer II

Es importante, al trabajar con sistemas hidráulicos, también tener encuenta los siguientes procedimientos de seguridad.

Usted debe:

1. Usar SIEMPRE gafas de seguridad.

2. Apagar SIEMPRE el equipo de capacitación antes de conectaro desconectar cualquier componente.

3. Secar SIEMPRE sus manos completamente, antes de tocar elequipo eléctrico, incluyendo las válvulas de solenoide y losinterruptores que controlan el equipo de capacitación.

4. Mantener las partes del cuerpo y los objetos sueltos lejos delárea de operación de los cilindros.

5. Si no está seguro de la operación de un circuito, consultar alinstructor antes de poner en funcionamiento la bomba.

6. NO limpiar las mangueras o piezas plásticas con detergentesque contengan solventes químicos.

Unidad 1 1-1-3 Fundamentos de los Sistemas HidráulicosLección 1

Equipo de Capacitación Explorer II

El Equipo de Capacitación de Sistemas Hidráulicos Explorer IIconsta de un bastidor-A de acero, con componentes hidráulicos tipoindustrial montados firmemente en el tablero frontal. Loscomponentes adicionales y las mangueras hidráulicas están en laparte posterior del tablero o en el cajón. Los componentes del sistemade suministro de fluido, excluyendo el conjunto de la bomba, estánconectados detrás del tablero. El conjunto de la bomba es unacaracterística adicional del equipo y no se tratará en esta lección.


Fig. 1.1.1 Equipo de Capacitación Explorer II

Componentes del Equipo de Capacitación Explorer II

Para hacer uso eficaz del sistema de capacitación, usted necesitaráfamiliarizarse con los nombres y la ubicación de todos loscomponentes del equipo de capacitación. La figura 1.1.1 indica losnombres de los componentes montados en el tablero. Usted debeestudiar esta ilustración antes de tratar de montar un circuitohidráulico.

Parte posterior del tablero del equipo Explorer II

La figura 1.1.2 muestra la parte posterior del tablero del equipoExplorer II. Conecte una manguera de la unidad de la bomba y deltanque al orificio de presión (P) en la parte posterior del tablero.Conecte una manguera del orificio de retorno (T) en la parte posteriordel tablero, al orificio de retorno de la unidad de la bomba y deltanque. Estas conexiones permiten el suministro de fluido al tablero.

Un cable de potencia suministra electricidad a la unidad de la bombay del tanque. Conecte SIEMPRE el cable de potencia a unreceptáculo de 115V CA con conexión a tierra. NUNCA conecte elcable a una fuente de potencia que no tenga conexión a tierra.

Otro cable de potencia suministra electricidad al convertidor de 24 VCC. En un extremo, a mano derecha del bastidor-A (parte frontal delequipo), hay un interruptor de volquete para el cable de potencia de24V CC. Una luz indicadora de color amarillo se enciende cuandohay potencia en el interruptor y en las clavijas de la conexión de 24VCC. La caja de fusibles contiene un fusible de 1 amp para el equipode suministro de potencia.

El Equipo de Capacitación Explorer II tiene una válvula de alivio deprotección de la unidad de la bomba y del tanque. La válvula se debeajustar a 6.890 kPa (1.000 lb/pulg2) antes de hacer cualquier clase decapacitación en el equipo. Los estudiantes no deben ajustar nuncaesta válvula.

La válvula de alivio del sistema debe controlar la presión máxima delsistema. Coloque la válvula de alivio del sistema a la presióndeterminada en cada ejercicio de laboratorio.

Aunque la presión del Equipo de Capacitación Explorer II no excedelos 6.890 kPa (1.000 lb/pulg2), el sistema hidráulico almacena unagran cantidad de energía. Antes de quitar cualquier manguera ocomponente del equipo, se debe apagar el equipo y aliviar la presión.

TP

Fig. 1.1.2 Parte posterior del tablero del equipo Explorer II


Explorer II: Acoplamientos y mangueras

Las mangueras del Equipo Explorer II están conectadas conacoplamientos de desconexión rápida. Los acoplamientos tienenmontados retenedores de bola para impedir el escape del fluidocuando las mangueras se desconectan.

Para conectar una manguera a un componente, mantenga hacia atrásel manguito exterior del acoplamiento en la manguera, como semuestra en la figura 1.1.3. Luego, presione con firmeza elacoplamiento dentro del niple del componente. Al soltar el manguitoexterior el acoplamiento se asegura en el niple.

Para quitar una manguera de un componente, mantenga el manguitoexterior del acoplamiento hacia atrás. El acoplamientoinmediatamente se separará del niple. Cuando el acoplamiento estéfuera del niple, suelte el manguito exterior .

Fig. 1.1.3 Acoplamiento de desconexión rápida

FLUJOMETRO (2)

TERMOMETRO

CONECTORES - T (2)ACOPLAMIENTOSDE MANGUERA (2)

VALVULA DE CONTROLDIRECCIONAL MANUAL

VISCOSIMETRO

Fig. 1.1.4 Otros componentes del equipo de capacitación


Otros componentes del equipo de capacitación

Los componentes del equipo de capacitación mostrados en la figura1.1.4 son: la válvula de control direccional manual, el viscosímetro, eltermómetro, los acoplamientos de manguera, los conectores en T ylos flujómetros.

Otros componentes del equipo de capacitación (cont.)

Los componentes del equipo de capacitación mostrados en la figura1.1.5 son: la válvula de retención de operación piloto, la válvula deretención de tubería y los acoplamientos de mangueras.

Componentes del equipo de capacitación que no se muestran

Otros componentes del equipo de capacitación, que no se muestranson:

1 - Motor hidráulico

1 – Juego de resortes de carga

7 – Mangueras hidráulicas de 24”

4 – Mangueras hidráulicas de 48”

2 - Mangueras hidráulicas de 72”

1 – Llave de boca de 7/8”

AC OPL AM IENTO S D EM ANG U ERA (2)

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VA LVUL A DERET ENCIO N DE LA

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Fig. 1.1.5 Otros componentes del equipo de capacitación


UNIDAD 2Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos -Principios de los Sistemas Hidráulicos

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1. Entender y demostrar los principios de hidráulica básica.

Introducción

Los sistemas hidráulicos son indispensables en la operación de losequipos pesados. Los principios de hidráulica básica se aplican en eldiseño de los sistemas hidráulicos de los implementos, sistemas dedirección, sistemas de frenos y sistemas del tren de fuerza. Se debenconocer los principios de hidráulica básica antes de ver los sistemashidráulicos de la máquina.

Lección 1: Principios de los SistemasHidráulicos

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Introducción

Todos sabemos que los principios de hidráulica básica se puedendemostrar al ejercer presión controlada a un líquido para realizar untrabajo. Existen leyes que definen el comportamiento de los líquidosen condiciones de variación de flujo y aumento o disminución depresión. El estudiante debe estar en capacidad de describir y entenderestas leyes, si desea tener éxito como técnico de equipo pesado.

Objetivos


1. Explicar por qué se usa un líquido en los sistemashidráulicos.

2. Definir la Ley de Pascal aplicada a los principios dehidráulica.

3. Describir las características de un flujo de aceite que pasa através de un orificio.

4. Demostrar y entender los principios de hidráulica básica.

PR IN CIP IO S D E H IDR A ULICA B A S ICA

SISTEM AS HIDRAUL ICO S BAS IC OS

Fig. 2.1.1 Recipientes para líquidos

LIQUIDO

FUERZA

PESO

50 lbs.

Fig. 2.1.2 Líquido bajo presión

Los líquidos son prácticamente incompresibles

Un líquido es prácticamente incompresible. Cuando una sustancia secomprime, ocupa menos espacio. Un líquido ocupa el mismo espacioo volumen, aun si se aplica presión. El espacio o volumen ocupadopor una sustancia se llama “desplazamiento”.

Uso de líquidos en los sistemas hidráulicos

Se usan líquidos en los sistemas hidráulicos porque tienen entre otras lassiguientes ventajas:

1. Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene.

2. Los líquidos son prácticamente incompresibles.

3. Los líquidos ejercen igual presión en todas las direcciones.


Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene

Los líquidos toman la forma de cualquier recipiente que los contiene.Los líquidos también fluyen en cualquier dirección al pasar a travésde tuberías y mangueras de cualquier forma y tamaño.

FUERZA

GAS

50 lbs.PESO

Fig. 2.1.3 Un gas puede comprimirse

Ra d io 3 pulg . R a dio 2 p ulg .

1.130 lbs

FU

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5 00 lbs

40 lb/p ulg 2

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ZA

Fig. 2.1.4 Sistema hidráulico en funcionamiento

Sistema hidráulico en funcionamiento

De acuerdo con la Ley de Pascal, “la presión ejercida en un líquido,contenido en un recipiente cerrado, se transmite íntegramente en todaslas direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas”. Por tanto,en un sistema cerrado de aceite hidráulico, una fuerza aplicada encualquier punto, transmite igual presión en todas las direcciones através del sistema.

En el ejemplo de la figura 2.1.4, una fuerza de 226,8 kg (500 lb)actuando sobre un pistón de 5,1 cm (2 pulgadas) de radio, crea en unlíquido contenido en un recipiente cerrado, una presión aproximada de275,6 kPa (40 lb/pulg2). Las mismas 275,6 kPa (40 lb/pulg2) actuandosobre un pistón de 7,62 cm (3 pulgadas) de radio, soporta un peso de512,6 kg (1.130 libras).

En este punto, realice la práctica de taller 2.1.1

Un gas puede comprimirse

Cuando un gas se comprime ocupa menos espacio y sudesplazamiento es menor. El espacio que deja el gas al comprimirsepuede ser ocupado por otro objeto. Un líquido se ajusta mejor en unsistema hidráulico, puesto que todo el tiempo ocupa el mismovolumen o tiene el mismo desplazamiento.


Fuerza = Presión x AreaF

P APresión = Fuerza x Area

Area = Fuerza x Presión

Fig. 2.1.5 Ley de Pascal

Una fórmula simple permite calcular la fuerza, presión o área, si seconocen dos de estas tres variables. Es necesario entender estos trestérminos para entender los fundamentos de hidráulica.Una fuerza es la acción de ejercer presión sobre un cuerpo. La fuerzase expresa generalmente en kilogramos (kg) o libras (lb). La fuerza esigual a la presión por el área (F = P x A). La presión es la fuerza de un fluido por unidad de área y se expresageneralmente en unidades de kilopascal (kPa) o libra por pulgadacuadrada (lb/pulg2).El área es una medida de superficie. El área se expresa en unidadesde metro cuadrado o pulgada cuadrada. Algunas veces el área serefiere al área efectiva. El área efectiva es la superficie total usadapara crear una fuerza en una dirección deseada.El área de un círculo se obtiene con la fórmula:

Area = Pi (3,14) por radio al cuadradoSi el radio del círculo es de 2 pulgadas, figura 2.1.4,

A = Pi x r2

A = 3,14 x (2" x 2")

A = 12,5 pulg2

Conociendo el área, es posible determinar qué presión se necesitaráen el sistema para levantar un peso dado. La presión es la fuerza porunidad de área y se expresa en unidades de kilopascales (kPa) o librapor pulgada cuadrada (lb/pulg2).

Si una fuerza de 500 libras actúa sobre un área de 12,5 pulg2, seproduce una presión de 40 lb/pulg2

La presión se obtiene con la fórmula:Presión = Fuerza dividida por la unidad de área

P = 500 lb/12,5 pulg2

P = 40 lb/pulg2


Ventaja mecánicaLa figura 2.1.6 muestra de qué manera un líquido en un sistemahidráulico provee una ventaja mecánica.Ya que todos los cilindros están conectados, todas la áreas debenllenarse antes de presurizar el sistema. Use la fórmula hidráulica y calcule el valor de los elementos queestán con signo de interrogación. Los cilindros se numeran deizquierda a derecha.Para calcular la presión del sistema, debemos usar los dos valoresconocidos del segundo cilindro a la izquierda. Se usa la fórmula“presión igual a fuerza dividida por área”.

Presión = FuerzaPresión = 50 lb Presión = 50 lb/pulg2

Area 1 pulg2

Conocida la presión del sistema, podemos calcular la fuerza de lacarga de los cilindros uno y tres y el área del pistón del cilindrocuatro.Calcule las cargas de los cilindros uno y tres usando la fórmula,fuerza igual a presión por área (Fuerza = Presión x Area).Calcule el área del pistón del cilindro cuatro usando la fórmula, áreaigual a fuerza dividida por la presión (Area = Fuerza/Presión).Las respuestas correctas son: la carga del cilindro uno es 250libras, la carga del cilindro tres es 150 libras y el área del pistóndel cilindro es 2 pulg2.


50 lbs

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5 pu lg 2

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100 lb s

DE LABO M BA

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FU

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1 pu lg 2 3 pulg 2

Fig. 2.1.6 Ventaja mecánica

Si aplicamos la fórmula para el cilindro más grande (figura 2.1.4)encontramos:

Presión x Area = Fuerza40 x (3x3) x 3,14 = Fuerza40 x 28,26 = 1.130 lb.


60 60

12000 120

FLUJO1 gal EE.UU./min

Fig. 2.1.7 Sin restricción

60 60

12000 120

30 90

FLUJO1 gal EE.UU./m in

Fig. 2.1.8 Un orificio restringe el flujo

Un orificio restringe el flujo

Un orificio restringe el flujo de la bomba. Cuando un aceite fluye através de un orificio, se produce presión corriente arriba del orificio.

En la figura 2.1.8 hay un orificio en la tubería entre los dosmanómetros. El manómetro corriente arriba del orificio indica que senecesita una presión de 207 kPa (30 lb/pulg2), para enviar un flujo de1 gal EE.UU./min a través del orificio. No hay restricción de flujodespués del orificio. El manómetro ubicado corriente abajo delorificio indica presión de cero.

EFECTO DEL ORIFICIO

Cuando hablamos en términos hidráulicos, es común usar el término"presión de la bomba". Sin embargo, en la práctica, la bomba noproduce presión. La bomba produce flujo. Cuando se restringe elflujo, se produce la presión.

En las figuras 2.1.7 y 2.1.8, el flujo de la bomba a través de la tuberíaes de 1 gal EE.UU./min.

En la figura 2.1.7, no hay restricción de flujo a través de la tubería,por tanto, la presión es cero en ambos manómetros.


60

0 120

30 90

60

0 120

30 90


60

0 120

30 90

60

0 120

30 90


Fig. 2.1.9 Bloqueo del flujo

Bloqueo del flujo de aceite al tanque

Cuando se tapa un extremo de la tubería, se bloquea el flujo de aceiteal tanque.

La bomba regulable continúa suministrando un flujo de 1 galEE.UU./min y llena la tubería. Una vez llena la tubería, la resistenciaa cualquier flujo adicional entrando a la tubería produce una presión.Esta presión se comporta de acuerdo con la Ley de Pascal, definidacomo “la presión ejercida en un líquido que está en un recipientecerrado se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa conigual fuerza en todas las áreas”. La presión será la misma en los dosmanómetros.

La presión continúa aumentando hasta que el flujo de la bomba sedesvíe a otro circuito o al tanque. Esto se hace generalmente usandouna válvula de alivio.

Si el flujo total de la bomba continúa entrando a la tubería, la presiónseguiría aumentando hasta el punto de causar la explosión delcircuito.


60

0 120

30 90

lb /pul g 2

60

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30 90

60

0 120

30 90

207 kPa (30 lb /pul g 2 )

l b /pul g 2 l b /pul g 2

207 kPa (30 lb /pul g 2 ) 207 kPa (30 l b /pul g 2 )


60

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FLUJO1 gal EE.UU./mi n

30 90

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30 90

60

0 120

30 90

lb /pul g 2 lb /pulg 2l b /pul g 2

Fig. 2.1.10 Restricción del flujo en un circuito en serie

207 kPa (30 lb/p u lg 2)

414 kPa (60 lb /pu lg2)

620 k Pa (90 lb /p u lg 2)

DE L AB OMB A

CIRCUITOUNO

CIRCUITODOS

CIRCUITOTRES

Fig. 2.1.11 Restrictions In Parallel

Restricción de flujo en un circuito en paralelo

En un sistema con circuitos en paralelo, el flujo de aceite de la bombade aceite sigue el paso de menor resistencia. En la figura 2.1.11, labomba suministra aceite a los tres circuitos montados en paralelo. Elcircuito número tres tiene la menor prioridad y el circuito número unola mayor prioridad.

Restricción del flujo en un circuito en serie

Hay dos tipos básicos de circuitos: circuito en serie y circuito enparalelo.

En la figura 2.1.10, se requiere una presión de 620 kPa (90 lb/pulg2)para enviar un flujo de 1 gal EE.UU./min a través de los circuitos.

Los orificios o las válvulas de alivio ubicados en serie en un circuitohidráulico ofrecen una resistencia similar a las resistencias en serie deun circuito eléctrico, en las que el aceite debe fluir a través de cadaresistencia. La resistencia total es igual a la suma de cada resistenciaindividual.

En este punto, realice la práctica de taller 2-1-3


Cuando el flujo de aceite de la bomba llena el conducto ubicado a laizquierda de las tres válvulas, la presión de aceite de la bombaalcanza 207 kPa (30 lb/pulg2). La presión de aceite de la bomba abrela válvula al circuito uno y el aceite fluye en el circuito. Una vezlleno el circuito uno, la presión de aceite de la bomba comienza aaumentar. La presión de aceite de la bomba alcanza 414 kPa (60lb/pulg2) y abre la válvula del circuito dos. La presión de aceite de labomba no puede continuar aumentando sino hasta cuando el circuitodos esté lleno. Para abrir la válvula del circuito tres, la presión deaceite de la bomba debe exceder los 620 kPa (90 lb/pulg2).

Para limitar la presión máxima del sistema, debe haber una válvula dealivio del sistema en uno de los circuitos o en la bomba.



PRACTICA DE TALLER 2.1.1: LEY DE PASCAL

Objetivo

El objetivo de la práctica de taller es demostrar la Ley de Pascal. Cuando las tuberías están conectadasy llenas con aceite bloqueado, la presión es igual en todo el circuito.

Material necesario

1. Equipo de capacitación de hidráulica básica.

Procedimiento

1. Use la manguera más corta posible al realizar las conexiones de mangueras.2. Conecte una manguera de la salida de la bomba al orificio No. 1 de la válvula de alivio del

sistema.3. Conecte una manguera del orificio al No. 1 opuesto en la válvula de alivio del sistema al

múltiple de presión.4. Conecte una manguera del orificio No. 2 de la válvula de alivio del sistema al múltiple de

retorno.5. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio del primer manómetro en línea del

lado izquierdo.6. Conecte una manguera del primer manómetro de la tubería del lado derecho al orificio del

segundo manómetro en línea del lado izquierdo.7. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del

sistema. Luego gire dos vueltas a la derecha el tornillo de ajuste.8. Active el equipo de capacitación y espere 10 segundos.9. Lea las presiones en el manómetro del sistema y en los dos manómetros en línea. Anote a

continuación cada presión en el espacio correspondiente.Presión del sistema _____________ Presión del segundo manómetro en línea _______Presión del primer manómetro en línea_________

10. Desactive el equipo de capacitación y desconecte las mangueras.

Unidad 2 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Práctica de Taller 2.1.1

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S EG UN DOMA NO ME TRO

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1 1

2

Fig. 2.1.12

PRACTICA DE TALLER 2.1.1: LEY DE PASCAL

Objetivo

El objetivo de la práctica de taller es demostrar la Ley de Pascal. Cuando las tuberías están conectadasy llenas con aceite bloqueado, la presión es igual en todo el circuito.

Material necesario


Procedimiento

1. Use la manguera más corta posible al realizar las conexiones de mangueras.2. Conecte una manguera de la salida de la bomba al orificio No. 1 de la válvula de alivio del

sistema.3. Conecte una manguera del orificio al No. 1 opuesto en la válvula de alivio del sistema al

múltiple de presión.4. Conecte una manguera del orificio No. 2 de la válvula de alivio del sistema al múltiple de

retorno.5. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio del primer manómetro en línea del

lado izquierdo.6. Conecte una manguera del primer manómetro en línea del lado derecho al orificio del

segundo manómetro de la tubería del lado izquierdo.7. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del

sistema. Luego gire dos vueltas a la derecha el tornillo de ajuste.8. Active el equipo de capacitación y espere 10 segundos.9. Lea las presiones en el manómetro del sistema y en los dos manómetros en línea. Anote a

continuación cada presión en el espacio correspondiente.Presión del sistema _____________ Presión del segundo manómetro en línea _______Presión del primer manómetro en línea_________


Unidad 2 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Práctica de Taller 2.1.1

Cop

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2

Fig. 2.1.12

PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA

Objetivo

El objetivo de esta práctica de taller es demostrar el principio de hidráulica básica, Fuerza = Presión xArea.

Material Necesario


Procedimiento

En esta práctica de taller se usará un resorte de compresión para simular la carga del cilindro. Cuandose retrae el vástago del cilindro, el vástago comprime el resorte y produce la carga en el cilindro.

Antes de iniciar la práctica de taller, trate de comprimir el resorte con la mano. Esto le dará una idea dela cantidad de fuerza que puede producir un cilindro pequeño.

1. Use la manguera más corta posible al realizar las conexiones de mangueras.

2. Conecte una manguera de la salida de la bomba al orificio No. 1 de la válvula de alivio del sistema.

3. Conecte una manguera del orificio No. 2 de la válvula de alivio del sistema al múltiple de retorno.

4. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la "T" de la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión.

5. Active el equipo de capacitación.

6. Ajuste la válvula de alivio de presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).

7. Desactive el equipo de capacitación.

8. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio No. 1 de la válvula de alivio del extremo del vástago.

9. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la válvula de alivio del extremo del vástago al extremo del vástago del cilindro de calibre 1-1/16”.

10. Conecte una manguera del orificio No. 2 en la válvula de alivio del extremo del vástago al múltiple de retorno.

11. Conecte una manguera del extremo de la cabeza del cilindro de calibre 1-1/16” al múltiple de retorno.


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1 1

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2

A R A NDE LA

Fig. 2.1.13

PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA (continuación)

12. Extienda el vástago del cilindro de calibre 1-1/16” (para extender el vástago desconecte ambasmangueras del cilindro, intercambie las mangueras conectando la manguera de suministro al orificio del extremo de la cabeza (parte inferior) y conecte la manguera de retorno al orificio del extremo del vástago (parte superior). Active el equipo de capacitación y déjelo así hasta cuando el vástago del cilindro esté totalmente extendido. Desactive el equipo de capacitación. Conecte de nuevo las mangueras como se indica en los pasos 9 y 11.

13. Conecte el conjunto de resorte de carga al vástago del cilindro hidráulico como se muestra en la figura 2.1.13.

14. Gire al máximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástago.


16. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de presión del extremo del vástago.

17. Mida la longitud del resorte.

18. Anote la longitud del resorte y la presión del manómetro en la tabla de abajo.

19. Gire la válvula de presión del extremo del vástago a la derecha hasta cuando la presión del manómetro lea 1.380 kPa (200 lb/pulg2).


21. Anote la medida del resorte y la presión del manómetro en la tabla de abajo.

22. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástagohasta cuando la presión del manómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg2). Repita los pasos 17 y18.


24. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástagohasta cuando la presión del manómetro alcance 5.510 kPa (800 lb/pulg2). Repita los pasos 17 y 18.


Pres iónk Pa (lb /pu lg2)

Lo ng i tu d del r eso r tec m (pu lgadas)

Cam b io en la lo n gi tuddel reso r te cm (p ulgadas )

689 kp a (100 lb /p u lg2) 11,1 c m (4,4) 0,0 cm (0,0)

1.378 kPa (200 lb /pu lg 2) 10,6 c m (4,2) 0,508 cm (0,2)

2.756 kPa (400 lb/p u lg 2) 9,6 c m (3,8) 1,016 cm (0,4)

4.134 kPa (600 lb/p u lg 2) 8,6 c m (3,4) 1,016 cm (0,4)

5.512 k Pa (800 lb/pu lg 2) 7,6 c m (3,0) 1,016 cm (0,4)

Las lecturas de esta tabla pueden ser ligeramente diferentes de las lecturas encontradas en el equipo de capacitación que esté trabajando. Los cambios en la longitud del resorte deben ser constantes.


PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA

Objetivo

El objetivo de este práctica de taller es demostrar el principio de hidráulica básica, Fuerza = Presión xArea.

Material Necesario


Procedimiento

En este práctica de taller se usará un resorte de compresión para simular la carga del cilindro. Cuandose retrae el vástago del cilindro, el vástago comprime el resorte y produce la carga en el cilindro.

Antes de iniciar la práctica de taller, trate de comprimir el resorte con sus dedos. Esto le dará una ideade la cantidad de fuerza que puede producir un cilindro pequeño.

1. Use la manguera más corta posible al realizar las conexiones de mangueras.

2. Conecte una manguera de la salida de la bomba al orificio No. 1 de la válvula de alivio del sistema.

3. Conecte una manguera del orificio No. 2 de la válvula de alivio del sistema al múltiple de retorno.

4. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la "T" de la válvula de alivio del sistema al múltiple de presión.


6. Ajuste la válvula de alivio de presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).


8. Conecte una manguera del múltiple de presión al orificio No. 1 de la válvula de alivio del extremo del vástago.

9. Conecte una manguera del orificio No. 1 opuesto en la válvula de alivio del extremo del vástago al extremo del vástago del cilindro de calibre 1-1/16”.

10. Conecte una manguera del orificio No. 2 en la válvula de alivio del extremo del vástago al múltiple de retorno.

11. Conecte una manguera del extremo de la cabeza del cilindro de calibre 1-1/16” al múltiple de retorno.


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1 1

2

2

A R A NDE LA

Fig. 2.1.13

PRACTICA DE TALLER 2.1.2: PRINCIPIOS DE HIDRAULICA BASICA (continuación)

12. Extienda el vástago del cilindro de calibre 1-1/16” (para extender el vástago desconecte ambasmangueras del cilindro, intercambie las mangueras conectando la manguera de suministro al orificio del extremo de la cabeza (parte inferior) y conecte la manguera de retorno al orificio del extremo del vástago (parte superior). Active el equipo de capacitación y déjelo así hasta cuando el vástago del cilindro esté totalmente extendido. Desactive el equipo de capacitación. Conecte de nuevo las mangueras como se indica en los pasos 9 y 11.

13. Conecte el conjunto de resorte de carga al vástago del cilindro hidráulico como se muestra en la figura 2.1.13.

14. Gire al máximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástago.


16. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de presión del extremo del vástago.


18. Anote la longitud del resorte y la presión del manómetro en la tabla de abajo.

19. Gire la válvula de presión del extremo del vástago a la derecha hasta cuando la presión del manómetro lea 1.380 kPa (200 lb/pulg2).


21. Anote la medida del resorte y la presión del manómetro en la tabla de abajo.



24. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio de presión del extremo del vástagohasta cuando la presión del manómetro alcance 5.510 kPa (800 lb/pulg2). Repita los pasos 17 y 18.


Pres iónk Pa (lb /pu lg2)

Lo ng i tu d del r eso r tec m (pu lgadas)

Cam b io en la lo n gi tuddel reso r te cm (p ulgadas )

689 kp a (100 lb /p u lg2)

1.378 kPa (200 lb/p u lg 2)

2.756 kPa (400 lb/p u lg 2)

4.134 kPa (600 lb/p u lg 2)

5.512 k Pa (800 lb/pu lg 2)

Las lecturas de esta tabla pueden ser ligeramente diferentes de las lecturas encontradas en el equipo de capacitación que esté trabajando. Los cambios en la longitud del resorte deben ser constantes.


PRACTICA DE TALLER 2.1.3: AUMENTO DE LA PRESION DEL SISTEMA

Objetivo

El objetivo de esta práctica de taller es demostrar cómo la fricción y restricción en las mangueras yconexiones producen un aumento de la presión del sistema.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito indicado en la figura 2.1.15.

2. Ajuste la presión del sistema a 5.860 kPa (850 lb/pulg2). (Para ajustar la presión del sistema,desconecte la manguera que conecta la válvula de alivio del sistema y el múltiple de presión.Active el equipo de capacitación y ajuste la válvula de alivio de presión del sistema. Desactive elequipo de capacitación y conecte nuevamente la manguera de la válvula de alivio del sistema almúltiple de presión).


4. Tome las lecturas registradas por los manómetros y flujómetros. Anote los datos en los espaciossuministrados en el numeral 6.


6. Reste el valor de la presión de la tubería del valor de la presión del sistema. Anote este resultado enel espacio “caída de presión”. El valor de la caída de presión dependerá de las mangueras usadas yde la temperatura del aceite.

Presión del sistema 1.034 kPa - 2.068 kPa(150 lb/pulg2 - 300 lb/pulg2)

Flujo en el flujómetro 1 0,9 gal.

Flujo en el flujómetro 2 0,9 gal.

Presión en línea 345 kPa - 689 kPa (50 lb/pulg2 - 100 lb/pulg2)

Caída de presión 689 kPa - 1378 kPa (100 lb/pulg2 - 200 lb/pulg2)

7. ¿A qué se debe la diferencia de presión en la presión del sistema y la presión en línea?

La diferencia se debe a la resistencia del flujo de aceite al pasar por las mangueras yconexiones.


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Fig. 2.1.15

PRACTICA DE TALLER 2.1.3: AUMENTO DE LA PRESION DEL SISTEMA

Objetivo

El objetivo de esta práctica de taller es demostrar cómo la fricción y restricción en las mangueras yconexiones producen un aumento de la presión del sistema.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito indicado en la figura 2.1.15.

2. Ajuste la presión del sistema a 5.860 kPa (850 lb/pulg2). (Para ajustar la presión del sistema,desconecte la manguera que conecta la válvula de alivio del sistema y el múltiple de presión.Active el equipo de capacitación y ajuste la válvula de alivio de presión del sistema. Desactive elequipo de capacitación y conecte nuevamente la manguera de la válvula de alivio del sistema almúltiple de presión).


4. Tome las lecturas registradas por los manómetros y flujómetros. Anote los datos en los espaciossuministrados en el numeral 6.


6. Reste el valor de la presión de la tubería del valor de la presión del sistema. Anote este resultado enel espacio “caída de presión”. El valor de la caída de presión dependerá de las mangueras usadas yde la temperatura del aceite.

Presión del sistema

Flujo en el flujómetro 1 _____ _________

Flujo en el flujómetro 2 _______________

Presión en línea

Caída de presión

7. ¿A qué se debe la diferencia de presión en la presión del sistema y la presión en línea?


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L ABO RATO RIO 3

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2

Fig. 2.1.15

PRACTICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO

Objetivo

El objetivo de esta práctica de taller es demostrar la resistencia al flujo en un circuito en paralelo.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito de la figura 2.1.16.

2. Gire al máximo a la izquierda los tornillos de ajuste de ambas válvulas de alivio.

3. Desconecte la manguera que conecta el flujómetro 2 y el orificio de drenaje.


5. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio del circuito 1 hasta cuando la presióndel manómetro alcance 1.378 kPa (200 lb/pulg2).


7. Conecte la manguera del flujómetro 2 al orificio de drenaje y desconecte la manguera que conectael flujómetro 1 y el orificio de drenaje.


9. Gire a la derecha el ajuste de la válvula de alivio del circuito 2 hasta cuando la presión delmanómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg2).


11. Conecte la manguera del flujómetro 1 al orificio de drenaje.


13. Tome las lecturas del manómetro y de los flujómetros. Anote las lecturas en los espacios abajo.

Presión ___200_____ Flujómetro 1 ___0,9_____ Flujómetro 2 ___0_____


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VA LV UL A DEA L IVIO D ELCIR CU ITO 2

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Fig. 2.1.16

PRACTICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO(continuación)



Presión ___400___ Flujómetro 1 ___0,45___ Flujómetro 2 ___0,45___

16. Gire una vuelta a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio del circuito 1.


Presión ____400__ Flujómetro 1 ___0____ Flujómetro 2 ____0,9___

Explique las lecturas del manómetro y flujómetros mencionados en el paso 13.

La presión del sistema de 1.378 kPa (200 lb/pulg2) no es suficiente para abrir la válvula dealivio del circuito 2. El flujo total de la bomba pasa por la válvula de alivio del circuito 1 y elflujómetro 1.

Explique las lecturas del manómetro y flujómetros mencionados en el paso 15.

La presión del sistema de 2.756 kPa (400 lb/pulg2) abre las válvulas de alivio de los circuitos 1y 2. El flujo de la bomba se dirige por caminos paralelos por las dos válvulas de alivio y losflujómetros.

Explique las lecturas del manómetro y de los flujómetros mencionados en el paso 17.

La presión necesaria para abrir la válvula de alivio del circuito 1 excede la presión necesariapara abrir la válvula de alivio del circuito 2. El flujo de la bomba se dirige por el camino demenor resistencia por la válvula de alivio del circuito 2 y el flujómetro 2.


PRACTICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO

Objetivo

El objetivo de esta práctica de taller es demostrar la resistencia al flujo en un circuito en paralelo.

Material necesario


Procedimiento


2. Gire al máximo a la izquierda los tornillos de ajuste de ambas válvulas de alivio.

3. Desconecte la manguera que conecta el flujómetro 2 y el orificio de drenaje.




7. Conecte la manguera del flujómetro 2 al orificio de drenaje y desconecte la manguera que conectael flujómetro 1 y el orificio de drenaje.


9. Gire a la derecha el ajuste de la válvula de alivio del circuito 2 hasta cuando la presión delmanómetro alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg2).


11. Conecte la manguera del flujómetro 1 al orificio de drenaje.



Presión ___ ___ Flujómetro 1 ________ Flujómetro 2 ___ _____


Cop

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ráct

ica

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1.4

F LU JO ME TRO 2

1 1

2

CO NE XIO N - T

B O M BA

TA NQ UE

VA LVU LA DEA LIV IO DE LC IRC U ITO 1

VA LVUL A DEA L IVIO DERESPAL DO

F LU JO ME TRO 1

L ABO RATOR IO 4

2

1 1

VA LV UL A DEA L IVIO D ELCIR CU ITO 2

M A N OM ETRO

Fig. 2.1.16

PRACTICA DE TALLER 2.1.4: RESISTENCIA DE UN CIRCUITO EN PARALELO(continuación)



Presión ___ ___ Flujómetro 1 ___ ___ Flujómetro 2 __ ___

16. Gire una vuelta a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio del circuito 1.


Presión ____ __ Flujómetro 1 ___ ____ Flujómetro 2 ____ ___





EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULICA

Llene los espacios correspondientes o encierre en un círculo la respuesta correcta.

. Nombre _________________________

1. Anote tres sistemas del equipo pesado que usen en su diseño principios hidráulicos.

Sistema del implemento.Sistema de la dirección. Sistema de frenos o sistema de tren de fuerza.

2. Anote dos ventajas de usar líquidos en los sistemas hidráulicos.

Los líquidos toman la forma del recipiente que los contiene.

Los líquidos son incompresibles.

3. El enunciado de la Ley de Pascal dice:

“La pr esión ejercida en un líquido, contenido en un recipiente cerrado, se transmite íntegramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza en todas las áreas".

Unidad 2 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Examen 2.1.1

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en 2

.1.1

PISTON

8 PULG.

PISTON

PISTON 8 PULG. DE DIAMETRO

VASTAGO 3 PULG. DE DIAMETRO

EXTREMO DE LA CABEZA DEL PISTON

EXTREMO DEL VASTAGO DEL PISTON50.000

MANOMETRO A

VASTAGO

4. ¿Cuál es el área del extremo de la cabeza del pistón?

A = Pi x r2, A = 3,14 x 42

A = 50,24 pulg2

5. ¿Cuál es el área efectiva del extremo del vástago del pistón? Area = Area total delpistón menos el área del vástago = Area efectiva = 50,24 - 7,06 A = 43,18.

6. ¿Cuál es la presión en el manómetro A?

Presión = Fuerza/Area, F = 50.000, Area= 50,24 P = 995,22 lb/pulg2

F

P A

EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULICA (continuación)

Nombre _________________________


.


or i f ic io25 lb /p u lg .2

o r i f ic io50 lb /p u lg .2

o r i f i c io75 lb /p u lg .2

A B C

7. En la línea de encima de cada manómetro, indique la lectura correcta del manómetro.

150 lb/pul2 75 lb/pulg2 25 lb/pulg2

EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULICA


. Nombre _________________________

1. Anote tres sistemas del equipo pesado en cuyo diseño se usen principios hidráulicos.

2. Anote dos ventajas de usar líquidos en los sistemas hidráulicos.

3. El enunciado de la Ley de Pascal dice:

Unidad 2 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Examen 2.1.1

Cop

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e:E

xam

en 2

.1.1

PISTON

8 PULG.

PISTON

PISTON 8 PULG. DE DIAMETRO

VASTAGO 3 PULG. DE DIAMETRO

EXTREMO DE LA CABEZA DEL PISTON

EXTREMO DEL VASTAGO DEL PISTON50.000

MANOMETRO A

VASTAGO

4. ¿Cuál es el área del extremo de la cabeza del pistón? __________________________________________________________________________________________________

5. ¿Cuál es el área efectiva del extremo del vástago del pistón? ______________________

__________________________________________________________________________

6. ¿Cuál es la presión en el manómetro A?

F

P A

EXAMEN - PRINCIPIOS DE HIDRAULICA (continuación)

Nombre _________________________



or i f ic io25 lb /p u lg .2

o r i f ic io50 lb /p u lg .2

o r i f i c io75 lb /p u lg .2

A B C

7. En la líneade de encima de cada manómetro, indique la lectura correcta del manómetro.

UNIDAD 3Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos - Componentes de los Sistemas Hidráulicos

Uni

dad

3:F

unda

men

tos

de lo

s S

iste

mas

Hid

rául

icos

Objetivos


1. Describir el uso de los principios de hidráulica básica en laoperación de los componentes de un sistema hidráulico.

2. Describir la función de los tanques, fluidos, bombas y motores,válvulas y cilindros hidráulicos.

3. Identificar los diferentes tipos de tanques, bombas y motores,fluidos, válvulas y cilindros hidráulicos.

4. Identificar los símbolos ISO del tanque, la bomba y/o el motor,válvulas y cilindros hidráulicos.

Introducción

Los equipos móviles de construcción se diseñan usando diferentescomponentes hidráulicos (tanques, fluidos, bombas y motores,válvulas y cilindros). Los mismos componentes usados en diferentespartes de un circuito pueden realizar funciones diferentes. Aunqueestos componentes pueden parecer iguales, generalmente tienendiferentes nombres. La capacidad de identificar los componentes ydescribir su función y operación le permitirá al técnico de servicioconvertir circuitos complejos en circuitos más simples que puedenentenderse con mayor facilidad.

Lección 1: Tanque Hidráulico

Tanq

ue H

idrá

ulic

o

Introducción

En el diseño de máquinas y equipos para construcción son de granimportancia el tipo, el tamaño y la ubicación del tanque de aceitehidráulico. Una vez que la máquina o el equipo está en operación, eltanque hidráulico no es más que un lugar de almacenamiento delaceite hidráulico, un dispositivo para enfriar el aceite y un separadorpara remover el aire del aceite. En esta unidad se verán algunas delas principales características del tanque hidráulico.

Objetivos


1. Identificar los componentes principales del tanque hidráulicoy describir su función.

2. Describir las características de los tanques hidráulicospresurizados y no presurizados.

Siste m as H id ráu licos Bás ic os

¥ Fluid os hidráu licos

¥ Tan que hid ráulico

¥ M otores y b omb as hid ráulico s

¥ V álvu las de control d e pres ión

¥ Válvulas de con trol direccion al

¥ Válvulas de control de flujo

¥ Cilin dros

TA PA DE L L ENADO

M IRIL LA

TU BERIAS DESUM INIST ROY RETO RNO

DR ENAJ E

Fig. 3.1.1 Tanque Hidráulico

Tanque hidráulico

La principal función del tanque hidráulico es almacenar aceite,aunque no es la única. El tanque también debe eliminar el calor yseparar el aire del aceite.

Los tanques deben tener resistencia y capacidad adecuadas, y nodeben dejar entrar la suciedad externa. Los tanques hidráulicosgeneralmente son herméticos.

La figura 1.3.1 muestra los siguientes componentes del tanquehidráulico:

Tapa de llenado -Mantiene los contaminantes fuera de la aberturausada para llenar y añadir aceite al tanque. En los tanquespresurizados la tapa de llenado mantiene hermético el sistema.

Mirilla - Permite revisar el nivel de aceite del tanque hidráulico. Elnivel de aceite debe revisarse cuando el aceite está frío. Si el aceiteestá en un nivel a mitad de la mirilla, indica que el nivel de aceite escorrecto.

Tuberías de suministro y retorno -La tubería de suministro permiteque el aceite fluya del tanque al sistema. La tubería de retornopermite que el aceite fluya del sistema al tanque.

Drenaje - Ubicado en el punto más bajo del tanque, el drenajepermite sacar el aceite en la operación de cambio de aceite. Eldrenaje también permite retirar del aceite contaminantes como el aguay sedimentos.


Tanque presurizadoLos dos tipos principales de tanques hidráulicos son: tanquepresurizado y tanque no presurizado.

El tanque presurizado está completamente sellado. La presiónatmosférica no afecta la presión del tanque. Sin embargo, a medidaque el aceite fluye por el sistema, absorbe calor y se expande. Laexpansión del aceite comprime el aire del tanque. El aire comprimidoobliga al aceite a fluir del tanque al sistema.

La válvula de alivio de vacío tiene dos propósitos: evita el vacío ylimita la presión máxima del tanque.

La válvula de alivio de vacío evita que se forme vacío en el tanque alabrirse y permite que entre aire al tanque cuando la presión deltanque cae a 3,45 kPa (0,5 lb/pulg2).

Cuando la presión del tanque alcanza el ajuste de presión de laválvula de alivio de vacío, la válvula se abre y descarga el aireatrapado a la atmósfera. La válvula de alivio de vacío puede ajustarsea presiones de entre 70 kPa (10 lb/pulg2) y 207 kPa (30 lb/pulg2).

Otros componentes del tanque hidráulico son:

Rejilla de llenado - Evita que entren contaminantes grandes altanque cuando se quita la tapa de llenado.

Tubo de llenado - Permite llenar el tanque al nivel correcto y evita elllenado en exceso.

Deflectores - Evitan que el aceite de retorno fluya directamente a lasalida del tanque, y dan tiempo para que las burbujas en el aceite deretorno lleguen a la superficie. También evita que el aceite salpique,lo que reduce la formación de espuma en el aceite.

Drenaje ecológico - Se usa para evitar derrames accidentales deaceite cuando se retira agua y sedimento del tanque.

Rejilla de retorno - Evita que entren partículas grandes al tanque,aunque no realiza un filtrado fino.

A LA BO M BA

RETO RNO

REJIL LADE RETO RN O

REJILL A DE L LEN ADO

VALVUL A DE AL IV IODE VAC IO

TANQ UE PR ESU RIZ AD O

TAPA DE LL ENA DO

T UBO DE LL ENA DO

DEF L ECTORES

D RENAJ EEC OL OG ICO

Fig. 3.1.2 Tanque presurizado


TANQU E NO PRES URIZA DO

RETOR NO

R ESPIR ADERO

A LA BO M BA

Fig. 3.1.3 Tanque no presurizado

TANQUE NO PRESURIZADO TANQUE PRESURIZADO

Fig. 3.1.4 Símbolos ISO del tanque hidráulico

Símbolos ISO del tanque hidráulico

La figura 3.1.4 indica la representación de los símbolos ISO deltanque hidráulico presurizado y no presurizado.

El símbolo ISO del tanque hidráulico no presurizado es simplementeuna caja o rectángulo abierto en la parte superior. El símbolo ISO deltanque presurizado se representa como una caja o rectángulocompletamente cerrado. A los símbolos de los tanques hidráulicos seañaden los esquemas de la tubería hidráulica para una mejorrepresentación de los símbolos.

Tanque no presurizado

El tanque no presurizado tiene un respiradero que lo diferencia deltanque presurizado. El respiradero permite que el aire entre y salgalibremente. La presión atmosférica que actúa en la superficie delaceite obliga al aceite a fluir del tanque al sistema. El respiraderotiene una rejilla que impide que la suciedad entre al tanque.


Nombre _________________________

SISTEMA HIDRAULICO BASICO - TANQUE HIDRAULICO - EXAMEN

Llene los espacios o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. Escriba tres funciones del tanque hidráulico.

Almacenar aceite

Eliminar calor

Separar el aire del aceite

2. Relacione los siguientes componentes del tanque con su función correspondiente.


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:E

xam

en 3

.1.1

F 1. Tapa de llenado

J 2. Mirilla

I 3. Tubería de suministro

H 4. Tubería de retorno

G 5. Drenaje ecológico

C 6. Rejilla de llenado

B 7. Tubo de llenado

E 8. Deflectores

D 9. Símbolo ISO del tanque presurizado

A 10.Rejilla de retorno

A. Impide que entren partículas grandes altanque.

B. Permite llenar correctamente el tanque,sin que se llene en exceso.

C. Evita que entren contaminantes grandes altanque cuando se quita la tapa de llenado.

D. Se representa como una caja o rectángulocompletamente cerrado.

E. Permite que las burbujas del aceite deretorno lleguen a la superficie.

F. Mantiene los contaminantes fuera de laabertura usada para llenar o añadir aceiteal tanque.

G. Impide derrames accidentales de aceitecuando se drena el agua o el sedimentodel tanque.

H. Permite que el aceite fluya del sistema altanque.

I. Permite que el aceite fluya del tanque alsistema.

J. Permite revisar el nivel de aceite.

Nombre _________________________

SISTEMA HIDRAULICO BASICO - TANQUE HIDRAULICO - EXAMEN

Escriba en los espacios o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. Escriba tres funciones del tanque hidráulico.

2. Relacione los siguientes componentes del tanque con su función correspondiente.

Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Examen 3.1.1.

Cop

ia d

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stud

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e:E

xam

en 3

.1.1

1. Tapa de llenado

2. Mirilla

3. Tubería de suministro

4. Tubería de retorno

5. Drenaje ecológico

6. Rejilla de llenado

7. Tubo de llenado

8. Deflectores

9. Símbolo ISO del tanque presurizado

10. Rejilla de retorno

A. Impide que entren partículas grandes altanque.

B. Permite llenar correctamente el tanque,sin que se llene en exceso.

C. Evita que entren contaminantes grandes altanque cuando se quita la tapa de llenado.

D. Se representa como una caja o rectángulocompletamente cerrado.

E. Permite que las burbujas del aceite deretorno lleguen a la superficie.

F. Mantiene los contaminantes fuera de laabertura usada para llenar o añadir aceiteal tanque.

G. Impide derrames accidentales de aceitecuando se drena el agua o el sedimentodel tanque.

H. Permite que el aceite fluya del sistema altanque.

I. Permite que el aceite fluya del tanque alsistema.

J. Permite revisar el nivel de aceite.

Lección 2: Fluidos Hidráulicos

Flu

idos

Hid

rául

icos

Introducción

La vida útil del sistema hidráulico depende en gran medida de laselección y del cuidado que se tenga con los fluidos hidráulicos. Aligual que con los componentes metálicos de un sistema hidráulico, elfluido hidráulico debe seleccionarse con base en sus características ypropiedades para cumplir con la función para la cual fue diseñado.

Objetivos


1. Describir las funciones de los sistemas hidráulicos.

2. Medir la viscosidad de los fluidos.

3. Definir el índice de viscosidad.

4. Nombrar los tipos de fluidos hidráulicos resistentes al fuego.








¥ Cilin dros

Fig. 3.2.1 Fluidos hidráulicos

Funciones de los fluidos hidráulicos

Los fluidos prácticamente son incompresibles. Por tanto, en un sistemahidráulico los fluidos pueden transmitir potencia en forma instantánea.

Por ejemplo, por cada 2.000 lb/pulg2 de presión, el aceite lubricante secomprime aproximadamente 1%, es decir, el aceite lubricante puedemantener su volumen constante cuando está bajo una presión alta. Elaceite lubricante es la materia prima con que se produce la mayoría delos aceites hidráulicos.

Las principales funciones de los fluidos hidráulicos son:

• Transmitir potencia• Lubricar• Sellar• Refrigerar

Transmisión de potencia

Puesto que un fluido prácticamente es incompresible, un sistemahidráulico lleno de fluido puede producir potencia hidráulica instantáneade un área a otra. Sin embargo, esto no significa que todos los fluidoshidráulicos sean iguales y transmitan potencia con la misma eficiencia.Para escoger el fluido hidráulico correcto, se deben tener en cuenta eltipo de aplicación y las condiciones de operación en las que funcionaráel sistema hidráulico.

Lubricación

Los fluidos hidráulicos deben lubricar las piezas en movimiento delsistema hidráulico. Los componentes que rotan o se deslizan debenpoder trabajar sin entrar en contacto con otras superficies. El fluidohidráulico debe mantener una película delgada entre las dos superficiespara evitar el calor, la fricción y el desgaste.

Acción sellante

Algunos componentes hidráulicos están diseñados para usar fluidoshidráulicos en lugar de sellos mecánicos entre los componentes. Lapropiedad del fluido de tener acción sellante depende de su viscosidad.


Enfriamiento

El funcionamiento del sistema hidráulico produce calor a medida quese transfiere energía mecánica a energía hidráulica y viceversa. Latransferencia de calor en el sistema se realiza entre los componentescalientes y el fluido que circula a menor temperatura. El fluido a suvez transfiere el calor al tanque o a los enfriadores, diseñados paramantener la temperatura del fluido dentro de límites definidos.

Otras propiedades que debe tener un fluido hidráulico son: evitar laoxidación y corrosión de las piezas metálicas; resistencia a laformación de espuma y a la oxidación; mantener separado el aire, elagua y otros contaminantes; y mantener su estabilidad en una ampliagama de temperaturas.

Viscosidad

La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido para fluir auna temperatura determinada. Un fluido que fluye fácilmente tieneuna viscosidad baja. Un fluido que no fluye fácilmente tiene unaviscosidad alta.

La viscosidad de un fluido depende de la temperatura. Cuando latemperatura aumenta, la viscosidad del fluido disminuye. Cuando latemperatura disminuye, la viscosidad del fluido aumenta. El aceitevegetal es un buen ejemplo para mostrar el efecto de la viscosidadcon los cambios de temperatura. Cuando el aceite vegetal está frío, seespesa y tiende a solidificarse. Si calentamos el aceite vegetal, sevuelve muy delgado y tiende a fluir fácilmente.


Viscosímetro Saybolt

El equipo usado generalmente para medir la viscosidad de un fluido es elviscosímetro Saybolt (figura 3.2.2). El viscosímetro Saybolt debe sunombre a su inventor George Saybolt.

La unidad de medida del viscosímetro Saybolt es el Segundo UniversalSaybolt (SUS). En el viscosímetro original, un recipiente de fluido secalienta hasta una temperatura específica. Cuando se alcanza latemperatura, se abre un orificio y el fluido drena a un matraz de 60 ml. Uncronómetro mide el tiempo que tarda en llenarse el matraz. La viscosidadse lee como los segundos que el matraz tarda en llenarse, tomando comoreferencia la temperatura del líquido. Si un fluido calentado a 23,5 0C (750F) tarda 115 segundos en llenar el matraz, su viscosidad Saybolt es de115 SUS a 23,5 0C (75 0F). Si el mismo fluido, calentado a 37,5 0C (1000F) tarda 90 segundos en llenar el matraz, su viscosidad Saybolt es de 90SUS a 37,5 0C (100 0F).

Indice de Viscosidad

El Indice de Viscosidad (IV) de un fluido es la relación del cambio deviscosidad con respecto al cambio de temperatura. Si la viscosidad delfluido cambia muy poco en una amplia gama de temperaturas, el fluidotiene un Indice de Viscosidad alto. Si a temperaturas bajas el fluido sevuelve muy espeso y a temperaturas altas se vuelve muy delgado, el fluidotiene un Indice de Viscosidad bajo. Los fluidos de la mayoría de lossistemas hidráulicos deben tener un Indice de Viscosidad alto.

Aceite lubricante

Todos los aceites lubricantes se adelgazan cuando la temperatura aumentay se espesan cuando la temperatura disminuye. Si la viscosidad de unaceite lubricante es muy baja, habrá un excesivo escape por las juntas y lossellos. Si la viscosidad del aceite lubricante es muy alta, el aceite tiende a“pegarse” y se necesitará mayor fuerza para bombearlo a través delsistema. La viscosidad del aceite lubricante se expresa con un númeroSAE, definido por la Society of Automotive Engineers. Los números SAEestán definidos como: 5W, 10W, 20W, 30W, 40W, etc.

TE R M O M ET RO

R ES IS T EN C IA

O RIFICIO V ISCO SIM ET ROSAYB OLT

M AT RA Z 60 m l.

Fig. 3.2.2 Viscosímetro Saybolt


Entre más bajo sea el número SAE, mejor es el flujo de aceite a bajastemperaturas. Entre más alto sea el número SAE, mayor es la viscosidad delaceite y mayor su eficiencia a altas temperaturas.

Aceites sintéticos

Los aceites sintéticos se producen por procesos químicos en los quemateriales de composición específica reaccionan para producir uncompuesto con propiedades únicas y predecibles. El aceite sintético seproduce específicamente para cierto tipo de operaciones realizadas atemperaturas altas y bajas.

Fluidos resistentes al fuego

Hay tres tipos básicos de fluidos resistentes al fuego: mezclas de glicol-agua, emulsiones de aceite-agua-aceite y fluidos sintéticos.

Los fluidos agua-glicol son una mezcla de 35% a 50% de agua (el aguainhibe el fuego), glicol (químico sintético o similar a algunos compuestoscon propiedades anticongelantes) y espesantes del agua. Los aditivos seañaden para mejorar la lubricación y evitar la oxidación, la corrosión y laformación de espuma. Los fluidos a base de glicol son más pesados que elaceite y pueden causar cavitación de la bomba a altas velocidades. Estosfluidos pueden reaccionar con algunos metales y material de los sellos, y nose pueden usar con algunas clases de pintura.

Las emulsiones de agua-aceite son los fluidos resistentes al fuego máseconómicos. Al igual que en los fluidos a base de glicol, un porcentajesimilar de agua (40%), se usa como inhibidor al fuego. Las emulsionesagua-aceite se usan en sistemas hidráulicos típicos. Generalmente contienenaditivos para prevenir la oxidación y la formación de espuma.

Los fluidos sintéticos se usan bajo ciertas condiciones para cumplirrequerimientos específicos. Los fluidos sintéticos resistentes al fuego sonmenos inflamables que los aceites lubricantes y mejor adaptados pararesistir presiones y temperaturas altas.

Algunas veces los fluidos resistentes al fuego reaccionan con el material delos sellos de poliuretano y en estos casos puede requerirse el uso de sellosespeciales.

Vida útil del aceite hidráulico

El aceite hidráulico no se desgasta. El uso de filtros para remover laspartículas sólidas y contaminantes químicos alargan la vida útil del aceite.Sin embargo, eventualmente el aceite se contamina tanto que debereemplazarse. En las máquinas de construcción, el aceite se debe cambiar aintervalos de tiempos regulares.

Los contaminantes del aceite pueden usarse como indicadores de desgasteno común y de posibles problemas del sistema. Uno de los programasCaterpillar que miden los contaminantes del aceite hidráulico y utiliza losresultados como fuente de información acerca del sistema, es el AnálisisProgramado de Aceite (S•O•S).

En este punto, realice las prácticas de taller 3-2-1 y 3-2-2.


PRACTICA DE TALLER 3.2.1: VISCOSIDAD Y TEMPERATURA DE LOS FLUIDOSNombre _________________________

ObjetivoMedir la viscosidad y la temperatura de los fluidos seleccionados.

Material necesario1. Agua del grifo (16 onz)2. Dos recipientes vacíos de 1/4 de galón de capacidad3. Viscosímetro4. Aceite hidráulico (16 onz)5. Cronómetro

Procedimiento1. Tape con un dedo el orificio que se encuentra en la parte inferior del viscosímetro.

2. Llene completamente el viscosímetro con aceite hidráulico.

3. Tenga listo el cronómetro para medir el tiempo de drenaje del viscosímetro.

4. Coloque el viscosímetro lleno de aceite sobre un recipiente vacío. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que quita el dedo del orificio de drenaje del viscosímetro. Detenga el cronómetro cuando el aceite deje de fluir.

5. Anote los segundos en la casilla correspondiente de la tabla.

6. Limpie el viscosímetro usando una toalla de papel.

7. Tape con un dedo el orificio que se encuentra en la parte inferior del viscosímetro.

8. Llene completamente el viscosímetro con agua.


10. Coloque el viscosímetro lleno de agua sobre un recipiente vacío. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que quita el dedo del orificio de drenaje del viscosímetro. Detenga el cronómetro cuando el agua deje de fluir .

11. Escriba los segundos en la casilla correspondiente de la tabla.

A. Compare los dos valores hallados. Explique.

El agua drenó en 4 segundos menos que el tiempo enque tardó en drenar el aceite. La viscosidad del aguaes mucho menor.


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2.1

SUBSTANCIA TIEMPO (SEGS.)

ACEITE

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PRACTICA DE TALLER 3.2.1: VISCOSIDAD Y TEMPERATURA DE LOS FLUIDOSNombre _________________________

ObjetivoMedir la viscosidad y la temperatura de los fluidos seleccionados.

Material Necesario1. Agua del grifo (16 onz.)2. Dos recipientes vacíos de 1 cuarto de galón de capacidad3. Viscosímetro4. Aceite hidráulico (16 onz.)5. Cronómetro

Procedimiento1. Tape con un dedo el orificio que se encuentra en la parte inferior del viscosímetro.

2. Llene completamente el viscosímetro con aceite hidráulico.


4. Coloque el viscosímetro lleno de aceite sobre un recipiente vacío. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que quita el dedo del orificio de drenaje del viscosímetro. Detenga el cronómetro cuando el aceite deje de fluir.

5. Anote los segundos en la casilla correspondiente de la tabla.

6. Limpie el viscosímetro usando una toalla de papel.

7. Tape con un dedo el orificio que se encuentra en la parte inferior del viscosímetro.

8. Llene completamente el viscosímetro con agua.


10. Coloque el viscosímetro lleno de agua sobre un recipiente vacío. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que quita el dedo del orificio de drenaje del viscosímetro. Detenga el cronómetro cuando el agua deje de fluir .

11. Escriba los segundos en la casilla correspondiente de la tabla.

A. Compare los dos valores hallados. Explique.


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ia d

el E

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2.1

SUBSTANCIA TIEMPO (SEGS.)

ACEITE

AGUA

PRACTICA DE TALLER 3.2.2: TEMPERATURA DE UN FLUIDO A PRESION

Objetivo

Medir la temperatura de un fluido a presión.

Material necesario

1. Termómetro2. Equipo de capacitación de hidráulica básica

Procedimiento

1. Monte el circuito hidráulico mostrado en la figura 3.2.2.

2. Gire al máximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea.

3. Introduzca el bulbo del termómetro en el fluido del tanque y espere un minuto.

4. Lea la temperatura y anote el valor en la tabla de la hoja siguiente. (Las respuestas puedenvariar de acuerdo con el uso que tuvo el sistema antes de la prueba).

5. Ponga en contacto el bulbo del termómetro con la parte frontal de la válvula de alivio en línea yespere un minuto.

6. Lea la temperatura y anote el valor en la tabla de la hoja siguiente. (Las respuestas puedenvariar de acuerdo al uso dado al sistema antes de la prueba).

7. Active el equipo de capacitación y ajuste la presión de la válvula de alivio del sistema a 850lb/pulg2.

8. Gire con cuidado al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea.


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2.2

BO MBA

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VA LV UL A D EAL IVIO D EL

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R ES PA LD O

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1 11 1

2

2

Fig. 3.2.2 Circuito

Nombre ________________________________

PRACTICA DE TALLER 3.2.2: TEMPERATURA DE UN FLUIDO A PRESION(continuación)

9. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando el manómetro alcance una presión de 600 lb/pulg2.

10. Deje que el sistema funcione por 5 minutos con este ajuste.

11. Introduzca de nuevo el bulbo del termómetro en el fluido del tanque y espere un minuto.

12. Lea la temperatura y anote el valor en la tabla.

13. Ponga en contacto el bulbo del termómetro con la parte frontal de la válvula de alivio en línea y espere un minuto.


A. ¿La temperatura del tanque es la misma en ambos casos?

Si No __X__

B. ¿Por qué?La fricción causada por el flujo de aceite a través de la válvula de alivio produce calor en

ésta. El calor se elimina a medida que el flujo de aceite del sistema pasa por la válvula. Elresultado es un aumento de temperatura del aceite del sistema.

C. ¿Qué produce el aumento de temperatura en la válvula de alivio en línea?La fricción causada por el flujo de aceite a través de la válvula de alivio produce calor en la

válvula de alivio.

D. Si la presión de la válvula de alivio en línea se aumenta a más de 600 lb/pulg2, ¿qué pasaríacon la temperatura del aceite del sistema? La temperatura del aceite del sistema aumentaría aún más.

15. Mida cualquier temperatura adicional que desee. Finalmente, desactive el equipo decapacitación y desconecte todas las tuberías.


D EP OS ITO

VA LVU LA DEA L IVIO

E N LIN EA

A N TE S D ELA R RA NQ UE

DES PU ES D E5 MINU TO S

PRACTICAS DE TALLER 3.2.2: TEMPERATURA DE UN FLUIDO A PRESION

Objetivo

Medir la temperatura de un fluido a presión.

Material necesario

1. Termómetro2. Equipo de capacitación de hidráulica básica

Procedimiento

1. Monte el circuito hidráulico mostrado en la figura 3.2.2.

2. Gire al máximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea.

3. Introduzca el bulbo del termómetro en el fluido del tanque y espere un minuto.

4. Lea la temperatura y anote el valor en la tabla de la hoja siguiente. (Las respuestas puedenvariar de acuerdo al uso que tuvo el sistema antes de la prueba).

5. Ponga en contacto el bulbo del termómetro con la parte frontal de la válvula de alivio en línea yespere un minuto.

6. Lea la temperatura y anote el valor en la tabla de la hoja siguiente. (Las respuestas puedenvariar de acuerdo con el uso dado al sistema antes de la prueba).

7. Active el equipo de capacitación y ajuste la presión de la válvula de alivio del sistema a 850lb/pulg2.

8. Gire con cuidado al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea.


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2.2

BO MBA

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VA LV UL A D EAL IVIO D EL

SIS TE MAVA LV UL A D EAL IVIO DE

R ES PA LD O

VALVU LA DEA LIV IO EN LIN EA

1 11 1

2

2

Fig. 3.2.2 Circuito

Nombre______________________________________

Nombre _________________________

PRACTICAS DE TALLER 3.2.2: TEMPERATURA DE UN FLUIDO A PRESION(continuación)

9. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando el manómetro alcance una presión de 600 lb/pulg2.

10. Deje que el sistema funcione por 5 minutos con este ajuste.

11. Introduzca de nuevo el bulbo del termómetro en el fluido del tanque y espere un minuto.


13. Ponga en contacto el bulbo del termómetro con la parte frontal de la válvula de alivio en línea y espere un minuto.


A.¿La temperatura en el tanque es la misma en ambos casos?

Sí_______ No _______

B. ¿Por qué?

C. ¿Qué produce el aumento de temperatura en la válvula de alivio en línea?

D. Si la presión de la válvula de alivio en línea se aumenta a más de 600 lb/pulg2,¿qué pasaría con la temperatura del aceite del sistema?

15. Tome cualquier temperatura adicional que desee. Finalmente, desactive el equipo decapacitación y desconecte todas las tuberías.


D EP OS ITO

VA LVU LA DEA L IVIO

E N LIN EA

A N TE S D ELA R RA NQ UE

DES PU ES D E5 MINU TO S

Nombre: _________________________

SISTEMA HIDRAULICO BASICO - FLUIDO HIDRAULICO - EXAMEN

Llene los espacios correspondientes con la respuesta correcta.

1. Las funciones principales de los fluidos hidráulicos son:

Transmitir fuerza

Lubricar

Sellar

Enfriar

2. La medida de la resistencia de un fluido a fluir a una temperatura específica se llamaviscosidad.

3. Todo aceite lubricante se adelgaza cuando la temperatura aumenta y se espesa cuandola temperatura disminuye.

4. La relación del cambio de viscosidad de un fluido con respecto al cambio de temperatura sellama Indice de Viscosidad .

5. Nombre los tres tipos básicos de fluidos resistentes al fuego.

Fluidos a base de glicol

Emulsión agua-aceite

Fluidos sintéticos


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.2.1

Nombre: _________________________

SISTEMA HIDRAULICO BASICO - FLUIDO HIDRAULICO - EXAMEN

Llene los espacios correspondientes con la respuesta correcta.

1. Las funciones principales de los fluidos hidráulicos son:____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

2. La medida de la resistencia de un fluido a fluir a una temperatura específica se llama__________.

3. Todo aceite lubricante se cuando la temperatura aumenta y se cuando latemperatura disminuye.

4. La relación del cambio de viscosidad de un fluido con respecto al cambio de temperatura sellama ______________________.

5. Nombre los tres tipos básicos de fluidos resistentes al fuego.

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________


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.2.1

Lección 3: Motores y Bombas Hidráulicos

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3:M

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Bom

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Hid

rául

icos

Introducción

Los motores y las bombas hidráulicos son similares en su diseñopero difieren en sus características de operación. La mayor parte deesta lección se centra en la nomenclatura y operación de las bombashidráulicas.

Objetivos


1. Describir las diferencias entre bombas regulables y noregulables.

2. Describir las diferencias entre bombas de caudal fijo ybombas de caudal variable.

3. Describir la operación de los diferentes tipos de bombas.

4. Describir las semejanzas y las diferencias entre los motores ylas bombas hidráulicas.

5. Determinar la clasificación de las bombas hidráulicas.








¥ Cilin dros

Fig. 3.3.0

Bomba hidráulica

La bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energíahidráulica. Es un dispositivo que toma energía de una fuente (porejemplo, un motor, un motor eléctrico, etc.) y la convierte a unaforma de energía hidráulica. La bomba toma aceite de un depósito dealmacenamiento (por ejemplo, un tanque) y lo envía como un flujo alsistema hidráulico.

Todas las bombas producen flujo de aceite de igual forma. Se crea unvacío a la entrada de la bomba. La presión atmosférica, más alta,empuja el aceite a través del conducto de entrada a las cámaras deentrada de la bomba. Los engranajes de la bomba llevan el aceite a lacámara de salida de la bomba. El volumen de la cámara disminuye amedida que se acerca a la salida. Esta reducción del tamaño de lacámara empuja el aceite a la salida.

La bomba sólo produce flujo (por ejemplo, galones por minuto, litrospor minuto, centímetros cúbicos por revolución, etc.), que luego esusado por el sistema hidráulico. La bomba NO produce “presión”. Lapresión se produce por acción de la resistencia al flujo. La resistenciapuede producirse a medida que el flujo pasa por las mangueras,orificios, conexiones, cilindros, motores o cualquier elemento delsistema que impida el paso libre del flujo al tanque.

Hay dos tipos de bombas: regulables y no regulables.

Unidad 3 3-3-2 Fundamentos de los Sistemas HidráulicosLesson 3

AC EITE D E E NT RA DAAC EIT E DE SA LIDA

CAJA

E NG RA NA JE DE MA ND O

E NGR AN A JE L OC O

Fig. 3.3.1 Bomba de engranajes

Motor hidráulico

El motor hidráulico convierte la energía hidráulica en energíamecánica. El motor hidráulico usa el flujo de aceite enviado por labomba y lo convierte en un movimiento rotatorio para impulsar otrodispositivo (por ejemplo, mandos finales, diferencial, transmisión,rueda, ventilador, otra bomba, etc.).


ACE ITE DE LA BO M BA AC EITE D EL TA NQ UE

C AJA

E NG RAN A JE DE MA ND O

EN GR AN AJE L OC O

Fig. 3.3.2 Motor de engranajes


Bombas no regulables

Las bombas no regulables tienen mayor espacio libre entre las piezasfijas y en movimiento que el espacio libre existente en las bombasregulables. El mayor espacio libre permite el empuje de más aceiteentre las piezas a medida que la presión de salida (resistencia al flujo)aumenta. Las bombas no regulables son menos eficientes que lasregulables, debido a que el flujo de salida de la bomba disminuyeconsiderablemente a medida que aumenta la presión de salida. Lasbombas no regulables generalmente son del tipo de rodete centrífugoo del tipo de hélice axial. Las bombas no regulables se usan enaplicaciones de presión baja, como bombas de agua para automóvileso bombas de carga para bombas de pistones de sistemas hidráulicosde presión alta.

4

32

1

5

Fig. 3.3.3 Bomba centrífuga

Bomba de rodete centrífuga

La bomba de rodete centrífuga consiste de dos piezas básicas: elrodete (2), montado en un eje de salida (4) y la caja (3). El rodetetiene en la parte posterior un disco sólido con hojas curvadas (1) ,moldeadas en el lado de la entrada.

El aceite entra por el centro de la caja (5), cerca del eje de entrada, yfluye al rodete. Las hojas curvadas del rodete impulsan el aceite haciaafuera contra la caja. La caja está diseñada de tal modo que dirige elaceite al orificio de salida.

Bomba de hélice axial

La bomba tipo hélice axial tiene un diseño como el de un ventiladoreléctrico, montada en un tubo recto, y tiene una hélice de hojas abiertas. Elaceite es impulsado hacia el tubo por la rotación de las hojas en ángulo.

Bombas regulables

Hay tres tipos básicos de bombas regulables: de engranajes, de paletas y depistones. Las bombas regulables tienen un espacio libre mucho máspequeño entre los componentes que las bombas no regulables. Esto reducelas fugas y produce una mayor eficiencia cuando se usan en sistemashidráulicos de presión alta. En una bomba regulable el flujo de salidaprácticamente es el mismo por cada revolución de la bomba. Las bombasregulables se clasifican de acuerdo con el control del flujo de salida y eldiseño de la bomba.

La capacidad nominal de las bombas regulables se expresa de dos formas.

Una forma es por la presión de operación máxima del sistema con la cual labomba se diseña (por ejemplo, 21.000 kPa o 3.000 lb/pulg2). La otra formaes la salida específica suministrada, expresada bien sea en revoluciones o enla relación entre la velocidad y la presión específica. La capacidad nominalde las bombas se expresa ya sea en l/min-rpm-kPa o gal EE.UU./min-rpm-lb/pulg2 (por ejemplo, 380 l/min-2.000 rpm-690 kPa o 100 gal EE.UU./min-2.000 rpm-100 lb/pulg2).

Cuando la salida de la bomba se da en revoluciones, el flujo nominal puedecalcularse fácilmente multiplicando el flujo por la velocidad en rpm (porejemplo, 2.000 rpm) y dividiendo por una constante. Por ejemplo,calculemos el flujo de una bomba que gira a 2.000 rpm y tiene un flujo de11,55 pulg3/rev o 190 cc/rev.

gal EE.UU./min= pulg3/rev x rpm l/min = cc/rev x rpm231 1.000

gal EE.UU./min= 11,55 x 2.000 l/min = 190 x 2.000 231 1.000

gal EE.UU./min= 100 l/min = 380

HEL IC E

ENTR ADA

F LU JO

F LU JO

EN TR ADA

Fig. 3.3.4 Bomba de hélice axial


Eficiencia volumétrica

A medida que la presión aumenta, los espacios libres muy estrechosentre las piezas de la bomba regulable hacen que el flujo de salida nosea igual al flujo de entrada. Parte del aceite se ve obligado adevolverse a través de los espacios libres entre la cámara de presiónalta y la cámara de presión baja. El flujo de salida resultante,comparado con el flujo de entrada, se llama “eficiencia volumétrica”(el flujo de entrada se define generalmente como “flujo de salida a100 lb/pulg2”). La “eficiencia volumétrica” cambia con lasvariaciones de presión y siempre se debe especificar la presión dada.Cuando una bomba se clasifica como de 100 gal EE.UU./min-2.000rpm-100 lb/pulg2 , operando contra 1.000 lb/pulg2, el flujo de salidapuede caer a 97 gal EE.UU./min. Esta bomba tendría una “eficienciavolumétrica” de 97% (97/100) a 1.000 lb/pulg2.

Eficiencia volumétrica a 1.000 lb/pulg2 = Flujo de salida Flujo de entrada

Eficiencia volumétrica a 1.000 lb/pulg2 = 97 100

Eficiencia volumétrica a 1.000 lb/pulg2 = 0,97 ó 97% de eficienciavolumétrica a 1.000 lb/pulg2.

Cuando la presión aumenta a 2.000 lb/pulg2, el flujo de salida puedecaer a 95 gal EE.UU./min. Entonces, la “eficiencia volumétrica” seríade 0,95 ó 95% a 2.000 lb/pulg2. Cuando se calcula la “eficienciavolumétrica”, las rpm deben permanecer constantes.


A DM IS IO N

ES C AP E

CAUDAL F IJ O

AD M ISIO N

ES C AP E

CAUDA L VAR IAB LE

PAL AN C A DECO NT RO L

P L AN C HARE T EN ED O R A

P LA NC H ABA SC UL A NT E PL A NC HA

BA SC UL A NT E

PAT IN PIST O N

CO NJU NTODE L C AÑ O N

EJE D EM A ND O

Fig. 3.3.5 Bombas de pistones


El caudal fijo frente al caudal variable

El flujo de salida de una bomba de caudal fijo cambia sólo si secambia la velocidad de la rotación de la bomba. Si la bomba gira másrápido, aumenta el flujo; si gira más lenta, disminuye el flujo. Labomba de engranajes es un ejemplo de una bomba de caudal fijo.

Las bombas de paletas y de pistones pueden ser de caudal fijo o decaudal variable. El flujo de salida de una bomba de caudal variablepuede aumentar o disminuir independientemente de la velocidad derotación. El flujo de salida de una bomba de caudal variable puedecontrolarse manualmente, automáticamente o por combinación deambas.


11109

531

6

2 4

7

8


Bomba de engranajes

La bomba de engranajes consta de un retenedor de sellos (1), sellos(2), protector de sellos (3), planchas de separación (4), espaciadores(5), engranaje de mando (6), engranaje loco (7), caja (8), brida demontaje (9), sello de la brida (10) y planchas de compensación depresión (11) de ambos lados de los engranajes. Los engranajes estánmontados en la caja y en las bridas de montaje a los lados de losengranajes para sostener el eje de engranajes durante la rotación.

Las bombas de engranajes son bombas regulables. Suministran lamisma cantidad de aceite por cada revolución del eje de entrada. Lasalida de la bomba se controla cambiando la velocidad de rotación.La máxima presión de operación en las bombas de engranajes selimita a 4.000 lb/pulg2. Este límite de presión se debe al desequilibriohidráulico propio del diseño de la bomba de engranajes. Eldesequilibrio hidráulico produce una carga lateral en los ejes, que escompensada por los cojinetes y por los dientes de engranaje encontacto con la caja. La bomba de engranajes mantiene una“eficiencia volumétrica” mayor de 90% cuando se mantiene lapresión dentro de las gamas de presión de operación especificadas.

Flujo de la bomba de engranajes

El flujo de salida de la bomba de engranajes está determinado por laprofundidad de los dientes y el ancho del engranaje. La mayoría delos fabricantes de bombas de engranajes estandarizan unaprofundidad de diente y un perfil que depende de la distancia a lalínea central (1,6”, 2,0”, 2,5”, 3,0”, etc.) entre los ejes de engranajes.Con perfiles y profundidades de dientes estándar, las diferencias deflujo entre cada clasificación de línea central de la bomba lasdetermina totalmente el ancho del diente.

A medida que la bomba gira, el aceite es llevado entre los dientes delos engranajes y la caja del lado de entrada al lado de salida de labomba. La dirección del giro del eje del engranaje de mando ladetermina la ubicación de los orificios de entrada y de salida. Ladirección del giro del engranaje de mando siempre será la que lleve elaceite alrededor de la parte externa de los engranajes del orificio deentrada al orificio de salida. Esto sucede tanto en los motores deengranajes como en las bombas de engranajes. En la mayoría de lasbombas de engranajes el diámetro del orificio de entrada es mayorque el diámetro del orificio de salida. En las bombas y en los motoresbidireccionales el orificio de entrada y el orificio de salida tienen elmismo diámetro.


ACE ITE D E E NT RADAAC EIT E DE SA LIDA

CA JA

EN G RAN AJE D E MA ND O

E NG RA NA JE L OC O

Fig. 3.3.7 Flujo de la bomba de engranajes


ACE ITE DE EN TR ADAAC EIT E DE SA LIDA

C AJA

E NG RA NA JE DE MA ND O

E NG RA NA JE LO CO

F UE RZ A

D IE NTE S D E EN GRA NA JEEN C ON EX ION

Fig. 3.3.8 Fuerzas en la bomba de engranajes

Fuerzas en la bomba de engranajes

En una bomba de engranajes el flujo de salida se produce al empujarel aceite fuera de los dientes de engranajes a medida que se engrananen el lado de salida. La resistencia al flujo de aceite crea una presiónde salida. El desequilibrio de la bomba de engranajes se debe a que lapresión en el orificio de salida es mayor que la presión en el orificiode entrada. El aceite de presión más alta empuja los engranajes haciael orificio de salida de la caja. Los engranajes del eje sostienen casitoda la carga de presión lateral para prevenir un desgaste excesivoentre las puntas de los dientes y la caja. En las bombas de presiónmás alta, los ejes de engranaje están ligeramente biselados en el ladodel extremo externo de los cojinetes del engranaje. Esto permite uncontacto pleno entre el eje y los cojinetes cuando el eje se doblalevemente por la presión de desequilibrio.

El aceite presurizado también es enviado entre el área sellada de lasplanchas de compensación de presión, la caja y la brida de montaje alsello del extremo del diente del engranaje. El tamaño del área selladaentre las planchas de compensación de presión y la caja limita lacantidad de fuerza que empuja las planchas contra los extremos de losengranajes.

Bombas de engranajes con cavidades

Las bombas de engranajes con la caja rectificada y cavidades para losengranajes tienen un radio de las paredes de la cavidad a la parte inferior delas cavidades. La plancha de separación o la plancha de compensación depresión del diseño más reciente usada en la cavidad debe tener rebordesexternos curvados o biselados para que ajusten completamente contra laparte inferior de la cavidad. Si se usa una plancha de separación de bordesafilados, un retenedor de sellos de borde afilado o una plancha decompensación de presión de borde afilado en una cavidad de la caja, forzarálas planchas de compensación de presión contra los extremos de losengranajes y se producirá una avería.

En este punto realice la práctica de taller 3.3.1


CAV IDAD

P LAN C HAS DE CO M PE NSAC IO ND E PRE SION C AB EZ A

BO RD E A FIL AD OBO RD E BIS EL ADO

Fig. 3.3.10 Bombas de engranajes con cavidades

1

2

Fig. 3.3.9 Planchas de compensación de presión

Planchas de compensación de presión

En las bombas de engranajes se usan dos diseños diferentes deplanchas de compensación de presión. El diseño anterior (1) tiene unreverso plano. Este diseño usa una plancha de separación, unaprotección para el sello, un sello en forma de “tres” y un retenedor desello. El diseño más reciente (2) tiene una ranura en forma de “tres”,incrustada en el respaldo y de mayor grosor que el diseño anterior.En el diseño más reciente de planchas de compensación de presión seusan dos tipos diferentes de sellos.


5 7

8

46

321

10

11

12 13

9

9

Fig. 3.3.11 Bomba de paletas

Las bombas de paletas de caudal fijo y de caudal variable usan lamisma nomenclatura de piezas. Cada bomba consta de: caja (1),cartucho (2), plancha de montaje (3), sellos de la plancha de montaje(4), sellos del cartucho (5), anillos de protección del cartucho (6),anillo de resorte (7) y cojinete y eje de entrada (8). Los cartuchosconstan de una plancha de soporte (9), anillo (10), planchas flexibles(11), rotor ranurado (12) y paletas (13).

El eje de entrada gira el rotor ranurado. Las paletas se mueven haciaadentro y hacia afuera de las ranuras en el rotor y sellan las puntasexternas contra el anillo excéntrico. La parte interna del anillo dedesplazamiento de la bomba de caudal fijo es de forma elíptica. Laparte interna del anillo de desplazamiento de la bomba de caudalvariable es de forma redondeada. Las planchas flexibles sellan loslados del rotor y los extremos de las paletas. En algunos diseños debomba para presión baja, las planchas de soporte y la caja sellan loslados del rotor y los extremos de las paletas. Las planchas de soportese usan para dirigir el aceite a los conductos apropiados de la caja. Lacaja, además de sostener las otras piezas de la bomba de paletas,dirige el aceite fuera y dentro de la bomba de paletas.

Bombas de paletas

Las bombas de paletas son bombas regulables. La salida de la bombapuede ser de caudal fijo o de caudal variable.


1

Fig. 3.3.12 Presurización de las paletas

PaletasLas paletas inicialmente se mantienen contra el anillo excéntrico debidoa la fuerza centrífuga producida por la rotación del rotor. A medida queel flujo aumenta, la presión resultante, que se produce debido a laresistencia a ese flujo, dirige el flujo a los conductos del rotor entre laspaletas (1). Este aceite presurizado bajo las paletas mantiene las puntasde las paletas presionadas contra el anillo excéntrico, formando un sello.Las paletas se biselan (flecha) para evitar que se presionen en excesocontra el anillo excéntrico y permitir así una presión compensadora através del extremo exterior.

P re s ió n

PL AN CHAS F L EXIB LES PRESU RIZA DAS

Pr es ió n

Fig. 3.3.13 Planchas flexibles presurizadas

Planchas flexiblesEl mismo aceite presurizado es también enviado entre las planchasflexibles y las planchas de soporte para sellar los lados del rotor y elextremo de las paletas. El tamaño del área del sello entre la planchaflexible y las planchas de soporte controla la fuerza que empuja lasplanchas flexibles contra los lados del rotor y el extremo de las paletas.Los sellos en forma de riñón deben instalarse en las planchas de soporte,con el lado del sello anular redondeado dentro de la cavidad y el lado deplástico plano contra la plancha flexible.

O R IFIC IOD E E NT RA DA

R OTO R

OR IFICIOD E S AL IDA

PALE TAS

Fig. 3.3.14 Operación de la bomba de paletas

1 2

Fig. 3.3.15 Bomba de paletas compensada

Bomba de paletas compensada

La bomba de paletas compensada tiene un anillo excéntrico de formaelíptica. Esta forma elíptica permite que la distancia entre el rotor y el anilloexcéntrico aumente y disminuya dos veces por cada revolución. Las dosentradas (1) y las dos salidas (2) opuestas compensan las fuerzas contra elrotor. Este diseño no requiere grandes cajas y cojinetes para mantener laspiezas en movimiento. La presión máxima de operación de las bombas depaletas es de 4.000 lb/pulg2. Las bombas de paletas usadas en sistemashidráulicos de equipos móviles tienen una presión máxima de operación de3.300 lb/pulg2 o menos.

Operación de la bomba de paletas

Cuando el rotor gira por la parte interna del anillo excéntrico, las paletas sedeslizan dentro y fuera de las ranuras del rotor para mantener el sello contrael anillo. A medida que las paletas se mueven fuera del rotor ranurado,cambia el volumen entre las paletas. Un aumento de la distancia entre elanillo y el rotor produce un aumento en el volumen. El aumento en elvolumen produce un ligero vacío que permite que el aceite de entrada seaempujado al espacio entre las paletas por acción de la presión atmosférica ola del tanque. A medida que el rotor continúa funcionando, una disminuciónen la distancia entre el anillo y el rotor produce una disminución delvolumen. El aceite es empujado fuera de ese segmento del rotor al conductode salida de la bomba.


OR IF IC IODE SALIDA

ROTO R

OR IF IC IODE ENT RA DA

PAL ETA S

AN IL LO

Fig. 3.3.16 Bomba de paletas de caudal variable


Bomba de paletas de caudal variable

Las bombas de paletas de caudal variable se controlan desplazandoun anillo redondeado atrás y adelante, en relación con la línea centraldel rotor. Muy rara vez, si acaso nunca, se usan bombas de paletas decaudal variable en aplicaciones de sistemas hidráulicos de equiposmóviles.

NOTA DEL INSTRUCTOR: En este punto realice la práctica detaller 3.3.2

5 6

7

1 2

3

4

Fig. 3.3.17 Piezas comunes

Bombas de pistones

La mayoría de bombas y motores de pistones tienen piezas comunesy usan la misma nomenclatura. Las piezas de la bomba de la figura3.3.17 son: cabeza (1), caja (2), eje (3), pistones (4), plancha delorificio (5), tambor (6) y plancha basculante (7).

Hay dos diseños de bombas de pistones: la bomba de pistones axialesy la bomba de pistones radiales. Los dos diseños de bombas sonregulables y altamente eficientes. Sin embargo, la salida puede ser decaudal fijo o de caudal variable.


NOTA AL INSTRUCTOR: Use la bomba de pistones dedemostración para indicar cómo entra el aceite y se descarga delconjunto del tambor.

A DM IS IO N

ES C AP E

CAUDAL F IJ O

AD M ISIO N

ES C AP E

CAUDA L VAR IAB LE

PAL A NC A DE C O N T RO L

P L AN C HARE T EN ED O R A

P LA NC H ABA SC UL A NT E PL A NC HA

BA SC UL A NT E

PAT IN PIST O N

C O N JUN TOD E C AÑ O N

EJE D EM A ND O

Bombas y motores de pistones axiales

Las bombas y motores de pistones axiales de caudal fijo se construyenen una caja recta o en una caja angular. La operación básica de lasbombas y motores de pistones es la misma.

Bombas y motores de pistones axiales de caja recta

La figura 3.3.18 muestra la bomba de pistones axiales regulable decaudal fijo y la bomba de pistones axiales regulable de caudal variable.En casi todas las publicaciones se da por hecho que estas bombas sonregulables y se refieren a ellas sólo como bombas de caudal fijo ybombas de caudal variable.

En las bombas de pistones axiales de caudal fijo, los pistones se muevenhacia adelante y hacia atrás en una línea casi paralela a la línea centraldel eje.

En la bomba de pistones de caja recta, mostrada en la ilustración a laizquierda de la figura 3.3.18, los pistones se mantienen contra unaplancha basculante fija, en forma de cuña. El ángulo de la planchabasculante controla la distancia que el pistón se mueve dentro y fuera delas cámaras del tambor. Entre mayor el ángulo de la plancha basculanteen forma de cuña, mayor será la distancia del movimiento del pistón ymayor la salida de la bomba por cada revolución.

En la bomba o motor de pistones axiales de caudal variable, ya sea deplancha basculante o de tambor y plancha del orificio, el pistón puedepivotar atrás y adelante para cambiar su ángulo al del eje. El cambio delángulo hace que el flujo de salida varíe entre los ajustes máximos ymínimos, aunque la velocidad del eje se mantiene constante.

En estas bombas, cuando un pistón se mueve hacia atrás, el aceite fluyehacia la entrada y desplaza el pistón. A medida que la bomba gira, elpistón se mueve hacia delante, el aceite es empujado hacia fuera a travésdel escape de salida y de allí pasa al sistema.

Casi todas las bombas de pistones usadas en equipos móviles sonbombas de pistones axiales.

Fig. 3.3.18 Piezas comunes


Bomba de pistones axiales con caja angular

En la bomba de pistones de caja angular mostrada en la figura 3.3.19,los pistones están conectados al eje de entrada por eslabones depistón o extremos de pistón esféricos que se ajustan dentro de lasranuras de una plancha. La plancha es una parte integral del eje. Elángulo entre la caja y la línea central del eje controla la distanciaentre los pistones que entran y salen de las cámaras del tambor. Tantomás grande es el ángulo de la caja , mayor es la salida de la bombapor cada revolución.

El flujo de salida de una bomba de pistones de caudal fijo puedemodificarse únicamente cambiando la velocidad del eje de salida.

Motores de pistones de caja recta y angular

En el motor de pistones de caudal fijo de caja recta, el ángulo de laplancha basculante en forma de cuña determina la velocidad del ejede salida del motor.

En el motor de pistones de caudal fijo de caja angular, el ángulo de lacaja a la línea central del eje determina la velocidad del eje de salidadel motor.

En ambos motores, la velocidad del eje de salida puede modificarseúnicamente cambiando el flujo de entrada al motor.

Fig. 3.3.19 Motor de pistones axiales con caja angular

VA LV UL A D E D ES CAR G A(EN LA CA BE ZA )

C AJA

EJE

PL AN CH A R ET EN ED ORA E SL AB ON

PIS TON

CA B EZA

CA ÑO N

PL ANC HA D E O RIF ICIO


Bomba de pistones radiales

En la bomba de pistones radiales de la figura 3.3.20, los pistones semueven mueven hacia dentro y hacia fuera en una línea a 90 gradosde la línea central del eje.

Cuando el seguidor de leva se desliza hacia abajo por el anilloexcéntrico, los pistones se mueven hacia atrás. La presión atmosféricao una bomba de carga empuja el aceite a través del orificio de entraday desplaza el pistón. Cuando el seguidor de leva se desliza haciaarriba por el anillo excéntrico, el pistón se mueve hacia dentro. Elaceite es expulsado fuera del cilindro a través del orificio de salida.

ANILLO EX CENTRICO

S EG UIDO R DE LEVA

PIS TO N

VALV ULA

Fig. 3.3.20 Bomba de pistones radiales

Algunas bombas pequeñas de pistones están diseñadas para presionesde 10.000 lb/pulg2 o más. Las bombas de pistones usadas en equiposmóviles están diseñadas para una presión máxima de 7.000 lb/pulg2 omenos.

C AJA

SA LIDA

C ORO N A

E ST RUC TU RAS EM ILU NA R

EN GRA N AJEDE MA ND O

E NT RA DA

Fig. 3.3.21

Bomba de engranajes internos

La bomba de engranajes internos (figura 3.3.21) tiene un pequeñoengranaje de mando (engranaje de piñón) que impulsa una coronamás grande (engranaje exterior). El paso de la corona es ligeramentemás grande que el engranaje de mando. Debajo del piñón, entre elengranaje de mando y la corona, se encuentra una estructurasemilunar fija. Los orificios de entrada y de salida están ubicados acada lado de la estructura semilunar fija.

Cuando la bomba gira, los dientes del engranaje de mando y de lacorona se desengranan en el orificio de entrada de la bomba. Elespacio entre los dientes aumenta y se llena con el aceite de entrada.El aceite es llevado entre los dientes del piñón y la medialuna, y entrelos dientes de la corona y la medialuna, al orificio de salida. Cuandolos engranajes pasan por el orificio de salida, el espacio entre losdientes disminuye y los dientes engranan. Esta acción expulsa elaceite de los dientes hacia el orificio de salida.

La bomba de engranajes internos se usa como una bomba de carga enalgunas bombas grandes de pistones.


E NG RANAJEEX TER IO R

EN GR ANAJEINTERIO R

Fig. 3.3.22

Bomba de curva conjugada

La bomba de curva conjugada (figura 3.3.22) también se conoce conel nombre de bomba GEROTORTM. Los engranajes interiores yexteriores giran dentro de la caja de la bomba. El bombeo se hacegracias al modo en que los lóbulos de los engranajes interior yexterior se engranan durante la rotación. A medida que los engranajesinteriores y exteriores giran, el engranaje interior gira por dentro delengranaje exterior. Los orificios de entrada y de salida estánlocalizados en las tapas extremas de la caja. El fluido que llega por elorificio de entrada es llevado alrededor hasta el orificio de salida yexpulsado cuando los lóbulos engranan.

Las bombas de curva conjugada modificada se usan en algunasUnidades de Dosificación Manual (HMU) de los sistemas dedirección, y en estos casos el engranaje exterior es fijo y sólo gira elengranaje interno.


BO M BA DE CAUDAL FIJODE UNA DIRECC ION

BOM BA DE C AUDAL VA RIABL EDE UNA DIRECCIO N

BOM BA DE CAUDA L VARIABL ED E DO S DIR ECCIONES

BOM BA DE C AUDAL FIJODE D OS DIRECCION ES

Fig. 3.3.23 Símbolos ISO de la bomba

M OTOR D E CAU DAL F IJ ODE U NA DIR ECCION

M OTOR DE CAUDA L VARIABL EDE U NA DIRECCION

M OTO R DE CAU DAL VA RIA BL EDE DO S D IREC CIO NES

M OTO R DE CAU DAL F IJODE DOS DIRECCIO NES

Fig. 3.3.24 Símbolos ISO del motor

Símbolos ISO del motor

Los símbolos ISO del motor se distinguen por un triángulo de colornegro dentro de un círculo. La punta del triángulo está señalando elcentro del círculo. Una flecha que atraviesa el círculo indica completael símbolo ISO del motor de caudal variable.

NOTA AL INSTRUCTOR: En este punto, realice la práctica detaller 3.3.3

Símbolos ISO de la bomba

Los símbolos ISO de la bomba se distinguen por un triángulo decolor negro dentro de un círculo. La punta del triángulo toca el bordeinterno del círculo. Una flecha que atraviesa el círculo completa elsímbolo ISO de la bomba de caudal variable.


PRACTICA DE TALLER 3.3.1: MONTAJE DE LA BOMBA DE ENGRANAJES

Objetivo

Desarmar y armar tres tipos de bombas de engranajes, identificar sus componentes y explicar sufunción.

Material necesario

1. “Diagnóstico de averías de la bomba de engranajes Tyrone” (FEG45137).

2. Bomba de engranajes (Serie 20) con diseño de sellos y plancha de separación.

3. Bomba de engranajes (Serie 16) con diseño de cojinetes de aluminio/bronce.

4. Bomba de engranajes (FL7) con planchas de compensación de presión.

5. Dos juegos de planchas de compensación de presión con diferentes sellos.

Procedimiento

1. Desarme las bombas e identifique cada componente. Arme la bomba. Use como guía la publicación“Diagnóstico de averías de la bomba de engranajes Tyrone” (FEG45137) (pág. 5).

2. Usando como guía las gráficas de las hojas 2, 3 y 4 de esta práctica de taller y los juegos deplanchas de compensación de presión con diferentes sellos, demuestre al instructor el armadocorrecto de los sellos.


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

3.1

Fig. 3.3.25 Bomba de Engranajes

PRACTICA DE TALLER 3.3.1: MONTAJE DE LA BOMBA DE ENGRANAJES

Objetivo

Desarmar y armar tres tipos de bombas de engranajes, identificar sus componentes y explicar sufunción.

Material necesario

1. “Diagnóstico de averías de la bomba de engranajes Tyrone” (FEG45137).

2. Bomba de engranajes (Serie 20) con diseño de sellos y plancha de separación.

3. Bomba de engranajes (Serie 16) con diseño de cojinetes de aluminio/bronce.

4. Bomba de engranajes (FL7) con planchas de compensación de presión.

5. Dos juegos de planchas de compensación de presión con diferentes sellos.

Procedimiento

1. Desarme las bombas e identifique cada componente. Arme la bomba. Use como guía la publicación“Diagnóstico de averías de la bomba de engranajes Tyrone” (FEG45137) (pág. 5).

2. Usando como guía las gráficas de las hojas 2, 3 y 4 de esta práctica de taller y los juegos deplanchas de compensación de presión con diferentes sellos, demuestre al instructor el armadocorrecto de los sellos.


Cop

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stud

iant

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de T

alle

r 3.

3.1


Unidad 3

- 2 -F

undamentos de los S

istemas H

idráulicosC

opia del Instructor: Práctica de Taller 3.3.1

Hoja 1

1 2 3 4

4321

Sistema de Sello AnteriorUsado en la Serie 20

(1) Retenedor de sello, (2) Sello, (3) Protector de sello (4) Plancha de separación

Unidad 3

- 2 -F

undamentos de los S

istemas H

idráulicosC

opia del Estudiante: P

ráctica de Taller 3.3.1H

oja 1

1 2 3 4

4321

Sistema de Sello AnteriorUsado en la Serie 20

(1) Retenedor de sello, (2) Sello, (3) Protector de sello, (4) Plancha de separación

5 6

5 6

Unidad 3

- 3 -F

undamentos de los S

istemas H

idráulicosC

opia del Instructor: Práctica de Taller 3.3.1

Hoja 2

Primeros sellos de la plancha de presión posterior ranurados más gruesos Usado en FP8

(5) Sello, (6) Protector de sello

5 6

5 6

Unidad 3

- 3 -F

undamentos de los S

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idráulicosC

opia del Estudiante: P

ráctica de Taller 3.3.1H

oja 2Primeros sellos de la plancha de presión posterior ranurados más gruesos

Usado en FP8

(5) Sello, (6) Protector de sello

7

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Sel

los

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pres

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r ra

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Usa

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en F

L7

Unidad 3 -4 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Práctica de Taller 3.3.1 Hoja 3

(7)

Sel

lo

7

7

Sel

los

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rec

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dos

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Unidad 3 -4 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Práctica de Taller 3.3.1 Hoja 3

(7)

Sel

lo

PRACTICA DE TALLER 3.3.2: MONTAJE DE LA BOMBA DE PALETAS

Objetivo

Desarmar y armar las tres bombas de paletas, identificar sus componentes y explicar su función.

Material necesario

1. "Diagnóstico de averías de la bomba hidráulica” (SEBD0501).

2. "Guía de recuperación y reutilización de piezas" (SEBF8080).

3. "Guía de identificación de la bomba de paletas hidráulica" (SEHS9353).

4. Bomba de paletas sin planchas flexibles.

5. Bomba de paletas (VQ) con planchas flexibles.

6. Bomba de paletas (Serie 30) con paletas reemplazables y planchas flexibles.

Procedimiento

1. Desarme y arme cada bomba y cartucho y explique los tres tipos de bombas al instructor. Use comoguía las publicaciones "Diagnóstico de averías de la bomba hidráulica" (SEBD0501), páginas 4 y 5,y la "Guía de recuperación y reutilización de piezas" (SEBF8080), página 5.

2. Examine el rotor, las planchas flexibles y los sellos de la bomba VQ o de la Serie 30 y explique alinstructor cómo las paletas y las planchas flexibles cargan la presión. Use como guía la publicación"Guía de recuperación y reutilización de piezas" (SEBF8080), página 5.

3. Examine los anillos para la velocidad de flujo y demuestre al instructor cómo colocar el flujo en galEE.UU./min cuando la velocidad es de 1.200 rpm. Use como guía las publicaciones "Diagnósticode averías de la bomba hidráulica" (SEBD0501), página 7 y la "Guía de identificación de la bombade paletas hidráulica" (SEHS9353), página 4.


Cop

ia d

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3.2


PRACTICA DE TALLER 3.3.2: MONTAJE DE LA BOMBA DE PALETAS

Objetivo

Desarmar y armar las tres diferentes bombas de paletas, identificar sus componentes y explicar sufunción.

Material Necesario

1. "Diagnóstico de averías de la bomba hidráulica” (SEBD0501).

2. "Guía de recuperación y reutilización de piezas" (SEBF8080).

3. "Guía de identificación de la bomba de paletas hidráulica" (SEHS9353).

4. Bomba de paletas sin planchas flexibles.

5. Bomba de paletas (VQ) con planchas flexibles.

6. Bomba de paletas (Serie 30) con paletas reemplazables y planchas flexibles.

Procedimiento

1. Desarme y arme cada bomba y cartucho y explique los tres tipos de bombas al instructor. Use comoguía las publicaciones "Diagnóstico de averías de la bomba hidráulica" (SEBD0501), páginas 4 y 5,y la "Guía de recuperación y reutilización de piezas" (SEBF8080), página 5.

2. Examine el rotor, las planchas flexibles y los sellos de la bomba VQ o de la Serie 30 y explique alinstructor cómo las paletas y las planchas flexibles cargan la presión. Use como guía la publicación"Guía de recuperación y reutilización de piezas" (SEBF8080), página 5.

3. Examine los anillos para la velocidad de flujo y demuestre al instructor cómo colocar el flujo en galEE.UU./min cuando la velocidad es de 1.200 rpm. Use como guía las publicaciones "Diagnósticode averías de la bomba hidráulica" (SEBD0501), página 7 y la "Guía de identificación de la bombade paletas hidráulica" (SEHS9353), página 4.


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3.2


PRACTICA DE TALLER 3.3.3: MONTAJE DE UNA BOMBA DE PISTONES

Objetivo

Desarmar y armar algunos tipos de bombas de pistones, identificar los componentes y el diseño de lasbombas.

Material necesario

1. "Procedimiento de armado de la bomba de pistones" -- (SENR5207).

2. "Procedimientos de armado del motor rotatorio y de cadena" -- (SENR4939).

3. "Procedimiento de armado del motor para el Cargador de Cadenas 973" -- (SENR4940).

4. "Guía de recuperación y reutilización de piezas" - (SEBF8133).

5. "Guía de reutilización de piezas" - (SEBF8136).

6. "Análisis de averías de la bomba y motor de pistones axiales" - (SEBD0641).


8. Bomba Vickers PVE.

9. Bomba Vickers PVH.

10. Bomba o motor de pistones de ángulo fijo.

11. Bomba de pistones de centro abierto (Rexroth o Linde).

12. Equipo de demostración de la bomba de pistones.


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3.3

Fig. 3.3.27 Componentes de la bomba de pistones

Procedimiento

1. Use la siguiente lista y encuentre la referencia apropiada de la bomba que está siendo usada.Desarme cada bomba de pistón e identifique sus componentes. Explique al instructor las diferenciasen el diseño. Arme las bombas al terminar.

Referencias: "Procedimiento de armado de la bomba de pistones" - (SENR5207)"Procedimientos de armado del motor rotatorio y de cadena" - (SENR4939)."Procedimiento de armado del motor del Cargador de cadenas 973" (SENR4940)."Guía de recuperación y reutilización de piezas" - (SEBF8133)."Guía de reutilización de piezas" - (SEBF8136)."Análisis de averías de la bomba y motor de pistones axiales" - (SEBD0641)."Guía de recuperación y reutilización de piezas" - (SEBF8253).

Unidad 3 - 2 -- Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Práctica de Taller 3.3.3

PRACTICA DE TALLER 3.3.3: MONTAJE DE UNA BOMBA DE PISTONES

Objetivo

Desarmar y armar algunos tipos de bombas de pistones, identificar los componentes y el diseño de lasbombas.

Material necesario

1. "Procedimiento de armado de la bomba de pistones" -- (SENR5207).

2. "Procedimientos de armado del motor rotatorio y de cadena" -- (SENR4939).

3. "Procedimiento de armado del motor del Cargador de Cadenas 973" -- (SENR4940).


5. "Guía de reutilización de piezas" - (SEBF8136).

6. "Análisis de averías de la bomba y motor de pistones axiales" - (SEBD0641).


8. Bomba Vickers PVE.

9. Bomba Vickers PVH.

10. Bomba o motor de pistones de ángulo fijo.

11. Bomba de pistones de centro abierto (Rexroth o Linde).

12. Equipo de demostración de bomba de pistones.

Unidad 3 - 1 -- Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Práctica de Taller 3.3.3

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3.3

Fig. 3.3.27 Componentes de la bomba de pistones

Procedimiento

1. Use la siguiente lista para encontrar la referencia apropiada de la bomba que está siendo usada.Desarme cada bomba de pistón e identifique sus componentes. Explique al instructor las diferenciasen el diseño. Arme las bombas al terminar.

Referencias: "Procedimiento de armado de la bomba de pistones" - (SENR5207)."Procedimientos de armado del motor rotatorio y de cadena" - (SENR4939)."Procedimiento de armado del motor del Cargador de Cadenas 973" (SENR4940)."Guía de recuperación y reutilización de piezas" - (SEBF8133)."Guía de reutilización de piezas" - (SEBF8136)."Análisis de averías de la bomba y motor de pistones axiales" - (SEBD0641)."Guía de recuperación y reutilización de piezas" - (SEBF8253).

Unidad 3 - 2 -- Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Práctica de Taller 3.3.3

MOTORES Y BOMBAS HIDRAULICOS - EXAMEN

NOMBRE_____________________________________

1. ¿Qué bomba es menos eficiente?

A. La bomba regulableB. La bomba no regulable

2. ¿Por qué esta clase de bomba es la menos eficiente?

Las bombas no regulables tienen más espacio libre entre las piezas móviles y fijas.

3. Escriba los tres tipos de bombas regulables

de engranajes de paletas de pistones

4. ¿Por qué la presión de operación máxima del sistema de una bomba de engranajes está limitada a4.000 lb/pulg2?

La bomba no está compensada con la presión lateral que empuja los engranajes.

5. El modo como se mueve el aceite de la entrada a la salida de una bomba de engranajes es:

A. Por el centro de la bomba.B. Alrededor de la parte externa de los engranajes.C. Alrededor de la parte externa del engranaje de mando y a través del centro del engranaje loco.D. Alrededor de la parte externa del engranaje loco y a través del centro del engranaje de mando.

6. Calcule el flujo de salida de una bomba clasificada a 380 cc/rev que gira a 2.000 rpm.

l/min = cc/rev x rpm

l/min = 380 x 2.0001.000

l/min = 760

Unidad 3 - 1 -- Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Examen 3.3.1

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.3.1

MOTORES Y BOMBAS HIDRAULICOS - EXAMEN (continuación)

7. Determine el sentido de rotación de un eje de entrada de una bomba de engranajes, con elengranaje de mando en la parte superior y la entrada al lado izquierdo.

A la derecha.

8. ¿Qué fuerza mantiene las paletas de una bomba de paletas contra el anillo excéntrico antes deproducir presión?

La acción de la fuerza centrífuga.

9. ¿Por qué los cojinetes del eje de una bomba de paletas compensada son más pequeños que loscojinetes de una bomba de engranajes?

La bomba de paletas está compensada con dos salidas opuestas y dos entradas opuestas.

10. ¿Qué componente sella el lado del rotor y el extremo de las paletas en una bomba de paletas?

A. Anillo excéntricoB. EjeC. Planchas flexiblesD. Cojinetes

11. ¿Qué diseño de bomba de pistones tiene pistones que se mueven atrás y adelante a 90° del eje?

Bomba de pistones radiales.

12. ¿En que tipo de bomba puede cambiarse el flujo de salida únicamente si se cambia la velocidad derotación?

A. Bomba de caudal fijoB. Bomba de caudal variableC. Bomba no regulableD. Bomba de pistones

13. ¿En qué tipo de bomba puede cambiarse el flujo de salida manteniendo la misma velocidad derotación?

A. Bomba no regulableB. Bomba de caudal variableC. Bomba de engranajesD. Bomba de caudal fijo

14. El aceite fluye a la entrada de la bomba debido a:

A. La presión atmosféricaB. La presión del tanqueC. La bomba de cargaD. Cualquiera de las anteriores




15. Identifique en la figura las piezasde la bomba 1 y coloque elnúmero en el espaciocorrespondiente.

11 A. Planchas compensadoras de presión

6 B. Engranaje de mando

7 C. Engranaje loco

8 D. Caja

9 E. Brida de montaje

4 F. Plancha de separación

2 G. Sello de plancha de presión

3 H. Protección del sello de la plancha de presión

1 I. Retenedor de sello

11109

531

6

2 4

7

8

Fig. 3.3.28 Bomba 1


5 7

8

46

321

10

11

12 13

9

9

Fig. 3.3.29 Bomba 2

16. Identifique en la figura las piezas de labomba 2 y coloque el número en el espaciocorrespondiente.

8 A. Eje

13 B. Paleta

12 C. Rotor

10 D. Anillo excéntrico

11 E. Plancha de flexión

9 F. Plancha de soporte

2 G. Cartucho

1 H. Caja

3 I. Brida de montaje

MOTORES Y BOMBAS HIDRAULICOSS - EXAMEN (continuación)


1

2 5 6

7

9

8

4

3

Fig. 3.3.30 Bomba 3


9 A. Eje

8 B. Caja

2 C. Cabeza

3 D. Pistones de mando

4 E. Tambor

7 F. Pistón

6 G. Plancha basculante

1 H. Válvula compensadora

5 I. Plancha de retracción

MOTORES Y BOMBAS HIDRAULICOS - EXAMEN

NOMBRE_____________________________________

1. ¿Qué bomba es menos eficiente?

A. Bomba regulableB. Bomba no regulable

2. ¿Por qué esta clasificación de bomba es la menos eficiente?

________________________________________________________________________

3. Escriba los tres tipos de bombas regulables.

4. ¿Por qué la presión de operación máxima del sistema de una bomba de engranajes está limitada a4.000 lb/pulg2?

________________________________________________________________________

5. El modo que el aceite en una bomba de engranajes se mueve de la entrada a la salida es:

A Por el centro de la bomba.B. Alrededor de la parte externa de los engranajes.C. Alrededor de la parte externa del engranaje de mando y a través del centro del engranaje loco.D. Alrededor de la parte externa del engranaje loco y a través del centro del engranaje de mando.

6. Calcule el flujo de salida de una bomba clasificada a 380 cc/rev que gira a 2.000 rpm.

Unidad 3 - 1 -- Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Examen 3.3.1

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.3.1


7. Determinar el sentido de rotación de un eje de entrada de una bomba de engranajes, con elengranaje de mando en la parte superior y la entrada al lado izquierdo.

8. ¿Qué fuerza mantiene las paletas, de una bomba de paletas, contra el anillo excéntrico antes deproducir presión?

9. ¿Por qué los cojinetes del eje de una bomba de paletas compensada son más pequeños que loscojinetes de una bomba de engranajes?

10. ¿Qué componente sella el lado del rotor y el extremo de las paletas en una bomba de paletas?

A. Anillo excéntrico.B. Eje.C. Planchas flexibles.D. Cojinetes.

11. ¿Qué diseño de bomba de pistones tiene pistones que se mueven atrás y adelante a 90° del eje?

12. ¿En qué tipo de bomba puede cambiarse el flujo de salida únicamente si se cambia la velocidad derotación?

A. Bomba de caudal fijoB. Bomba de caudal variableC. Bomba no regulableD. Bomba de pistones

13. ¿En qué tipo de bomba puede cambiarse el flujo de salida manteniendo la misma velocidad derotación?

A. Bomba no regulableB. Bomba de caudal variableC. Bomba de engranajesD. Bomba de caudal fijo

14. El aceite fluye a la entrada de la bomba debido a:

A. La presión atmosféricaB. La presión del tanqueC. La bomba de cargaD. Cualquiera de las anteriores





A. Planchas compensadoras de presión

B. Engranaje de mando

C. Engranaje loco

D. Caja

E. Brida de montaje

F. Plancha de separación

G. Sello de plancha de presión

H. Protección del sello de la plancha depresión

I. Retenedor de sello

Fig. 3.3.28 Bomba 1

11109

531

6

2 4

7

8


5 7

8

46

321

10

11

12 13

9

9

Fig. 3.3.29 Bomba 2


A. Eje

B. Paleta

C. Rotor

D. Anillo excéntrico

E. Plancha de flexión

F. Plancha de soporte

G. Cartucho

H. Caja

I. Brida de montaje



1

2 5 6

7

9

8

4

3

Fig. 3.3.30 Bomba 3


A. Eje

B. Caja

C. Cabeza

D. Pistones de mando

E. Tambor

F. Pistón

G. Placa basculante

H. Válvula compensadora

I. Placa de retracción

Lección 4: Válvulas de Control de Presión

Vál

vula

s de

Con

trol

de

Pre

sión

Introducción

Las válvulas de control de presión se usan para controlar la presiónde un circuito o de un sistema. Aunque las válvulas de control tienendiferentes diseños, su función es la misma. Algunos tipos de válvulasde control de presión son: válvulas de alivio, válvulas de secuencia,válvulas reductoras de presión, válvulas de presión diferencial yválvulas de descarga.

Objetivos


1. Nombrar las cuatro válvulas de control de presión máscomunes.

2. Describir las funciones de la válvula de alivio, válvula desecuencia, válvula reductora de presión y válvula de presióndiferencial.

3. Identificar los símbolos ISO de las cuatro válvulas de controlde presión más comunes.








¥ Cilin dros

Válvulas de alivio

Los sistemas hidráulicos se diseñan para operar dentro de cierta gamade presión. Exceder esta gama puede dañar los componentes delsistema o convertirse en un peligro potencial para el usuario. Laválvula de alivio mantiene la presión dentro de límites específicos y,al abrirse, permite que el aceite en exceso fluya a otro circuito oregrese al tanque.


Fig. 3.4.1 Presión de abertura de la válvula

Válvula de alivio de presión simple, presión de apertura de laválvula

La figura 3.4.1 muestra una válvula de alivio simple en la posición de“presión de apertura de la válvula”.

La válvula de alivio simple (también llamada válvula deaccionamiento directo) se mantiene cerrada por acción de la fuerzadel resorte. La tensión del resorte se ajusta a una “presión de alivio”.Sin embargo, el ajuste de la presión de alivio no es la presión a la quela válvula comienza a abrirse.

Cuando ocurre una condición que causa resistencia en el circuito alflujo normal de aceite, el flujo de aceite en exceso hace que lapresión de aceite aumente. El aumento de la presión de aceiteproduce una fuerza en la válvula de alivio. Cuando la fuerza de lapresión de aceite, en aumento, sobrepasa la fuerza del resorte de laválvula de alivio, la válvula se mueve contra el resorte y la válvulacomienza a abrirse. La presión requerida para comenzar a abrir laválvula se llama “presión de apertura”. La válvula se abre losuficiente para permitir que sólo el aceite en exceso fluya a través dela válvula.


Fig. 3.4.2 Ajuste de la presión de alivio

Válvula de alivio de presión simple, ajuste de la presión de alivio

Un aumento en la resistencia del flujo de aceite aumenta el volumende aceite en exceso y por lo tanto la presión del circuito. El aumentode presión del circuito sobrepasa la nueva tensión del resorte y haceque se abra la válvula de alivio.

El proceso se repite hasta que todo el flujo de la bomba esté fluyendoa través de la válvula de alivio. Este es el “ajuste de la presión dealivio”, como se muestra en la figura 3.4.2.

La válvula de alivio simple se usa generalmente cuando el volumendel flujo de aceite en exceso es bajo o se necesita una respuestarápida. Esto hace a la válvula de alivio simple, ideal para aliviarpresiones por choque o como válvula de seguridad.

Válvula de alivio de operación piloto, posición CERRADA

La válvula de alivio de operación piloto (figura 3.4.3) se usa confrecuencia en sistemas que requieren un gran volumen de aceite ydonde hay una diferencia pequeña entre la presión de apertura de laválvula y la presión de flujo pleno.

En la válvula de alivio de operación piloto, una válvula piloto (válvulade alivio simple) controla la válvula de descarga (válvula principal).

La válvula piloto es mucho más pequeña y no maneja un volumengrande de flujo de aceite. Por tanto, el resorte de la válvula piloto estambién más pequeño y permite un control de presión más preciso. Ladiferencia entre la presión de apertura de la válvula piloto y la presiónmáxima se mantiene al mínimo.

La válvula de descarga es lo suficientemente grande para manejar elflujo completo de la bomba a la presión de alivio máxima determinada.La válvula de descarga usa la presión de aceite del sistema paramantener la válvula cerrada. Por tanto, el resorte de la válvula dedescarga no necesita ser muy fuerte y pesado. Esto permite a la válvulade descarga tener una presión de apertura más precisa.

El aceite del sistema fluye a la caja de la válvula de alivio a través delorificio de la válvula de descarga y llena la cámara del resorte de laválvula de descarga. El aceite en la cámara del resorte de la válvula dedescarga entra en contacto con una pequeña área de la válvula piloto.Esto permite que la válvula piloto use un resorte pequeño paracontrolar una presión alta. Cuando la presión de aceite aumenta en elsistema, la presión será la misma en la cámara del resorte de la válvulade escape. Por tanto, la presión de aceite será igual en ambos lados dela válvula de descarga. La fuerza combinada de la presión de aceite delsistema en la cámara del resorte de la válvula de descarga y la fuerzadel resorte en la parte superior de la válvula de descarga, es mayor quela fuerza de la presión de aceite del sistema contra la parte inferior dela válvula. La fuerza combinada en la cámara del resorte mantiene laválvula de descarga cerrada.


VALVUL A PIL OTO

VALVUL ADE D ESCAR GA

FL UJO DE LA B O MBA

ALTANQ UE

ALSIST EM A

R ESORT E D E L AVALVUL A DE DESC AR GA

RESO RTE DEL A VALVUL A PILOTO

O RIF IC IO DE LAVALVUL A DE DESC ARG A

Fig. 3.4.3 Flujo de aceite del sistema

Válvula de alivio de operación piloto en posición ABIERTA

Cuando la presión de aceite del sistema excede el valor del resorte dela válvula piloto (figura 3.4.4), se abre la válvula piloto y permite queel aceite de la cámara del resorte de la válvula de descarga fluya altanque. El orificio de la válvula piloto es más grande que el orificiode la válvula de descarga. Por tanto, el flujo de aceite pasará por laválvula piloto más rápido que a través del orificio de la válvula dedescarga. Esto hará que la presión disminuya en la cámara del resortede la válvula de descarga. La fuerza debido a la presión más alta delaceite del sistema, mueve la válvula de descarga contra el resorte. Elflujo de aceite en exceso de la bomba fluye a través de los orificiosde estrangulamiento en la válvula de descarga al tanque. Los orificiosde estrangulamiento, al descargar el volumen de aceite necesario,mantienen la presión de alivio deseado en la válvula de descarga.

AL TANQ UE

AL SISTEM AF L UJO DE LA B OM BA

VALVU LA PIL OTO

VALVUL A DE DESCARG A

R ESORT E DE LAVALVUL A DE DESCA RG A

RESO RT E DE L AVA LVUL A PIL OTO

O RIF IC IO DE L AVALVUL A PIL OTO

O RIF IC IO DE LAVALVU LA D ED ESCAR GA

Fig. 3.4.4 Válvula piloto en posición abierta


Símbolo ISO de la válvula de alivio en posición ABIERTA

El símbolo ISO de la válvula de alivio de la figura 3.4.6 es unarepresentación gráfica de la válvula simple en posición ABIERTA.

Cuando la fuerza de la presión de aceite del sistema sobrepasa lafuerza del resorte, la flecha se mueve hacia abajo (abriendo laválvula) y conecta la tubería de aceite de la bomba con la tubería deaceite del tanque. El flujo de aceite de la bomba pasa a través de laválvula al tanque.

D E L AB O M B A

ALTA NQ UE

Fig. 3.4.6 Símbolo ISO de la válvula de alivio en posición abierta


D E L AB O M B A

A LTA NQ UE

Fig. 3.4.5 Símbolo ISO de la válvula de alivio

Símbolo ISO de la válvula de alivio en posición CERRADA

El símbolo ISO de la válvula de alivio de la figura 3.4.5 representatanto a la válvula de alivio simple como a la válvula de alivio deoperación piloto. El símbolo ISO es el mismo para todas las válvulasde alivio.

El símbolo ISO de la válvula de alivio de la figura 3.4.5 es larepresentación gráfica de la válvula simple en posición CERRADA.La presión del sistema ejerce una fuerza a través de la tubería piloto(parte superior de la gráfica) y trabaja para mover la válvula (flecha)contra el resorte. Durante la operación normal, el flujo de la bombaestá bloqueado en la válvula cerrada.

Símbolo ISO de la válvula de alivio de caudal variable

La figura 3.4.7 muestra el símbolo ISO de una válvula de alivio decaudal variable.

El símbolo ISO de la válvula de alivio de caudal variable es larepresentación gráfica de la válvula simple con una flecha queatraviesa el resorte. La flecha indica que la tensión del resorte puedevariarse.


D E L AB O M B A

A LTA NQ UE

Fig. 3.4.7 Válvula de alivio de caudal variable

ALCIR CU ITO 1

SA LIDA ALC IRC UITO 2

AL TA N QUE

DE LABO MBA

CAM A RA DE L R ES ORT EDE L A VALV UL A D E

D ES CA RG A

VA LVU LAD E D ES CA RG A

VA LVU LAPIL OTO

Fig. 3.4.8 Válvula de secuencia en posición CERRADA


Válvula de secuencia en posición CERRADA

La válvula de secuencia (figura 3.4.8) es simplemente una válvula dealivio de operación piloto en serie con un segundo circuito. Laválvula de secuencia se usa cuando una bomba suministra aceite ados circuitos y uno de los circuitos tiene prioridad sobre el otro.

La válvula de secuencia bloquea el flujo de aceite al circuito 2, hastaque el circuito 1 esté lleno. Cuando el aceite de la bomba llena elcircuito 1, comienza a aumentar la presión de aceite. El aumentoproduce una fuerza a través del circuito, así como en la parte inferiorde la válvula de descarga y en la cámara del resorte de la válvula dedescarga de la válvula de secuencia.

Válvula de secuencia en posición ABIERTA

Cuando la presión en la cámara del resorte de la válvula de descargaexcede el valor del ajuste de la válvula piloto, la válvula piloto seabre. La válvula piloto abierta permite que el aceite pase de la cámaradel resorte de la válvula de descarga al tanque y que la presióndisminuya en la cámara del resorte de la válvula de descarga. Lafuerza de la presión más alta del sistema de aceite mueve la válvulade descarga contra el resorte de la válvula de descarga y abre elconducto al circuito 2. El flujo de aceite de la bomba pasa a través dela válvula de secuencia al circuito 2. La válvula de secuenciapermanece abierta hasta que la presión del circuito 1 disminuya a unvalor menor que la presión de control de la válvula de secuencia.

ALC IR CU ITO 1

SA LIDA ALC IR CU ITO 2

AL TAN QUE

D E LAB OM BA

C AM AR A D ELR ES ORT E D E L A

VALVU LA DE DE SC AR GA

VA LV UL ADE DE SCA R GA

VALVU LAP ILOTO

Fig. 3.4.9 Válvula de secuencia ABIERTA

D E L AB O M B A

A LC IR CU ITO 2

Fig. 3.4.10 Símbolo ISO de la válvula de secuencia


Símbolo ISO de la válvula de secuencia

La operación de la válvula de secuencia es igual a la operación de laválvula de alivio.

En la válvula de alivio, la cámara del resorte normalmente se drenainternamente en el conducto de salida. En la válvula de secuencia, elconducto de salida se conecta a un segundo circuito. Debido a que elsegundo circuito está a presión cuando la válvula de secuencia seabre, la cámara del resorte de la válvula piloto debe drenarexternamente al tanque.

NOTA DEL INSTRUCTOR: En este punto, realice la práctica detaller 3.4.2

Arranque de la bomba

La figura 3.4.11 muestra la válvula reductora de presión en laposición normal abierta.

Al arrancar la bomba, la fuerza del resorte de la válvula mantiene elcarrete de la válvula y el pistón a la derecha. El aceite de suministrofluye alrededor del carrete de la válvula reductora de presión alcircuito de aceite controlado (al lado corriente abajo de la válvula). Elaceite de suministro también fluye a través del conducto de aceite a lacámara del pistón a la derecha del carrete de la válvula. Cualquiercambio en la presión del circuito de aceite controlado cambia lapresión en la cámara del pistón. Al arrancar la bomba, la presión delaceite de suministro y la presión de aceite controlado son iguales.

SUM INIST ROD E ACEITE

PISTO N

C AR RET ED E L A

VA LVU LA

CIRC UITO DEACEIT E

CON TRO L ADO

D RENA JE DREN AJE

CA M ARA D ELPISTO NCAL CES

R ESORT EDE L A

VALVUL A

Fig. 3.4.11 Válvula reductora de presión


Válvula reductora de presión

La válvula reductora de presión permite que dos circuitos condiferente presión obtengan suministro de la misma bomba. La válvulade alivio del sistema controla la presión máxima de aceite desuministro. La válvula reductora de presión controla la presiónmáxima del circuito de aceite controlado.

Válvula reductora de presión en condición normal de operación

La figura 3.4.12 muestra la válvula reductora de presión en condiciónnormal de operación.

Cuando la presión aumenta en el circuito de aceite controlado, elaumento produce una fuerza en la cámara del pistón. El aumento depresión mueve a la izquierda el pistón contra el carrete de la válvula yla fuerza del resorte. Cuando el carrete de la válvula se mueve a laizquierda, el carrete restringe el suministro de aceite que fluye através de la válvula y reduce la presión del circuito del aceitecontrolado.

El movimiento del carrete de la válvula crea un orificio variable entreel suministro de aceite y el circuito de aceite controlado. El orificiovariable permite que aumente o disminuya la presión en el circuito deaceite controlado, variando el flujo de aceite, como sea necesario.

El aceite de la cámara del resorte debe drenar al tanque. Cualquieraumento en la presión del aceite de la cámara del resorte produce unaumento en el ajuste de control de presión de la válvula.

AC EIT E D ESUM IN IST RO

R ESORT ED E L A

VALVUL A

PISTO N

CARR ETEDE LA

VALVUL A

CIRCU ITO D EACEIT E

C O NT RO LA DO

OR IF IC IODR ENAJ E

DR ENAJ E

C AM AR A DELPISTO NCAL CES

Fig. 3.4.12 Válvula reductora de presión en condición normal de operación


Símbolo ISO de la válvula reductora de presión

La figura 3.4.13 muestra el símbolo ISO de la válvula reductora depresión.

El símbolo ISO usa un solo rectángulo para representar la posicióninfinita o la capacidad de dosificación de la válvula reductora depresión.

El aceite de la bomba fluye a través de la válvula NORMALMENTEABIERTA al circuito de aceite controlado. La presión del circuito deaceite controlado ejerce una fuerza a través de la tubería piloto ymueve la válvula (flecha) contra el resorte. Cuando la fuerza de lapresión de aceite controlado sobrepasa la fuerza del resorte, laválvula se mueve hacia abajo y restringe el flujo de aceite al circuitode aceite controlado. La presión corriente arriba puede seguiraumentando. Sin embargo, la presión corriente abajo no aumentarámás allá de la presión de control de la válvula reductora de presión.

Cuando disminuye la presión del circuito de aceite controlado, lafuerza del resorte desplazará la flecha hacia arriba a la posiciónabierta. La válvula dosifica constantemente el flujo de aceite paramantener la presión del circuito de aceite controlado.


D E L AB O M B A

AL CIRC UITO DEACE ITE C O N T RO LA DO

Fig. 3.4.13 Símbolo ISO de la válvula reductora de presión



Arranque de la bomba

La figura 3.4.14 muestra una válvula de presión diferencial. Laválvula de presión diferencial mantiene una diferencia de presiónespecífica entre dos circuitos.

Al arrancar la bomba, y con una presión cualquiera menor de 345 kPa(50 lb/pulg2) en el circuito principal, la fuerza del resorte mantiene elcarrete de la válvula a la derecha. El flujo de aceite se bloquea en elcircuito secundario. Cualquier cambio en la presión del circuitoprimario es registrado en el carrete de la válvula.

C IR CUITOPRIM AR IO

CIRCUITOSECUN DARIO

RESO RTE DE50 L B-PU LG 2

CA RRET EDE L A

VALVUL A

CUE RPODE L A

VALVU LA

AC EIT E DESUM INIST RO

Fig. 3.4.14 Arranque de la bomba

Válvula de presión diferencial

En la figuras 3.4.14 y 3.4.15 el resorte experimenta una fuerza de 50libras en el carrete de la válvula de 1 pulg2. La presión de aceite desuministro debe exceder la presión de 345 kPa (50 lb/pulg2) parasobrepasar la fuerza del resorte y mover el carrete de la válvula.

CIR CUITOPRIM ARIO

CIRCUITOSECUN DARIO

R ESORT E50 L B/PUL G 2

AC EIT E DESU M INISTRO

CU ERPODE L A

VALVU LA

CA RR ETEDE L A

VALVUL A

Fig. 3.4.15


Válvula de presión diferencial, condición de operación normal

Cuando el circuito primario se llena de aceite, la presión comienza aaumentar. Cuando la presión del circuito primario alcanza más de 345kPa (50 lb/pulg2), la presión del circuito primario sobrepasa la fuerzadel resorte de la válvula de presión diferencial de 345 kPa (50lb/pulg2) y mueve la válvula de presión diferencial hacia la izquierda.El suministro de aceite fluye al circuito secundario y a través delconducto a la cámara del resorte de la válvula de presión diferencial.

Cuando el circuito secundario se llena de aceite, la presión comienzaa aumentar. El aumento de presión ejerce fuerza en la cámara delresorte de la válvula de presión diferencial. La fuerza combinada delresorte y la presión de aceite mueven el carrete de la válvula a laderecha intentando cortar el flujo de aceite al circuito secundario. Sinembargo, el aumento de presión del circuito primario mantiene laválvula abierta. La presión aumenta tanto en el circuito primariocomo en el secundario hasta cuando la válvula de alivio se abre yenvía el flujo de la bomba de regreso al tanque.

La válvula de presión diferencial establece una posición queconstantemente mantiene a 345 kPa (50 lb/pulg2) la diferencia depresión entre los circuitos primario y secundario para todas laspresiones mayores de 345 kPa (50 lb/pulg2).

Símbolo ISO de la válvula de presión diferencial

El símbolo ISO de la válvula de presión diferencial (figura 3.4.16) esuna combinación del símbolo ISO de la válvula de alivio y delsímbolo ISO de la válvula reductora de presión.

La presión del lado de entrada ejerce fuerza sobre la válvula y trabajacontra la fuerza del resorte del mismo modo que en la válvula dealivio de presión. La presión de salida se registra en la válvula ytrabaja con la fuerza del resorte. La diferencia entre la presión deentrada y de salida es siempre igual a la fuerza del resorte del carretede la válvula, sin importar los cambios de presión en el orificio deentrada. Por ejemplo, una presión de fuerza del resorte de 345 kPa(50 lb/pulg2) producirá una diferencia de presión entre la presión deentrada y la presión de salida de 345 kPa (50 lb/pulg2).

La fuerza del resorte cambia para ajustarse a cualquier cambiorequerido en la presión diferencial. Normalmente, no se usan calcespara ajustar los requerimientos de presión.


E NT RA DA S AL IDA

Fig. 3.4.16 Símbolo ISO de la válvula de presión diferencial


PRACTICA DE TALLER 3.4.1: OPERACION DE LA VALVULA DE ALIVIO

Objetivos

Operar e instalar una válvula de alivio en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito de la figura.

2. Ajuste la válvula de alivio a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).

3. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea.


5. Observe la presión de los dos manómetros.

6. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando el manómetro enlínea alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg2). Observe las lecturas de los manómetros del sistema amedida que usted gira el tornillo de ajuste.

a. ¿Qué sucede en los manómetros del sistema a medida que usted gira el tornillo de ajuste?

Ambos manómetros muestran valores más altos a medida que se gira el tornillo de ajuste.


Cop

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el I

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alle

r 3

.4.1

BOMBA

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULADE ALI VIO

DE RES PALDO

VALVULADE ALIVIOEN LINEA

1 111

2

2

MANOMETRODEL SISTEMA

MANOMETROEN LINEA

TANQUE

Fig. 3.4.17 Válvula de alivio

Nombre _________________________


(continuación)

7. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta que la presión delmanómetro en línea alcance 5.684 kPa (825 lb/pulg2). Observe las lecturas de los manómetros depresión del sistema a medida que gira el tornillo de ajuste.

a. ¿Qué sucede en los manómetros de presión mientras usted gira el tornillo de ajuste?

Ambos manómetros muestran valores más altos a medida que se gira el tornillo de ajuste.

8. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando la presión de losdos manómetros no aumente más.

a. ¿Cuáles son las presiones de los manómetros?

presión del sistema_ 5.856 kPa (850 lb/pulg2)

presión en línea_ 5.856 kPa (850 lb/pulg2)

b. Explique qué ocurrió en el sistema.

La presión del sistema aumenta hasta que el ajuste de la válvula de alivio en línea excede el ajuste de la válvula de alivio del sistema. La válvula de alivio se abre y limita la presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).




Objetivos

Operar e instalar una válvula de alivio en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito de la figura.

2. Ajuste la válvula de alivio a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).

3. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea.


5. Observe la presión de los dos manómetros.

6. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando el manómetro enlínea alcance 2.756 kPa (400 lb/pulg2). Observar las lecturas en los manómetros del sistema amedida que usted gira el tornillo de ajuste.

a. ¿Qué sucede en los manómetros del sistema a medida que usted gira el tornillo de ajuste?

_________________________________________________________________________


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4.1

BOMBA

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULADE ALI VIO

DE RES PALDO

VALVULADE ALIVIOEN LINEA

1 111

2

2


MANOMETROEN LINEA

TANQUE

Lab.3.4.17 Válvula de alivio

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.4.1: OPERACION DE LA VALVULA DE ALIVIO (continuación)

7. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando la presión delmanómetro en línea alcance 5.684 kPa (825 lb/pulg2). Observe las lecturas en los manómetros depresión del sistema a medida que gira el tornillo de ajuste.

a. ¿Qué sucede a los manómetros de presión del sistema mientras usted gira el tornillo de ajuste?

8. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea hasta cuando la presión en losdos manómetros no aumente más.

a. ¿Cuáles son las presiones en los manómetros?

presión del sistema_ _

presión en línea_ _

b. Explique qué ocurrió en el sistema.



PRACTICA DE TALLER 3.4.2: OPERACION DE LA VALVULA DE SECUENCIA

Objetivo

Instalar y operar una válvula de secuencia en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento


2. Ajuste la válvula de alivio del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).

3. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea. Luego gire almáximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de secuencia. Gire al máximo a laderecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja. (La válvula de aguja se usa para aliviar lapresión en el manómetro en línea).


5. Verifique las lecturas de ambos manómetros y anote los valores. Verifique que el manómetro delsistema esté midiendo la presión en línea y que el manómetro en línea esté midiendo la presióndel circuito 2.

Las lecturas de los manómetros dependen de las mangueras usadas y de la temperatura delaceite.

Presión del sistema: 758 kPa - 861 kPa (110 lb/pulg2 - 125 lb/pulg2)

Presión en línea: 0 kPa (0 lb/pulg2)

6. Ajuste la válvula de alivio en línea a 2.756 kPa (400 lb/pulg2) en el manómetro del sistema.

a. ¿Cuál es la presión del sistema secundario? 0 kPa (0 lb/pulg2)


Cop

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4.2

2

11

VA LVU L ADE AL IV IOEN L IN E A

1 2

VALVU LADE SE CUE NC IA

BOM BA

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VA LV UL ADE AL IV IO

DE L SIS TEM A

VALV U LADE A L IV IO

DE R E SPA L DO

3

ALCIR CU ITO 1

CIR C UITO 2

VA LV UL A D E AGU JA

MAN O MET ROEN LINE A

2

11

MA NO M ETROD EL SIS TE MA

Fig. 3.4.18 Diagrama de la válvula de secuencia

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.4.2: OPERACION DE LA VALVULA DE SECUENCIA(continuación)

b. ¿Por qué la presión del sistema primario es mayor que la presión del sistema secundario?

La válvula de secuencia está completamente cerrada. El flujo de aceite del sistema nopuede entrar al sistema secundario.

7. Gire lentamente a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de secuencia hasta cuando hayapresión en el manómetro en línea. Cuando haya lectura de presión en el manómetro, no giremás el tornillo de ajuste. La presión de la válvula de secuencia debe ser aproximadamente de2.756 kPa (400 lb/pulg2).

8. Gire al máximo a la izquierda la válvula de alivio en línea.

9. Gire al máximo a la izquierda la válvula de aguja y deje por dos segundos, luego gire almáximo a la derecha la válvula de aguja. La válvula de aguja sirve de carga para el circuito 2.

10. Verifique las presiones en los manómetros y anote qué ocurre.

La presión del manómetro del sistema cae a un valor aproximado de 689 kPa - 792 kPa

(100 lb/pulg2 - 115 lb/pulg2).

La presión en línea disminuye lentamente hasta que alcanza los 0 kPa -172 kPa

(0 lb/pulg2 - 25 lb/pulg2).

11. Gire lentamente a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea mientrasverifica ambos manómetros.

¿A qué presión abre la válvula de secuencia?

La válvula de secuencia abre aproximadamente a 2.586 kPa - 2.758 kPa (375 lb/pulg2 -

400 lb/pulg2).

12. Si aún no entiende bien la operación de la válvula de secuencia, repita los pasos 6 a 10 con unajuste de presión diferente de la válvula de alivio.

13. Una vez complete sus observaciones, desactive el equipo de capacitación y desconecte elcircuito.

Responda las siguientes preguntas.

1. La operación de sujetar con abrazaderas y luego taladrar es un buen ejemplo de la aplicación deuna válvula de secuencia. Explique:

La pieza debe sujetarse en posición antes de que comience el taladrado.

2. La válvula de secuencia normalmente está cerrada .

3. ¿Cómo la activación de una válvula de secuencia afecta la presión de todo el sistema?La presión corriente arriba (circuito 1) se mantiene. La presión del circuito corriente abajo

(circuito 2) alcanza un valor aproximado a la presión corriente arriba.


PRACTICA DE TALLER 3.4.2: OPERACION DE LA VALVULA DE SECUENCIA

Objetivos

Instalar y operar una válvula de secuencia en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento



3. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea. Luego gire almáximo a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de secuencia. Gire al máximo a laderecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja. (La válvula de aguja se usa para aliviar lapresión en el manómetro en línea.).

4. Encienda el equipo de capacitación.

5. Verifique las lecturas de ambos manómetros y anote los valores. Verifique que el manómetro delsistema esté midiendo la presión en línea y que el manómetro en línea esté midiendo la presióndel circuito 2.

Las lecturas de los manómetros dependen de las mangueras usadas y de la temperatura delaceite.

Presión del sistema:

Presión en línea:

6. Ajuste la válvula de alivio en línea a 2.756 kPa (400 lb/pulg2) en el manómetro del sistema.

a. ¿Cuál es la presión del sistema secundario?


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el E

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4.2

2

11

VA LVU L ADE AL IV IOEN L IN E A

1 2

VALVU LADE SE CUE NC IA

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VA LV UL ADE AL IV IO

DE L SIS TEM A

VALV U LADE A L IV IO

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3

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CIR C UITO 2

VA LV UL A D E AGU JA

MAN O MET ROEN LINE A

2

11

MA NO M ETROD EL SIS TE MA

Fig. 3.4.18 Diagrama de la válvula de secuencia

Nombre _________________________

LAB 3.4.2: OPERACION DE LA VALVULA DE SECUENCIA (continuación)

b. ¿Por qué la presión del sistema primario es mayor que la presión del sistema secundario?

.

7. Gire lentamente a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de secuencia hasta cuando hayapresión en el manómetro en línea. Una vez haya presión en el manómetro, no gire más eltornillo de ajuste. La presión de la válvula de secuencia debe ser aproximadamente de 2.756kPa (400 lb/pulg2).

8. Gire al máximo a la izquierda la válvula de alivio en línea.

9. Gire al máximo a la izquierda la válvula de aguja y dejar por dos segundos, luego gire almáximo a la derecha la válvula de aguja. La válvula de aguja sirve de carga para el circuito 2.

10. Verifique las presiones en los manómetros y anote qué ocurre.

11. Gire lentamente a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio en línea mientrasverifica ambos manómetros.

¿A qué presión abre la válvula de secuencia?

12. Si aún no entiende bien la operación de la válvula de secuencia, repita los pasos 6 a 10 con unajuste de presión diferente de la válvula de alivio.

13. Una vez complete sus observaciones, apague el equipo de capacitación y desconecte el circuito.

Responda las siguientes preguntas.

1. La operación de sujetar con abrazaderas y luego taladrar, es un buen ejemplo de la aplicaciónde una válvula de secuencia. Explique:

.

2. La válvula de secuencia normalmente está .

3. ¿Cómo la activación de una válvula de secuencia afecta la presión de todo el sistema?


PRACTICA DE TALLER 3.4.3: CIRCUITO DE LA VALVULA REDUCTORA DE PRESION

Objetivo

Instalar y operar una válvula reductora de presión en un circuito hidráulico.

Material necesario


Procedimiento


2. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula reductora de presión.



5. Ajuste la válvula reductora de presión hasta que el manómetro de presión en línea alcance2.756 kPa (400 lb/pulg2).

a. Compare la presión del sistema y en línea.

La presión del sistema permanece en 5.856 kPa (850 lb/pulg2). La presión del manómetro en

línea muestra la presión reducida de 2.756 kPa (400 lb/pulg2).

6. Ajuste la válvula reductora de presión hasta que la presión del manómetro en línea alcance

4.134 kPa (600 lb/pulg2).

a. Compare la presión del sistema y la presión en línea.

La presión del sistema permanece en 5.856 kPa (850 lb/pulg2). La presión del manómetro de

la tubería muestra la presión reducida de 4.134 kPa (600 lb/pulg2).


8. Desconecte las mangueras.


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4.3

2 1

3

BO MBA

TAN QU E

VA LV UL AD E L AL IVIO

D E L S IS TE M A

VA LVU L AD E AL IVIO

D E RE S PAL D O

M AN OM E TRODE L SIST EM A

CIL IND ROCA LIB RE 1-1 /16 "

T UE RC A YA RA ND EL AS

RE SO RTE

VALV ULAR ED UCTO RADE PR E SIO N

2

1 1

M A NO ME TROE N L INE A

Fig. 3.4.19 Circuito de la válvula reductora de presión

Nombre_________________________

PRACTICA DE TALLER 3.4.3: CIRCUITO DE LA VALVULA REDUCTORA DE PRESION

Objetivo

Instalar y operar una válvula reductora de presión en un circuito hidráulico.

Material necesario


Procedimiento


2. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula reductora de presión.



5. Ajuste la válvula reductora de presión hasta que el manómetro de presión en línea alcance

2.756 kPa (400 lb/pulg2).


6. Ajuste la válvula reductora de presión hasta que la presión del manómetro en línea alcance

4.134 kPa (600 lb/pulg2).





Cop

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4.3

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3

BO MBA

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VA LV UL AD E L AL IVIO

D E L S IS TE M A

VA LVU L AD E AL IVIO

D E RE S PAL D O

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CIL IND ROCA LIB RE 1-1 /16 "

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1 1

M A NO ME TROE N L INE A

Fig. 3.4.19 Circuito de la válvula reductora de presión

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.4.4 VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL

Objetivo

Instalar y operar la válvula de presión diferencial en un circuito hidráulico.

Material necesario


Procedimiento

En este ejercicio, la válvula de secuencia es la misma que la válvula de presión diferencial de presión.


2. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de presión diferencial y eltornillo de ajuste de la válvula de aguja.

3. Ajuste la presión de la válvula de alivio del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).


5. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja hasta que la presión del manómetroen línea alcance 689 kPa (100 lb/pulg2).


El manómetro del sistema debe alcanzar 448 kPa (65 lb/pulg2) más que la presión delmanómetro en línea. Esta presión se debe al resorte diferencial.

6. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja hasta que el manómetro en líneaalcance una presión de 1.378 kPa (200 lb/pulg2).


La presión del sistema debe estar a 448 kPa (65 lb/pulg2) más que la presión del manómetroen línea. Esta presión se debe al resorte diferencial.


Cop

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4.4

1 2

3CIRC UITO 2

MAN OM ETR OE N L INE A

VALV UL A DEPR ES IO N

DIF ER ENC IAL

B OM BA

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VALV ULADE ALIV IO

DE L S IS TEM A

VALVU L ADE AL IV IO

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VALV UL A D E AGUJA

ALC IRC UITO 1

2 1

2

1 1

MANO M ET RODE L S IS TE MA

Fig. 3.4.20 Circuito hidráulico

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.4.4 VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL (continuación)




PRACTICA DE TALLER 3.4.4 VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL

Objetivos

Instalar y operar la válvula de presión diferencial en un circuito hidráulico.

Material necesario


Procedimiento

En este ejercicio, la válvula de secuencia es la misma que la válvula de presión diferencial.


2. Gire al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula de presión diferencial y eltornillo de ajuste de la válvula de aguja.

3. Ajuste la presión de la válvula de alivio del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).


5. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja hasta que la presión del manómetroen línea alcance 689 kPa (100 lb/pulg2).


6. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja hasta que el manómetro en líneaalcance una presión de 1.378 kPa (200 lb/pulg2).


Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Práctica de Taller 3.4.4.

Cop

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stud

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4.4

1 2

3CIRC UITO 2

MAN OM ETR OE N L INE A

VALV UL A DEPR ES IO N

DIF ER ENC IAL

B OM BA

TAN QU E

VALV ULADE ALIV IO

DE L S IS TEM A

VALVU L ADE AL IV IO

D E R ES PAL DO

VALV UL A D E AGUJA

ALC IRC UITO 1

2 1

2

1 1

MANO M ET RODE L S IS TE MA


Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.4.4 VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL (continuación)




Nombre _________________________

SISTEMA HIDRAULICO BASICO - VALVULA DE ALIVIO DE PRESION - EXAMEN

Escriba sus respuestas en los espacios correspondientes o encierre en un círculo la respuestacorrecta.

1. Explique para qué se usa la válvula de alivio.

La válvula de alivio limita la pr esión máxima del sistema o de una sección del sistemahidráulico.

2. Escriba dos tipos básicos de válvulas de alivio.

La válvula de alivio de acción simple o directa.

La válvula de alivio de operación piloto.

En las preguntas 3 a 5, encierre la letra “A” en un círculo si es verdadero o la letra “B” si esfalso.

3. El símbolo ISO indica si la válvula de alivio es de acción simple o de operación piloto.

A. Verdadero.B. Falso.

4. La sección pequeña de la válvula de alivio de operación piloto debe descargar el flujo delsistema al tanque.


5. Un resorte grande mantiene cerrada la sección grande de la válvula de alivio.


Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Examen 3.4.1.

Cop

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en 3

.4.1

Nombre _________________________

SISTEMA HIDRAULICO BASICO - VALVULA DE ALIVIO DE PRESION - EXAMEN

Escriba sus respuestas en los espacios correspondientes o encierre en un círculo la respuestacorrecta.

1. Explique para qué sirve la válvula de alivio.

2. Escriba dos tipos básicos de válvulas de alivio.

En las preguntas 3 a 5, encierre la letra “A” en un círculo si es verdadero o la letra “B” si esfalso..

3. El símbolo ISO indica si la válvula de alivio es de acción simple o de operación piloto.


4. La sección pequeña de la válvula de alivio de operación piloto debe descargar el flujo delsistema al tanque.


5. Un resorte grande mantiene cerrada la sección grande de la válvula de alivio.


Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Examen 3-4-1.

Cop

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el E

stud

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xam

en 3

.4.1

Nombre _________________________

VALVULA REDUCTORA DE PRESION - EXAMEN 3.4.2

Completar:

1. ¿En qué caso se debe usar una válvula reductora de presión en un circuito?

Una válvula reductora de presión debe usarse cuando son necesarios en un sistema dosvalores diferentes de presión.

2. Compare la válvula de presión de alivio con la válvula reductora de presión.

La válvula de alivio de presión normalmente está cerrada. La válvula detecta la presióncorriente arriba y se abre cuando la presión corriente arriba aumenta a la presión de controlde la válvula.

La válvula reductora de presión normalmente está abierta. La válvula detecta la presióncorriente abajo y se mueve hacia la posición cerrada a medida que la presión corriente abajoaumenta hasta la presión de control de la válvula. Cuando la presión corriente arriba excedela presión de control de la válvula corriente abajo, la válvula se cierra y mantiene más bajala presión de control corriente abajo.

3. ¿Por qué es necesaria una tubería de drenaje externa para la operación apropiada de una válvulareductora de presión de operación piloto?

La presión del sistema en la cámara del resorte de la válvula debe permanecer a la presióndel tanque. A medida que la válvula se estrangula para mantener corriente abajo la presiónreducida, cualquier aumento en la presión de aceite de la cámara del resorte se sumaría a lapresión de control de la válvula.


Cop

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el I

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en 3

.4.2

Nombre _________________________

VALVULA REDUCTORA DE PRESION - EXAMEN 3.4.2

Completar:

1. ¿En qué caso se debe usar una válvula reductora de presión en un circuito?

2. Comparar la válvula de presión de alivio con la válvula reductora de presión.

3.¿Por qué es necesaria una tubería de drenaje externa para la operación apropiada de una válvulareductora de presión de operación piloto?


Cop

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.4.2

Nombre _________________________

VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL - EXAMEN 3.4.3

Completar o subrayar la respuesta correcta:

1. ¿En qué caso se debe usar una válvula de presión diferencial en un circuito?

Cuando se requiera una diferencia de presión consistente entre el circuito primario (circuito1) y el circuito secundario (circuito 2) para todas las presiones de la válvula del resortediferencial.

2. Comparar la válvula de presión diferencial con la válvula reductora de presión.

La válvula de presión diferencial conecta dos circuitos en paralelo. Cuando se inicia labomba, el aceite de suministro fluye libremente al primer circuito. La válvula de presióndiferencial bloquea el suministro de flujo de aceite al segundo circuito. Cuando la fuerza dela presión del suministro de aceite sobrepasa la fuerza del resorte diferencial, la válvula depresión diferencial se mueve y envía el flujo de aceite de suministro al segundo circuito. Laválvula de presión diferencial mantiene una diferencia de presión constante entre los doscircuitos en una gama de presiones infinita.

Una válvula reductora de presión conecta dos circuitos en serie. Al iniciar la bomba, elsuministro de aceite fluye libremente al primer circuito y a través de la válvula reductora depresión normalmente abierta, al segundo circuito. La válvula reductora de presión detecta lapresión corriente abajo. Cuando aumenta la presión en el segundo circuito, el aumento sesiente en la válvula reductora de presión. La presión mueve la válvula a la posición cerrada.Cuando la presión corriente abajo excede el ajuste de presión de la válvula, la válvula secierra. La válvula reductora de presión limita la presión corriente abajo mientras que lapresión corriente arriba puede continuar aumentando.

3. El símbolo ISO de la válvula de presión diferencial es una combinacióno no es unacombinacióndel símbolo ISO de la válvula de alivio de presión y del símbolo ISO de laválvula reductora de presión.


Cop

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el I

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ucto

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xam

en 3

.4.3

Nombre _________________________

VALVULA DE PRESION DIFERENCIAL - EXAMEN 3.4.3

Completar o subrayar la respuesta correcta:

1. ¿En qué situación se debe escoger usar una válvula de presión diferencial en un circuito?

2. Comparar la válvula de presión diferencial con la válvula reductora de presión.

3. El símbolo ISO de la válvula de presión diferencial es una combinacióno no es unacombinacióndel símbolo ISO de la válvula de alivio de presión y el símbolo ISO de la válvulareductora de presión.


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en 3

.4.3

Lección 5: Válvulas de Control Direccional

Vál

vula

s de

Con

trol

Dire

ccio

nal

Introducción

Las válvulas de control direccional se usan para enviar el aceite acircuitos separados de un sistema hidráulico. Al hacer uso de unaválvula de control direccional se deben considerar la capacidadmáxima de flujo y la caída de presión a través de la válvula. Lasválvulas de control direccional pueden estar en interfaz con controlesmanuales, hidráulicos, neumáticos y electrónicos. Estos factores sedeterminan principalmente durante el diseño del sistema inicial.

Objetivos


1. Describir la función de las válvulas de control manual tipocarrete, tipo rotatorias y accionadas por solenoide.

2. Describir la función de la válvula de retención simple, de laválvula de retención de operación piloto y de la válvula delanzadera.

3. Identificar los símbolos ISO de las diferentes válvulas decontrol direccional.








¥ Cilin dros

CU ER P O DE L A VA LVU L A

O R IF IC IO D E L A VALV U LA RE S ALTO S DE L C AR RE T E

S U RC O DE L C AR RE T E

Fig. 3.5.1 Carrete de la válvula

Válvula de control direccional

La válvula de control direccional se usa para enviar el suministro deaceite al accionador en un sistema hidráulico.

El cuerpo de la válvula se perfora, se rectifica y algunas veces elorificio se trata térmicamente. Los orificios de entrada y salida seperforan y se roscan. El carrete de la válvula se trata con acero de altogrado. Algunos carretes de válvula se tratan térmicamente, seesmerilan a sus dimensiones y se pulen. Otros carretes de válvula secroman, se esmerilan a su dimensiones y se pulen. El cuerpo y elcarrete de la válvula se acoplan en el conjunto según lasespecificaciones del diseño. Una vez armado el conjunto, el carrete dela válvula es la única pieza que se mueve.


Carrete de válvula

El carrete de válvula (figura 3.5.1) consta de resaltos y surcos. Losresaltos bloquean el flujo de aceite a través del cuerpo de la válvula.Los surcos permiten que el aceite fluya alrededor del carrete y através del cuerpo de la válvula.

La posición “normal” es la posición del carrete cuando no estáactivado.

Cuando una válvula de “centro abierto” está en posición normal, elsuministro de aceite fluye a través de la válvula y retorna al tanque.Cuando una válvula de “centro cerrado” está en posición normal, elcarrete de la válvula bloquea el suministro de aceite.

Válvula de control direccional de centro abierto en posición FIJA

La figura 3.5.2 muestra un diagrama de corte de una válvula típica decontrol direccional de centro abierto, en posición FIJA.

En la posición FIJA, el aceite de la bomba fluye al cuerpo de la válvula,pasa alrededor del carrete de la válvula y regresa al tanque. El aceite de labomba también fluye a la válvula de retención de carga. El conducto detrásde la válvula de retención de carga se llena con aceite bloqueado. El aceitebloqueado y el resorte de la válvula de retención de carga mantienencerrada la válvula de retención de carga. El carrete de la válvula tambiénbloquea el aceite en la tubería al extremo del vástago y al extremo de lacabeza del cilindro.

A L TA NQ UE

A L TA NQU E ALTA NQ UE

D EL E XT REM ODE L VA STAG ODE L C ILINDR O

D E L ABO M BA

CU ER POD E L A VA LVU LACA RR ET E

DE L A VALV UL A

VALVU LADE RE TE NC ION

DE CA RG A

DEL EX TR EM OD E L A C A BE ZADEL C ILIN DR O

Fig. 3.5.2 Válvula de control direccional en posición FIJA

A L TA NQU E

AL TA NQ UE A L TA NQU E

DE L EX TRE MODE L VA STAGOD EL CIL IN DRO

D E L ABO M BA

C UE RP OD E L A VALVUL A

CA RR ET EDE LA VA LV UL A

VALVU LA DERE TE NC IONDE C AR GA

D EL EX TR EM OD E L A C AB EZ AD EL CILIN DRO

Fig. 3.5.3 Válvula de control direccional en posición LEVANTAR


Válvula de control direccional de centro abierto en posiciónLEVANTAR

La figura 3.5.3 muestra el carrete de válvula en el instante en que se hamovido a la posición LEVANTAR.

Cuando el carrete de la válvula se mueve a la posición LEVANTAR, elcarrete de la válvula bloquea el flujo de aceite de la bomba al tanque. Sinembargo, el flujo del aceite de la bomba está abierto a la válvula deretención de carga. El carrete de la válvula también conecta el extremo de lacabeza del cilindro con el aceite detrás de la válvula de retención de carga yel extremo del vástago del cilindro con el conducto al tanque.

Válvula de control direccional de centro abierto, posición LEVANTAR

En la figura 3.5.4 el aumento de la presión de aceite de la bomba sobrepasala presión detrás de la válvula de retención de carga (saca de su asiento laválvula de retención de carga). El flujo de aceite de la bomba pasa a laválvula de retención de carga y alrededor del carrete de la válvula alextremo de la cabeza del cilindro.

El aceite del extremo del vástago del cilindro pasa por el carrete de laválvula y fluye al tanque.

A L TA NQ UE

AL TAN QU E AL TANQ UE

DE L E XT RE MODE L VA STAGOD EL CIL IND RO

DE LAB O MBA

CU ER PODE L A VA LV UL ACA RR ET E

DE LA VA LV UL A

VA LV UL AD E R ET ENC IO N

DE C AR GA

DE L EXT RE MODE LA C AB EZAD EL CIL IN DRO

Fig. 3.5.4 Posición levantar


La válvula de retención de carga impide que el aceite del extremo dela cabeza del cilindro fluya al conducto de aceite de la bomba. Elflujo de aceite de la bomba bloqueado produce un aumento de lapresión de aceite.

UNAPOSICION

DOSPOSICIONES

TRESPOSICIONES

Fig. 3.5.5 Símbolos ISO

Símbolos ISO de la válvula de control direccional

Rectángulo básico

El símbolo ISO de la válvula básica de la figura 3.5.5 consta de uno ovarios rectángulos. El número de rectángulos representa el número deposiciones que puede tener la válvula.

Paso del flujo

En la figura 3.5.7 las líneas y las flechas dentro de los rectángulosindican básicamente el paso y la dirección del flujo entre los orificios.

TRESFUNCIONES

SEISFUNCIONES

DOSFUNCIONES

CUATROFUNCIONES

Fig. 3.5.6 Orificio de la válvula

F LU JOT RA N SV E RS AL

FL U JO

E N UN ADIRE C CIO N

F L UJO

E N AM BA SDIRE C CIO N ES

F LU JOB LO Q U EA DO

F L U JO

PA R AL E LO

Fig. 3.5.7 Paso del flujo

Orificio de la válvula

En la figura 3.5.6 se muestran los orificios de la válvula que conectanlas tuberías de operación. Una válvula con dos orificios se refieregeneralmente a una válvula de dos funciones. No se debe confundircon una válvula de dos posiciones (mostrada en la figura 3.5.5). Lasválvulas pueden tener tantas posiciones y orificios como seannecesarios. Sin embargo, la mayoría de las válvulas tienen un númerode posiciones entre 1 y 3, y un número de orificios entre 2 y 6.


Válvula de tres posiciones

La figura 3.5.8 muestra el símbolo ISO de una válvula de tresposiciones. En la válvula de tres posiciones, la posición del centro esla posición NEUTRAL o FIJA. Cuando la válvula no está haciendoun trabajo, la válvula está en la posición FIJA.

Dependiendo del diseño del carrete, la posición del centro sirve paradiferentes propósitos.

El símbolo ISO de la parte superior de la figura representa unaválvula de centro cerrado. Cuando está en la posición FIJA, el carretede centro cerrado bloquea todo el flujo de aceite.

El símbolo ISO del centro de la figura representa una válvula decentro en tándem. Cuando está en la posición FIJA, la válvula decentro en tándem bloquea el flujo de aceite en los puntos A y B, peroconecta la bomba al tanque.

El símbolo ISO de la parte inferior de la figura representa una válvulade centro abierto. Cuando está en la posición FIJA, la válvula decentro abierto conecta todos los orificios al tanque.

CENT RO CERR ADO

CEN TRO EN TAND EM(CENT RO A BIERTO

C AT ERPILL AR )

CENT RO A BIERTO

A B

P T

A B

P T

A B

P T

Fig. 3.5.8 Válvula de tres posiciones


DE LABOM BA

ALTA NQ UE

VA LV UL AD E R ET ENC IO N

BA JA R

LE VAN TA R

CO NT ROL MA NUA L

A L E XT RE MO DE L VA STAGO DE L CIL IND RO

AL TA NQ UE

AL EXT RE MO DE LA C AB EZA D EL CIL IND RO

Fig. 3.5.9 Válvula de seis funciones

DE LABOM BA

A LTAN QU E

VA LV ULAD E R ET EN CIO N

BA JAR

LE VA N TA R

C ON TRO L P ILOTO

A L E XT RE MO DE L VA STAGO DE L C ILIND RO

A L TAN QU E

AL EX TR EMO D E L A C AB EZ A D EL CILIN DRO

ACE IT E P ILOTO

ACE IT E P ILOTO

Fig. 3.5.10 Válvula de seis funciones

Válvula de control piloto, tres posiciones, seis funciones, de centrocerrado

La figura 3.5.10 muestra una válvula de control piloto, de tresposiciones, seis funciones, de centro cerrado. En la posición FIJA,todo el aceite que fluye se bloquea en el carrete de la válvula decontrol.

Válvula de control manual de tres posiciones, seis funciones, decentro abierto

La figura 3.5.9 muestra una válvula de control manual de tresposiciones, seis funciones, de centro abierto, en la posición FIJA. Elaceite de la bomba fluye alrededor del carrete de la válvula al tanque.El aceite del cilindro se bloquea en el carrete de la válvula de control.


ACC IO NAD O RDE SO LE NOIDE

ACC ION A DO RM AN UA L

AC CIO NA DO RDE BOTON

D E E MP UJE

AC CIONA DO RDE PE DAL

AC CIO NA DO RDE ACE ITE

ACC ION AD ORD E A IRE

AC CIO NA DO RDE RE SO RTE

AC CIONA D OR DEPA LAN CA

EM PU JAR -SAC AR

ACC ION AD ORME CA N ICO

ACC IO NAD O RCO N TO PE

Fig. 3.5.11 Accionador de la válvula de control direccional

C UE RP OD E L A VALV U LA

TA P O N

EX TR EM O D E LA CAB EZ A

E XT RE MO DE L VA STAGO

E XTR E MO DE LA CA BE ZADE LA BO MBA

AL TAN QUE

CA

NA

LE

S

CA NA L ES

O RIF IC IO

O RIFICIO O RIF ICIO

O RIF IC IO O R IF ICIO

O RIFICIO

O R IF ICIO

O R IF ICIO

C UE RP OD E L A VALVU L A

TA PO N

D E LA BO MBA

EX TR EMO D EL VAS TAG O A L TA NQ UE

Fig. 3.5.12 Válvula rotatoria

Válvula rotatoria

La válvula rotatoria (figura 3.5.12) consta de una conexión circularcon conductos o canales. Los canales se conectan con los orificios delcuerpo de la válvula. En vez de tener movimientos a la derecha o a laizquierda, la válvula tiene un movimiento de rotación.

En el diagrama a la izquierda, la válvula conecta la bomba al extremodel vástago del cilindro. El aceite del extremo de la cabeza fluye altanque. Cuando la válvula gira 90 grados, la bomba se conecta alextremo de la cabeza y el aceite del extremo del vástago fluye altanque.

La válvula rotatoria de la figura es una válvula de cuatro funciones.Sin embargo, las válvulas rotatorias pueden ser de dos o tresfunciones. La válvula rotatoria se usa en operaciones de presión baja.


Accionador de la válvula de control direccional

La figura 3.5.11 muestra los símbolos ISO de los diferentesaccionadores de la válvula de control direccional.


Válvula de retención

El objetivo de una válvula de retención es permitir que el aceite fluyafácilmente en un sentido, pero impedir el flujo de aceite en el sentidoopuesto. La válvula de retención es llamada algunas veces válvula deretención “de una función”.

La mayoría de las válvulas de retención consta de un resorte y unaválvula de asiento cónico, como se ve en la figura 3.5.13. Sinembargo, algunas veces se usa una bola en lugar de la válvula deasiento cónico. En algunos circuitos, la válvula de retención puedeestar flotando libremente (no hay resorte).

En la válvula de la izquierda en la figura, cuando la presión del aceitede la bomba sobrepasa la presión de aceite en el reverso de la válvulade retención y la fuerza leve del resorte de la válvula de retención, laválvula de retención se abre y permite que el aceite fluya alimplemento.

En la válvula de la derecha en la figura, cuando la presión del aceitede la bomba es menor que la presión del aceite del implemento, laválvula de retención se cierra y evita que el flujo de aceite sedevuelva al implemento a través de la válvula.

A LIM PL EME NTO

D E L AB OM BA

A L AB OM BA

D ELIM PLE M ENTO

Fig. 3.5.13 Válvula de retención


ACEIT EPILOTO

D E L A VA LVUL AD E C ONT RO L

ALC IL INDRO

VA LVUL A PIL OTO

VALVUL A DE R ETENC IO N

VASTAGO

Fig. 3.5.14 Flujo hacia adelante

AC EITEPILOTO

A LA VA LVU LAD E C ON TRO L

DELC ILINDR O

VALVU LA PIL OTO

VALVU LADE RE TE NCION

VAS TAGO

Fig. 3.5.15 Flujo bloqueado

Flujo bloqueado

Cuando el aceite deja de fluir de la válvula de control, la válvula deretención se asienta como se muestra a la derecha en la figura 3.5.15. Elaceite que fluye del cilindro a la válvula de control se bloquea en la válvulade retención.

La válvula de retención de operación piloto se usa con mayor frecuencia enoperaciones donde es un problema la carga variable. La válvula de retenciónde operación piloto permite que los cambios de carga se hagan con unatolerancia muy precisa.

Válvula de retención de operación piloto

La válvula de retención de operación piloto permite, a diferencia dela válvula de retención simple, que el aceite fluya a través de laválvula en sentido opuesto.


Flujo hacia adelante

La figura 3.5.14 muestra una válvula de retención de operaciónpiloto. La válvula de retención de operación piloto consta de unaválvula de retención, una válvula piloto y un vástago. La válvula deretención de operación piloto permite un flujo libre de la válvula decontrol al cilindro.

Flujo inverso

La válvula de la figura 3.5.16 muestra el paso del flujo de aceite delcilindro a la válvula de control.

Cuando se requiere flujo, se envía aceite piloto a la cámara de aceitede la válvula piloto. La presión de aceite piloto mueve la válvulapiloto y el vástago hacia la derecha y saca de su asiento la válvula deretención. El flujo de aceite del cilindro fluye a través de la válvulade retención a la válvula de control y de allí al tanque.

La válvula se diseña para tener una relación específica de presiónentre la presión de carga y la presión piloto. La válvula usada en elEquipo de Capacitación Explorer tiene una relación de presión de3:1. La presión necesaria para abrir la válvula de retención es igual aun tercio de la presión de carga. Una presión de carga de 4.134 kPa(600 lb/pulg2) requiere una presión piloto de 1.378 kPa (200lb/pulg2) para abrir la válvula de retención.

AC E IT EP IL O TO

A L A VA LVU L A

D E C O N TR O L

DE L

CIL IN DR OVALV U LAP ILOTO

VA LV UL A D ER ET E NC IO N

VAS TAG OC AM AR A DE AC E IT EDE L A VA LV UL A P IL O TO

Fig. 3.5.16 Flujo inverso


Símbolos ISO de la válvula de retención

En la figura 3.5.17 los símbolos ISO “A” y “B” representan la válvulade retención simple en las posiciones ABIERTA y CERRADA.

El símbolo ISO “C” representa una válvula de lanzadera. La válvulade lanzadera (resolvedora) permite que dos circuitos separadossuministren aceite a un tercer circuito y mantiene los dos circuitosseparados uno del otro.

El símbolo ISO “D” representa una válvula de retención de operaciónpiloto.

VALV UL A D ER ETE NC IO N (ABIERTA )

A B

VALV UL A DER ET EN CIO N (CE RR ADA )

C IRC UITO 2C IR CU ITO 1

C

CIR CU ITO 3

VALVU LA DE LA NZ AD ER A(VALV UL A R ES OLVED O RA)

D

VA LVU LA DE R ETE NC IO ND E O PE RACION PIL OTO

PIL OTO

Fig. 3.5.17 Símbolos ISO de la válvula de retención


Válvula de compensación

La válvula de compensación de la figura 3.5.18 es similar a la válvula deretención. Normalmente, la válvula de compensación se ubica en elcircuito entre el implemento y el tanque. Durante las operacionesnormales, el aceite de la bomba o del cilindro llenan el área detrás de laválvula de compensación. La presión del cilindro mantiene la válvulaCERRADA. Cuando la presión del cilindro es aproximadamente menoren 14 kPa (2 lb/pulg2) que la presión del tanque, la válvula decompensación pasa a la posición ABIERTA. El aceite del tanque sedesvía a la bomba y fluye directamente a través de la válvula decompensación al cilindro.

La válvula de compensación se usa para impedir la cavitación. Porejemplo, cuando un cucharón de un cargador está en posiciónLEVANTADA y el operador mueve el control a la posición BAJARCOMPLETAMENTE, la fuerza gravitacional en el cucharón setransmite a través del pistón del cilindro al aceite de retorno. El aumentode presión en el aceite de retorno aumenta el flujo del cilindro. Cuandoel pistón del cilindro desplaza el aceite de retorno más rápido de lo quela bomba puede enviar el aceite para desplazar el pistón, se forma unvacío en el cilindro y las tuberías. Este vacío puede hacer que hayacavitación en el cilindro y las tuberías. Cuando la presión del cilindro ylas tuberías es menor en 14 kPa (2 lb/pulg2) que la presión del tanque, laválvula de compensación se abre y permite que el aceite del tanque fluyaa través de la válvula de compensación a las tuberías y al cilindro. Esteprocedimiento evita la cavitación en el cilindro y las tuberías.

Símbolo ISO de la válvula de compensación

La operación de una válvula de compensación es la misma que la de unaválvula de retención. Por tanto, el símbolo ISO de la válvula decompensación es el mismo que el símbolo ISO de la válvula deretención.

NOTA DEL INSTRUCTOR: En este punto, realice las prácticas detaller 3.5.2 y 3.5.3

AC EIT E DEL TAN QU E

DELCILIND RO

ACEIT E D EL TANQ UE

A LO SC IL IND RO S

Fig. 3.5.18 Válvula de compensación


Solenoide de espacio de aire

La figura 3.5.19 muestra un solenoide de espacio de aire. Cuando seactiva la bobina, se crea un campo electromagnético. Como todocampo, produce electricidad que fluye a través de un cable. Cuandoel cable es recto, el campo es relativamente débil. Cuando el cableestá enrollado en una bobina, el campo electromagnético es muchomás fuerte. El campo toma una forma circular alrededor de la bobina.Mientras mayor sea el número de vueltas en la bobina, mayor fuerzatendrá el campo.

Cuando el flujo de electricidad a través de la bobina permanececonstante, el campo electromagnético actúa como un campo de unabarra de imán permanente. El campo electromagnético atrae elinducido. El inducido mueve un pasador de empuje y éste mueve elcarrete en la válvula de control.

El solenoide de espacio de aire está protegido por una cubierta. Elsolenoide de espacio de aire también tiene un “accionador manual”.El accionador manual permite que la válvula pueda activarse cuandoel solenoide está averiado o se encuentra desarmado. Un pasadorpequeño de metal se ubica en la cubierta. El pasador estádirectamente en línea con el inducido. Cuando se empuja el pasadordentro de la cubierta, mecánicamente mueve el inducido. El inducidomueve el pasador de empuje que a su vez desplaza el carrete.

ACCIONADORMANUAL

CUBIERTA

INDUCIDO

PASADORDE EMPUJE

CAMPOELECTROMAGNETICO

BOBINA

Fig. 3.5.19 Solenoide de espacio de aire


VALVULAS DE CONTROL ACCIONADAS POR SOLENOIDE

Accionador de solenoide

En un accionador de solenoide un campo electromagnético mueveun inducido que a su vez mueve un pasador de empuje. El pasadorde empuje mueve finalmente el carrete de la válvula.

Los dos accionadores más comunes de solenoide son el de solenoidede espacio de aire y el de solenoide húmedo.

Solenoide de inducido húmedo

El solenoide de inducido húmedo (figura 3.5.20) es un dispositivoprácticamente nuevo en los sistemas hidráulicos.

El solenoide de inducido húmedo consta de un bastidor rectangular,una bobina, tubo, un inducido, un pasador de empuje y un accionadormanual. El bastidor rectangular y la bobina están encapsulados enresina plástica. El tubo se ajusta dentro de un orificio que va por elcentro de la bobina y los dos lados del bastidor. El inducido estácontenido en el tubo y está bañado con fluido hidráulico que provienede la válvula direccional. El fluido hidráulico es mejor conductor delcampo electromagnético que el aire. Por tanto, el solenoide deinducido húmedo trabaja con mayor fuerza que el solenoide deinducido de espacio de aire.

Cuando la bobina se energiza, se crea un campo electromagnético. Elcampo electromagnético mueve el inducido. El inducido mueve unpasador de empuje y éste a su vez mueve el carrete en la válvula decontrol.

En el solenoide de inducido húmedo, el accionador manual está en elextremo del tubo que contiene el inducido y el pistón de empuje. Elaccionador manual se usa para verificar el movimiento del carrete dela válvula direccional. Si el solenoide falla debido a que el carrete seatora, puede revisarse el movimiento del carrete oprimiendo elaccionador manual. También puede usarse el accionador manual paraverificar el ciclo del accionador, sin necesidad de energizar todo elsistema de control eléctrico.

ACC IO NAD O RM A NUAL

PASA DO RDE EM PUJ E

F LU ID OH ID RAUL ICO

IND UCIDOBO BIN ABAST IDOR

TU BO

Fig. 3.5.20 Solenoide de inducido húmedo


Válvula de control direccional controlada por solenoide, deresorte descentrado, de operación piloto, de dos posiciones y decuatro funciones

La figura 3.5.21 muestra una válvula de control direccionalcontrolada por solenoide, de resorte descentrado, de operación piloto,de dos posiciones y de cuatro funciones.

La válvula de control direccional controlada por solenoide, de resortedescentrado, de operación piloto, de dos posiciones, generalmente notiene dos solenoides. El segundo solenoide se considera un gastoinnecesario y un elemento más de qué preocuparse en el sistema.

El solenoide se usa para desplazar el carrete de la válvula piloto. Unresorte retorna el carrete de la válvula a su posición inicial. Cuandose diseña un sistema para un flujo grande de aceite se requiere unaválvula direccional grande. Se necesita una fuerza considerable paradesplazar un carrete de una válvula grande. El solenoide necesitaríaproducir una cantidad muy grande de fuerza. En las válvulas de estetipo, se ubica un pequeño solenoide controlado por una válvula pilotoen la parte superior del carrete de la válvula principal más grande.Cuando se requiere desplazamiento, el aceite presurizado fluye delsolenoide pequeño, controlado por la válvula piloto, a uno de loslados del carrete de la válvula más grande.

T

BA

P

T A P B

Fig. 3.5.21 Válvula de control direccional de dos posicionesy de cuatro funciones


Válvula de control direccional controlada por solenoide, deoperación piloto, de tres posiciones y de cuatro funciones

La figura 3.5.22 muestra una válvula de control direccionalcontrolada por solenoide, de operación piloto, de tres posiciones y decuatro funciones.

Dos válvulas solenoides controlan la válvula piloto. La válvula pilototambién tiene un resorte ubicado en cada extremo del carrete. Cuandoningún solenoide está activo, los resortes del carrete de la válvulamantienen el carrete de la válvula en la posición CENTRAL. Cuandola válvula piloto está en la posición CENTRAL, se bloquea el aceitepiloto que fluye a la válvula de control más grande. Los resortes de laválvula de control direccional de tres posiciones hacen que el carretede control vuelva a la posición CENTRAL.

El centrado del resorte es el modo más común de centrar un carretede válvula de control direccional. La válvula de control direccionaltiene un resorte a cada extremo del carrete de la válvula. Cuando lapresión del aceite piloto se aplica a uno de los extremos del carrete dela válvula direccional, el carrete de la válvula se mueve y comprimeel resorte en el extremo opuesto. Cuando no hay presión del aceitepiloto, el resorte nuevamente lleva el carrete de control direccional ala posición CENTRAL.

VALVU LA PIL OTO CO NT ROL ADAPOR S OLE NO ID ES OLE NO ID E

T

BA

P

T A P B

S OLE NO ID E

Fig. 3.5.22 Válvula de control direccional de tres posiciones y de cuatro funciones


Averías del solenoide

La mayoría de las averías del accionador de solenoide ocurrencuando las válvulas se pegan. Un carrete pegado evita que el inducidose cierre apropiadamente. La contaminación es la causa más comúndel “pegado” de un carrete de válvula. Los contaminantes tales comoarenilla, virutas de metal y otras partículas pueden acumularse entreel carrete y el orificio, y hace que el carrete se pegue. También laspartículas de oxidación del aceite pueden producir un barniz pegajosoque tapona los espacios libres entre el carrete y las paredes delorificio, haciendo que el carrete se pegue. Colocando un filtro deaceite podemos quitar la arenilla, las virutas de metal y otraspartículas contaminantes. El barniz formado se puede quitar lavandola válvula con un disolvente adecuado. La mayoría de los problemasde este tipo se pueden eliminar usando el aceite apropiado yrealizando los intervalos correctos de cambio de filtro.

Cuando la válvula se pega y se activa el solenoide, la bobina delsolenoide recibe un alto flujo constante de corriente que producecalor excesivo. El solenoide no está diseñado para disipar el calorexcesivo, y la bobina se quema. Los problemas de sobrecalentamientoocurren frecuentemente durante períodos de temperaturas altas delmedio ambiente o voltajes bajos del sistema.

Los problemas por averías de solenoide debidos a altas temperaturasdel ambiente pueden controlarse aumentando el flujo de aire a travésdel solenoide. La temperatura del aceite hidráulico puede reducirsepara permitir que el solenoide maneje más calor del sistemahidráulico. Cuando se lleva a cabo la operación en un clima muycaliente, algunas veces es necesario un diseño diferente de válvula.Se pueden hacer algunos arreglos para que el sistema opere atemperaturas más bajas.

Cuando el voltaje de la bobina es demasiado bajo, el campoelectromagnético no es lo suficientemente fuerte para atraer elinducido. Del mismo modo, cuando el carrete se pega, la corrientecontinúa fluyendo a través de la bobina. El flujo constante decorriente producirá calor excesivo.

Otros factores también afectan la operación correcta y la vida útil delaccionador de solenoide. El accionador de solenoide puede fallarcuando el ciclo es excesivo, debido a un corto circuito, o cuando seopera con un suministro eléctrico incorrecto (frecuencia incorrecta,voltaje incorrecto).


Válvula controlada por solenoide, de resorte descentrado, de dosposiciones y de cuatro funciones

El símbolo ISO de la figura 3.5.23 muestra una válvula de controldireccional de resorte descentrado en su posición normal. El aceite dela bomba fluye al orificio A, y el aceite que entra por el orificio Bfluye al tanque.

Cuando se activa el solenoide, mueve la válvula contra el resorte. Elaceite de la bomba entonces fluye a B, y el aceite de A fluye altanque.

A B

P T

Fig. 3.5.23 Válvula de dos posiciones y de cuatro funciones

A B

P T

Fig. 3.5.24 Válvula de tres posiciones y de cuatro funciones


Válvula de centro cerrado, de operación piloto controlada porsolenoide, de resorte centrado, de tres posiciones y de cuatrofunciones

La figura 3.5.24 muestra el símbolo ISO de una válvula de centrocerrado, de operación piloto controlada por solenoide, de resortecentrado, de tres posiciones y cuatro funciones, en su posiciónnormal. Las cuatro funciones están bloqueadas en la válvula. Cuandoel solenoide a la derecha se energiza, el aceite de la bomba fluye alorificio B, y el aceite de A fluye al tanque. Cuando se energiza elsolenoide de la izquierda, el aceite de la bomba fluye a A, y el aceitede B fluye al tanque.

NOTA DEL INSTRUCTOR: En este punto, realice el práctica detaller 3.5.4

PRACTICA DE TALLER 3.5.1: VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL

Objetivos

Instalar y operar una válvula de control direccional en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte la válvula manual en la bandeja de montaje del componente horizontal.

Para montar la válvula, afloje primero las tuercas de mariposa hasta la mitad. Deslice los pernos detransporte dentro de las ranuras de la bandeja de montaje. Mueva la válvula hasta un punto en quepueda operar la palanca confortablemente. Apriete las tuercas de mariposa de modo que la válvulaquede asegurada en su lugar.


3. Ajuste la presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2).


5. Con la palanca de control en la posición NEUTRAL, lea las presiones de los manómetros. Anotelos valores encontrados.

Presión del sistema:aproximadamente 517 kPa - 689 kPa (75 lb/pulg2 - 110 lb/pulg2)(resistencias de las tuberías).

Presión en el extremo del vástago: 0 kPa (0 lb/pulg2).

Presión en el extremo de la cabeza:0 kPa (0 lb/pulg2).


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

5.1

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULADE ALIV IO DE

RE SPALDO


CILINDRO


A

B

P

T

MANOMETRODEL EXTREMODEL VASTAGO

MANOMETRODEL EXTREMODE LA CABEZA

2

1 1

Fig. 3.5.25 Circuito

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.1: VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL (continuación)

6. Retraiga al máximo el vástago del cilindro. Mantenga la palanca de control en la posiciónRETRAER y lea las presiones de los manómetros. Anote los valores encontrados.

Presión del sistema:5.856 kPa(850 lb/pulg2).

Presión del extremo del vástago:5.856 kPa(850 lb/pulg2).

Presión del extremo de la cabeza:0 kPa (0 lb/pulg2).

7. Extienda al máximo el vástago del cilindro. Mantenga la palanca de control en la posición devástago extendido y lea las presiones de los manómetros. Anote los valores encontrados.

Presión del sistema:5.856 kPa(850 lb/pulg2).

Presión del extremo del vástago:0 kPa (0 lb/pulg2).

Presión del extremo de la cabeza:5.856 kPa(850 lb/pulg2).

8. Explique por qué hay diferencias en las lecturas de presión en los tres puntos anteriores.

Las lecturas del punto 5 muestran la válvula en su posición neutral con la bomba conectadaal tanque. Las resistencias mostradas corresponden a la tubería y a la válvula de control. Losorificios A y B están bloqueados. Los orificios A y B no están presurizados.

Las lecturas del punto 6 muestran al cilindro totalmente retraído. El aceite que fluye a loscilindros está bloqueado en el pistón. La presión del aceite ha aumentado y ha abierto laválvula de alivio del sistema. Los orificios P y A están conectados y las presiones son iguales.El orificio B está conectado al tanque.

Las lecturas del punto 7 muestran el cilindro completamente extendido. El flujo de aceitedentro del cilindro está bloqueado en el pistón. La presión de aceite ha aumentado y haabierto la válvula de alivio del sistema. Los orificios P y B están conectados y las presionesson iguales. El orificio A está conectado al tanque.



PRACTICA DE TALLER 3.5.1: VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL

Objetivos

Instalar y operar una válvula de control direccional en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento


Procedimiento

1. Monte la válvula manual en la bandeja de montaje del componente horizontal.

Para montar la válvula, afloje primero las tuercas de mariposa hasta la mitad. Deslice los pernos detransporte dentro de las ranuras de la bandeja de montaje. Mueva la válvula hasta un punto en quepueda operar la palanca confortablemente. Apriete las tuercas de mariposa de modo que la válvulaquede asegurada en su lugar.




5. Con la palanca de control en la posición NEUTRAL, lea las presiones de los manómetros. Anotelos valores encontrados


Presión del extremo del vástago:

Presión del extremo de la cabeza:


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

5.1

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO


RE SPALDO


CILINDRO


A

B

P

T



2

1 1


Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.1: VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL (continuación)

6. Retraiga al máximo el vástago del cilindro. Mantenga la palanca de control en la posiciónRETRAER y lea las presiones de los manómetros. Anote los valores encontrados.




7. Extienda al máximo el vástago del cilindro. Mantenga la palanca de control en la posición devástago extendido y lea las presiones de los manómetros. Anote los valores encontrados.




8. Explique por qué hay diferencias en las lecturas de presión en los tres puntos anteriores.



PRACTICA DE TALLER 3.5.2: VALVULA DE RETENCION

Objetivos

Instalar y operar una válvula de retención en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito dado en la figura 3.5.26.



4. Lea los valores del manómetro del sistema y del flujómetro (Lectura 1).

5. Anote en la siguiente tabla los valores de presión y de flujo encontrados.



Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

dde

Talle

r 3.

5.2

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO


RE SPALDO


2 1

VALVULA DERETENCION SIMPLE

FLUJOMETRO

2

1 1


LEC TUR AS M ANO M ET RO FL UJO M ET RO(g al EE .UU./m in )

1

2

0 ,95 17 kPa - 6 89 kPa

(75 lb /p u lg 2 - 100 lb /p u lg 2)

5.85 6 kPa (8 50 lb/p ulg 2) 0

Fig. 3.5.27

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.2: VALVULA DE RETENCION (Continuación)

7. Invierta la válvula de retención como se muestra en la figura 3.5.28.



10. Anote en la tabla de la figura 3.5.27, la presión y el flujo encontrados.


Explique las diferencias en las lecturas tomadas en los puntos 1 y 2.

La presión en la lectura 1 muestra las resistencias a un flujo de 0,9 gal EE.UU./min en lastuberías, válvula de retención y flujómetr o. La presión en la lectura 2 muestra que laválvula de alivio del sistema está abierta y no hay flujo en las tuberías, válvula deretención, ni flujómetr o.


BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULADE ALIVIO DE

RE SPALDO


21


FLU JOMETRO1

2

1


PRACTICA DE TALLER 3.5.2: VALVULA DE RETENCION

Objetivo

Instalar y operar una válvula de retención en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito dado en la figura 3.5.26.




5. Anote en la siguiente tabla los valores de presión y de flujo encontrados.



Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3

.5.2

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO


RE SPALDO


2 1


FLUJOMETRO

2

1 1


LECTURAS MANOMETRO FLUJOMETRO

1

2

Fig. 3.5.27

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.2: VALVULA DE RETENCION (Continuación)

7. Invierta la válvula de retención como se muestra en la figura 3.5.28.



10. Anote en la tabla de la figura 3.5.27 la presión y el flujo encontrados.


Explique las diferencias en las lecturas tomadas en los puntos 1 y 2.

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________


BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULADE ALIVIO DE

RE SPALDO


21


FLU JOMETRO1

2

1


PRACTICA DE TALLER 3.5.3: CIRCUITO DE LA VALVULA DE RETENCION DEOPERACION PILOTO

Objetivos

Instalar y operar una válvula de retención de operación piloto en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento

1. Monte el circuito mostrado en la figura 3.5.29.



4. Tome las lecturas del manómetro y del flujómetro (Lectura 1).

5. Anote las lecturas en la tabla de la figura 3.5.30.



Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

allle

r 3

.5.3

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALV ULA

DE ALIV IO DERESPALDO


21

VALVULA DE RETENCIONPILOTO

FLUJOMETRO

3

1

2

1


L ECT UR A FL UJOga l EE .UU /m in

P RE SIO N D EA PERT UR A

1

2

0 5 .856 kP a (850 lb/p ulg 2)

03

0,9 689 kPa (100 lb /p ulg 2 )

4 0 ,9 1.378 kPa (200 lb /pu lg 2 )

PRE SIONDE L S IST EM A

2.067 kPa (300 lb/pu lg 2 )

4 .134 kPa (600 lb/pulg 2) 689 kPa (100 lb /pulg 2)

4 .134 kPa (600 lb/p ulg 2)

Fig. 3.5.30 Tabla

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.3: CIRCUITO DE LA VALVULA DE RETENCION DEOPERACION PILOTO (Continuación)

7. Monte el circuito como se muestra en la figura 3.5.31.

8. Gire con cuidado al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula reductora depresión.



11. Gire lentamente a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula reductora de presión hastacuando aparezca flujo en el flujómetro.

12. Tome las lecturas de los manómetros y del flujómetro (Lectura 2).


14. Desactive el equipo de capacitación por dos minutos.

15. Gire una vuelta a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula reductora de presión.










2 1

3

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULA DE

ALIVIO DERESPALDO


21

VALVULA DERETENCION PILOTO

FLUJOMETRO

3VALVULA REDUCTORADE PRESION

ABERTURADE PRESION

1

2

1



Preguntas:

1. ¿La presión de apertura de la válvula de retención de operación piloto es igual aaproximadamente un tercio de la presión del sistema?

X Sí No

2. Explique la diferencia entre la válvula de retención piloto y la válvula de retención no piloto.

La válvula de retención no piloto permite un flujo libre en un sentido mientras bloquea todoel flujo en el sentido opuesto.

La válvula de retención piloto permite el flujo libre en un sentido. También, bajo condicionesespecíficas, se usa un tercer orificio para abrir la válvula de retención y permitir el flujo enel sentido opuesto.


PRACTICA DE TALLER 3.5.3: CIRCUITO DE LA VALVULA DE RETENCION DEOPERACION PILOTO

Objetivo

Instalar y operar una válvula de retención de operación piloto en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento



3. Ajuste la presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2)

4. Tome las lecturas del manómetro y del flujómetro (Lectura 1).


6. Apague el equipo de capacitación.


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

5.3

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALV ULA

DE ALIV IO DERESPALDO


21

VALVULA DE RETENCIONPILOTO

FLUJOMETRO

3

1

2

1


LECTURAS FLUJO PRESIONDE APERTURA

1

2

3

4

PRESION DELSISTEMA

Fig. 3.5.30 Tabla

Nombre _________________________


7. Monte el circuito como se muestra en la figura 3.5.31.

8. Gire con cuidado al máximo a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula reductora depresión.






14. Desactive el equipo de capacitación por dos minutos.

15. Gire una vuelta a la izquierda el tornillo de ajuste de la válvula reductora de presión.










2 1

3

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALVULA DE

ALIVIO DERESPALDO


21

VALVULA DERETENCION PILOTO

FLUJOMETRO

3VALVULA REDUCTORADE PRESION

ABERTURADE PRESION

1

2

1



Preguntas:

1. ¿La presión de apertura de la válvula de retención de operación piloto es igual aaproximadamente un tercio de la presión del sistema?

Sí No

2. Explique las diferencias entre la válvula de retención piloto y la válvula de retención no piloto.


PRACTICA DE TALLER 3.5.4 VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL ACCIONADAPOR SOLENOIDE

Objetivos

Instalar y operar una válvula de control direccional accionada por solenoide en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento




4. Con la válvula de control en la posición NEUTRAL, lea las presiones de los manómetros.Anote las lecturas de presión encontradas.

Presión del sistema:5.856 kPa (850 lb/pulg2)

Presión en el extremo del vástago:0 lb/pulg2

Presión en el extremo de la cabeza:0 lb/pulg2

5. Oprima y mantenga así el interruptor para retraer el vástago del cilindro. Tome las lecturas delos manómetros y anote los valores encontrados.


Presión del extremo del vástago:5.856 kPa (850 lb/pulg2)

Presión del extremo de la cabeza:0 lb/pulg2


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

5.4

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAV ALVULADE ALIV IO DE

RESPALDO

VALVULA DECONTROL

DE SOLENOIDE

CILINDRO


A

B

P

T



1 1

2


Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.4 VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL ACCIONADAPOR SOLENOIDE (continuación)

6. Oprima y mantenga así el interruptor para extender el vástago del cilindro. Tome las lecturas delos manómetros y anote los valores encontrados.


Presión del extremo del vástago:0 lb/pulg2

Presión del extremo de la cabeza:5.856 kPa (850 lb/pulg2)

7. Desconecte el suministro de corriente de la bomba eléctrica y mueva la válvula de controlaccionada por solenoide para reducir la presión en las mangueras.

8. Desactive el equipo de capacitación y conecte la corriente de la bomba. Desconecte lasmangueras.

Preguntas:

1. Resuma las diferencias de las lecturas tomadas en los pasos 4, 5 y 6.

Las lecturas en el paso 4 indican que la válvula está en su posición neutral con todos los orificios bloqueados.El aceite de la bomba está fluyendo a través de la válvula de alivio. Los orificios A y B no están presurizados.

Las lecturas en el paso 5 indican que el cilindro está completamente retraído. El flujo de aceite en el cilindroestá bloqueado en el pistón. La presión de aceite aumentó y abrió la válvula de alivio del sistema. Los orificiosP y A están conectados y las presiones son iguales. El orificio B está conectado al tanque.

Las lecturas en el paso 6 indican que el cilindro está totalmente extendido. El flujo de aceite en el cilindro estábloqueado en el pistón. La presión de aceite aumentó y abrió la válvula de alivio del sistema. Los orificios P y Bestán conectados y las presiones son iguales. El orificio A está conectado al tanque.

2. ¿Qué ocurre en la válvula cuando se activa el solenoide?

Cuando el solenoide se activa, se crea un campo electromagnético alrededor de la bobina. Este campo atrae elinducido que está conectado al vástago de empuje. El vástago de empuje mueve el carrete de la válvula a lanueva posición. La válvula comprime el resorte en el extremo opuesto del carrete. La posición del carretedetermina el paso del flujo de aceite. Cuando el vástago se extiende, el flujo de la bomba se dirige al orificio Bdurante la activación del solenoide. El aceite del orificio A simultáneamente retorna al tanque.

3. ¿Qué ocurre en la válvula cuando se desactiva el solenoide?

Cuando el solenoide se desactiva, el campo electromagnético colapsa alrededor de la bobina. El resorte, en elextremo opuesto del carrete, mueve el carrete a la posición NEUTRAL. El carrete mueve el vástago de empuje yel inducido de regreso a la posición inicial.

4. Sin mirar los manómetros, ¿cómo puede decir que el carrete de la válvula se ha movido ?

Hay una luz indicadora en la conexión eléctrica de la válvula solenoide la cual se ilumina cuando el solenoidese activa. Usted también puede oír cuando se cierra el inducido del solenoide y cuando se mueve el carrete de laválvula.


PRACTICA DE TALLER 3.5.4 VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL ACCIONADAPOR SOLENOIDE

Objetivo

Instalar y operar una válvula de control direccional accionada por solenoide en un circuito simple.

Material necesario


Procedimiento


2. Ajuste la presión del sistema a 5.856 kPa (850 lb/pulg2)..


4. Con la válvula de control en la posición NEUTRAL, lea las presiones de los manómetros.Anote las lecturas encontradas de las presiones.




5. Oprima y mantenga así el interruptor para retraer el vástago del cilindro. Tome las lecturas delos manómetros y anote los valores encontrados.





Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

5.4

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAV ALVULADE ALIV IO DE

RESPALDO

VALVULA DECONTROL

DE SOLENOIDE

CILINDRO


A

B

P

T



1 1

2


Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.5.4 VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL ACCIONADAPOR SOLENOIDE (continuación)

6. Oprima y mantenga así el interruptor para extender el vástago del cilindro. Tome las lecturas delos manómetros y anote los valores encontrados.




7. Desconecte el suministro de corriente de la bomba eléctrica y mueva la válvula de controlaccionada por solenoide para reducir la presión en las mangueras.

8. Desactive el equipo de capacitación y conecte la corriente de la bomba. Desconecte lasmangueras.

Preguntas:

1. Resuma las diferencias de las lecturas tomadas en los pasos 4, 5 y 6.

2. ¿Qué ocurre en la válvula cuando se activa el solenoide?

3. ¿Qué ocurre en la válvula cuando se desactiva el solenoide?

4. Sin mirar los manómetros, ¿cómo puede decir que se ha movido el carrete de la válvula?


VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL - EXAMEN

Nombre _________________________

1. Anote dos aspectos que se deben tener en cuenta al usar una válvula de control direccional.

Capacidad de flujo máxima

Caída de presión a través de la válvula

2. Nombre la única pieza que se mueve en la válvula de control direccional.

El carrete de la válvula

Complete los espacios con la respuesta correcta.

3. Los resaltos del carretebloquean el flujo de aceite a través del cuerpo de la válvula.

4. Los surcos del carretepermiten que el aceite fluya alrededor del carrete y a través del cuerpode la válvula.

5. En el símbolo ISO de la válvula básica, el número de rectángulos representa el número deposicionesque puede cambiar la válvula.

6. Cuando la válvula está en posición normal, el aceite de suministro fluye a través de la válvula yde regreso al tanque. La válvula es una válvula de centro abierto.

7. Cuando la válvula está en posición normal, el flujo de aceite de suministro a través de laválvula está bloqueado. La válvula es una válvula de centro cerrado.

8. En el símbolo ISO de la válvula básica, las líneas y las flechas dentro de los rectángulosrepresentan básicamente el paso y sentido del flujo entre los orif icios.


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:E

xam

en 3

.5.1

VALVULA DE CONTROL DIRECCIONAL - EXAMEN (continuación)

9. Escriba debajo de cada símbolo su nombre correcto.


ACC IO NAD O RDE SO LE NOIDE

ACC ION A DO RM AN UA L

AC CIO NA DO RDE BOTON

D E E MP UJE

AC CIONA DO RDE PE DAL

AC CIO NA DO RDE ACE ITE

ACC ION AD ORD E A IRE

AC CIO NA DO RDE RE SO RTE

AC CIONA D OR DEPA LAN CA

EM PU JAR -SAC AR

ACC ION AD ORME CA N ICO

ACC IO NAD O RCO N TO PE

10. Dibuje una válvula de control direccional de operación por palanca, resorte centrado, tresposiciones, 4 funciones y centro abierto.

11. ¿Por qué una válvula accionada por solenoide debe tener accionador manual?

En una válvula accionada por solenoide, el accionador manual permite accionar laválvula cuando el solenoide ha sufrido una avería o está desarmado.

12. Describa cómo se usa un accionador por solenoide en una válvula de 2 posiciones.

En una válvula de 2 posiciones se usa sólo un solenoide para mover el carrete de laposición normal a la posición accionadora. Generalmente se usa un resorte pararegresar el carrete a su posición normal.


13. Escriba tres condiciones que pueden producir sobrecalentamiento del solenoide.

Válvulas pegadas

Altas temperatur as del medio ambiente

Bajo voltaje del sistema

14. Describa la operación de una válvula de retención.

La válvula de retención (que tiene una bola o cabeza sostenida en su lugar con un resorteliviano) se instala en serie con el flujo de aceite a través del circuito. La válvula de retenciónofrece restricción al flujo de aceite que hace que se produzca una presión leve contra laválvula de retención. Cuando la fuerza de la presión de aceite contra el área superficial de laválvula sobrepasa la fuerza del resorte de la válvula y la presión de aceite que pueda estardetrás de la válvula, la válvula de retención se mueve fuera de su asiento. El aceite fluye através de la válvula de retención al circuito restante.

Cuando el flujo de aceite se devuelve, cesa la fuerza contra el resorte de la válvula deretención. El resorte cierra la válvula y bloquea el flujo de aceite. El aumento de la fuerza dela presión causada por el flujo de aceite bloqueado se suma a la fuerza del resorte ymantiene la válvula de retención en su asiento.

La válvula de retención permite que el aceite fluya en un sentido y bloquea el flujo de aceiteen el sentido opuesto.

15. ¿Qué ocurre en un circuito cuando se instala al revés la válvula de retención?

La válvula permite paso de flujo cuando se supone que debe estar bloqueado y bloquea elflujo cuando se supone que debe fluir libremente.

16. ¿Cuál es la diferencia entre una válvula de retención de operación piloto y una válvula deretención simple?

La válvula de retención de operación piloto se diferencia de la válvula de retención simple enque la primera permite que el aceite fluya en sentido contrario a través de la válvula.

17. Defina “Relación piloto” y “Presión piloto”.

Relación piloto es la relación entre la presión de la tubería detrás de la válvula de retencióny la presión piloto requerida para abrir la válvula de retención. Una relación piloto de 3:1 escon frecuencia el valor de la mayoría de las válvulas de retención de operación piloto.

La presión piloto es la alimentación de la presión de suministro por el orificio piloto de laválvula. La presión piloto se usa para abrir la válvula de retención e invertir el flujo deaceite.



18. En el símbolo de una válvula de lanzadera en la figura arriba, el aceite puede fluir:

A. Del circuito 1 al circuito 2 D. A y B B. Del circuito 2 al circuito 3 E. B y C C. Del circuito 1 al circuito 3

19. Identifique y escriba en el espacio correspondiente los nombres de las partes del carrete de laválvula.

20. Cuando la relación entre la presión de carga y la presión piloto es 3:1, en la figura, ¿cuál es lapresión mínima requerida para abrir la válvula de retención?


C IRC UITO 2

CIRCUITO 3

CIRCUITO 1

CU ER P O DE L A VA LVU L A

O R IF IC IO D E L A VALV U LA RE S ALTO S DE L C AR RE T E

S U RC O DE L C AR RE T E

ACEIT EPILOTO

A L A VALVU LADE CO NT RO L

D ELCILIND RO

6.20 0 kPa(9 00 lb /p ulg 2)

2 .0 67 kPa(300 lb /pu lg 2)

VALVULAS DE CONTROL DIRECCIONAL - EXAMEN

Nombre _________________________

1. Anote dos aspectos que se deben tener en cuenta al usar una válvula de control direccional.

2. Nombre la única pieza que se mueve en la válvula de control direccional.

Complete los espacios con la respuesta correcta.

3. Los bloquean el flujo de aceite a través del cuerpo de la válvula.

4. Los permiten que el aceite fluya alrededor del carrete y del cuerpo dela válvula.

5. En el símbolo ISO de la válvula básica, el número de rectángulos representa el número de______________ que puede cambiar la válvula.

6. Cuando la válvula está en posición normal, el aceite de suministro fluye a través de la válvula yde regreso al tanque. La válvula es una .

7. Cuando la válvula está en posición normal, el flujo de aceite de suministro a través de laválvula está bloqueado. La válvula es una .

8. En el símbolo ISO de la válvula básica, las líneas y las flechas dentro de los rectángulosrepresentan el .


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:E

xam

ne 3

.5.1


9. Escriba debajo de cada símbolo su nombre correcto.


10. Dibuje una válvula de control direccional de operación por palanca, resorte centrado, tresposiciones, 4 funciones y de centro abierto.

11. ¿Por qué un válvula accionada por solenoide debe tener un accionador manual?

12. Describa cómo se usa un accionador por solenoide en una válvula de 2 posiciones.


13. Escriba tres condiciones que pueden producir sobrecalentamiento del solenoide.

14. Describa la operación de una válvula de retención.

15. ¿Qué ocurre en un circuito cuando se instala al revés la válvula de retención?

16. ¿Cuál es la diferencia entre la válvula de retención de operación piloto y la válvula de retenciónsimple?

17. Defina “Relación piloto” y “Presión piloto”.



18. En el símbolo de una válvula de lanzadera en la figura arriba, , el aceite puede fluir:

A. Del circuito 1 al circuito 2 D. A y B B. Del circuito 2 al circuito 3 E. B y CC. Del circuito 1 al circuito 3

19. Identifique y escriba en el espacio correspondiente los nombres de las partes del carrete de laválvula.

20. Cuando la relación entre la presión de carga y la presión piloto es 3:1, en la figura ¿cuál es lapresión mínima requerida para abrir la válvula de retención?


C IRC UITO 2

CIRCUITO 3

CIRCUITO 1

ACEIT EPILOTO

A L A VA LVUL ADE C ONT RO L

D ELC IL INDRO

6 .2 00 kPa(900 lb /p u lg 2)

Lección 6: Funciones y Válvulas de Control de Flujo

Fun

cion

es y

Vál

vula

s de

l Con

trol

de

Flu

jo

Introducción

El control de flujo tiene como objetivo controlar el volumen de flujode aceite que entra o sale de un circuito. El control de flujo de uncircuito hidráulico puede realizarse de varias maneras.

El modo más común es colocando un orificio en el sistema. Al ponerun orificio se produce una restricción mayor de la normal al flujo dela bomba. Una mayor restricción produce un aumento de la presiónde aceite. El aumento de la presión del aceite hace que parte delaceite vaya por otro camino. El camino puede ser a través de otrocircuito o a través de una válvula de alivio.

También hablaremos de las válvulas de control de flujo concompensación de presión y sin compensación de presión.








¥ Cilin dros

Objetivos


1. Describir la función de un orificio y de las válvulas de aguja,de control de flujo, de control de flujo con compensación depresión y de la válvula de caída rápida.

2. Identificar los símbolos ISO que representan las diferentesválvulas de control de presión.


Orificio

Un orificio es una abertura pequeña en el paso del flujo de aceite. Elflujo que pasa por un orificio se ve afectado por diferentes factores.Tres de los factores más comunes son:

1. La temperatura del aceite.

2. El tamaño del orificio.

3. La presión diferencial a través del orificio.

Temperatura

La viscosidad del aceite varía con los cambios de temperatura. Laviscosidad es una medida de la resistencia del aceite a fluir a unatemperatura determinada. El aceite hidráulico es más delgado y fluyemás fácilmente cuando la temperatura aumenta.

Tamaño del orificio

El tamaño del orificio controla el régimen de flujo a través delorificio. Un ejemplo común es un hueco en una manguera de jardín.Un hueco del tamaño de una cabeza de alfiler producirá un escape deagua muy fina. Un hueco más grande producirá un escape en formade un chorro de agua. El hueco, pequeño o grande, produce un flujode agua que escapa de la manguera. La cantidad de agua que escapadepende del tamaño del hueco (orificio).

El tamaño del orificio puede ser fijo o variable.


VALVUL AD E R ETEN CION

R ESORT E

ORIFIC IO

CAJA

Fig. 3.6.1 Válvula de retención con orificio fijo

Válvula de retención con orificio fijo

La figura 3.6.1 muestra una válvula de retención con un orificio fijo,generalmente usada en equipos de construcción. El orificio fijo es unhueco que va por el centro de una válvula de retención. Cuando elflujo de aceite está en el sentido normal, la válvula se abre y permiteque el aceite fluya alrededor de la válvula y a través del orificio.Cuando el aceite intenta fluir en el sentido contrario, la válvula secierra. Todo el aceite que fluye en el sentido contrario va a través delorificio y controla así el régimen de flujo.

Orificio variable

La figura 3.6.2 muestra un orificio variable en forma de válvula deaguja. En la válvula de aguja, el tamaño del orificio cambiadependiendo de la posición de la punta de la válvula en relación conel asiento de la válvula.

El aceite que fluye a través de la válvula de aguja debe hacer un girode 90° y pasar entre la punta de la válvula y el asiento de la válvula.La válvula de aguja es el dispositivo más frecuentemente usadocuando se necesita tener un orificio variable.

Cuando el tornillo de la válvula se gira a la izquierda, el orificioaumenta de tamaño y aumenta el flujo a través de la válvula.

Cuando el tornillo de la válvula se gira a la derecha, el orificiodisminuye de tamaño y disminuye el flujo a través de la válvula.

CUERPODE L A VALVU LA

ASIENTOD E L A VALVU LA

VASTAGOD E L A VA LVUL A

F LU JO SINREST RICC IO N

F L UJOCO N R EST RICCIO N

PUNTADE VALVU LA

Fig. 3.6.2 Orificio variable



3.445 kPa

(50 0 lb /pu lg 2 )

4 g al EE .UU./m in5 ga l EE.U U./m in

3.445 k Pa

(500 lb /p u lg 2)

1 gal EE.UU./m in

Fig. 3.6.3 Orificio variable de 4 gal EE.UU./min

El orificio variable mostrado en la figura 3.6.3 permite un flujo de 4gal EE.UU./min a una presión de 3.445 kPa (500 lb/pulg2). Cualquieraumento del flujo a través del orificio requiere una presión mayor de3.445 kPa (500 lb/pulg2). Cuando la presión excede 3.445 kPa (500lb/pulg2), la válvula de alivio se abre y el aceite en exceso (1 galEE.UU./min) fluye a través de la válvula de alivio.

Los diagramas de las figuras 3.6.3 y 3.6.4 constan de una bombaregulable, una válvula de alivio y un orificio variable. La válvula dealivio se ajusta a 3.445 kPa (500 lb/pulg2) y limita la presiónmáxima del sistema. El orificio puede ajustarse a cualquier flujoentre 0 y 5 gal EE.UU./min.

El orificio variable de la figura 3.6.4 permite un flujo de 1 galEE.UU./min a una presión de 3.445 kPa (500 lb/pulg2). Cualquieraumento del flujo a través del orificio requiere una presión mayor de3.445 kPa (500 lb/pulg2). Cuando la presión excede 3.445 kPa (500lb/pulg2), la válvula de alivio se abre y el aceite en exceso (4 galEE.UU./min) fluye a través de la válvula de alivio.

1 gal EE .UU./m in

3 .445 k Pa

(500 lb /p u lg 2)

4 gal EE .UU./m in

3 .445 kPa(5 00 lb /p ulg 2)

5 ga l EE.UU./m in

Fig. 3.6.4 Orificio variable de 1 gal EE.UU./min

B

CREMA D EN TA L D EN TA L

A

CREMA

Fig. 3.6.5 Presión diferencial


Presión diferencial

El flujo se ve afectado por la presión diferencial a través del orificio.A mayor presión diferencial a través del orificio, mayor flujo.

La figura 3.6.5 ilustra la presión diferencial usando dos tubos decrema dental. Cuando el tubo de crema dental se presionasuavemente, como en la figura A, la diferencia de presión entre lapresión interna del tubo y la presión externa es pequeña. Por tanto,sale únicamente una pequeña cantidad de crema dental.

Cuando el tubo de crema dental se presiona con fuerza, como en lafigura B, la diferencia de presión entre la presión interna del tubo y lapresión externa es grande. Por tanto, sale una mayor cantidad de pastadental.


Válvula de control de flujo sin compensación de presión

El diagramaa de la figura 3.6.6 consta de una bomba regulable, unaválvula de alivio, un cilindro, una válvula de control de flujo sincompensación de presión, dos manómetros y una válvula de controldireccional accionada por palanca en tándem centrado, de tresposiciones y cuatro funciones.

La válvula de control de flujo sin compensación de presión tiene unorificio variable y una válvula de retención. Cuando el aceite fluyepor el extremo de la cabeza del cilindro, la válvula de retención seasienta . El orificio variable controla el flujo de aceite en el extremode la cabeza. Cuando el flujo de aceite sale por el extremo de lacabeza del cilindro, la válvula de retención se abre, el aceite sigue elpaso de menor resistencia y fluye sin restricción a través de la válvulade retención.

En un circuito de control de flujo sin compensación de presión,cualquier cambio de la presión diferencial a través del orificioproducirá un cambio correspondiente en el flujo.

La válvula de alivio se ajusta a 3.445 kPa (500 lb/pulg2). El orificiose ajusta a un flujo de 5 gal EE.UU/min a 3.445 kPa (500 lb/pulg2)sin carga en el cilindro. La presión diferencial a través del orificio esde 3.445 kPa (500 lb/pulg2). Todo el aceite de la bomba fluye alcilindro a través del orificio.

5 g al E E .U U./m in

3 .445 kPa

(500 lb /p u lg 2)

3 .445 kP a

(500 lb /pu lg 2 )

0 g a l/m in

0 kPa

(0 lb/p ulg 2)

5 g a l E E.UU ./m in

S INCA R GA

Fig. 3.6.6 Diagrama de la válvula de control de flujo sin compensación de presión




3 .445 kPa

(500 lb /p u lg 2)

3 .445 kPa

(500 lb /p u lg 2)

2 ga l /m in

1 .378 kP a

(200 lb /p u lg 2 )


C AR G A

Fig. 3.6.7 Aumentos de carga y de presión

Aumento de carga

En la figura 3.6.7 la carga del cilindro se aumenta. La presiónrequerida del cilindro para sobrepasar la resistencia de la carga es de1.378 kPa (200 lb/pulg2). Los 1.378 kPa (200 lb/pulg2) se restan delos 3.445 kPa (500 lb/pulg2) disponibles corriente arriba del orificio.Esto reduce la presión diferencial a través del orificio a 2.067 kPa(300 lb/pulg2). Los 2.067 kPa (300 lb/pulg2) hacen que el flujo paseel orificio y disminuya a 3 gal EE.UU./min. Cualquier intento deaumentar el flujo a través del orificio hará que la presión del sistemaaumente por encima de la presión máxima ajustada en la válvula dealivio de 3.445 kPa (500 lb/pulg2). El flujo de 2 gal EE.UU./minrestantes hace que la presión del sistema aumente a un valor mayorde 3.445 kPa (500 lb/pulg2). La válvula de alivio se abre y los 2 galEE.UU./min fluyen a través de la válvula de alivio al tanque.

Una disminución del flujo a través del orificio produce unadisminución proporcional en la velocidad del cilindro.


3 .445 kPa

(500 lb /p u lg 2)

3 .445 kPa

(500 lb /pu lg 2 )

1 g a l /m in

689 kP a

(100 lb /p u lg 2)


CA R G A

Fig. 3.6.8 Disminución de carga y de presión


Disminución de carga

En la figura 3.6.8 la carga del cilindro disminuye. La presiónrequerida para sobrepasar la resistencia de la carga disminuye a 689kPa (100 lb/pulg2). Los 689 kPa (100 lb/pulg2) se restan de los 3.445kPa (500 lb/pulg2) disponibles corriente arriba del orificio. La nuevadiferencia de presión a través del orificio es de 2.756 kPa (400lb/pulg2). La presión de 2.756 kPa (400 lb/pulg2) hace que el flujo através del orificio aumente a 4 gal EE.UU./min. Cualquier intento deaumentar el flujo a través del orificio en un valor mayor de 4 galEE.UU./min, hará que la presión del sistema aumente por encima delvalor máximo ajustado de 3.445 kPa (500 lb/pulg2) en la válvula dealivio. El flujo sobrante de 1 gal EE.UU./min hará que la presión delsistema aumente a un valor mayor de 3.445 kPa (500 lb/pulg2). Laválvula de alivio se abre y 1 gal EE.UU./min fluye a través de laválvula de alivio al tanque.

Un aumento del flujo produce un aumento proporcional de lavelocidad del cilindro.

En las figuras 3.6.7 y 3.6.8, al aumentar el ajuste de la presión de laválvula de alivio a 4.823 kPa (700 lb/pulg2) permite que la bombaenvíe el máximo flujo de 5 gal EE.UU./min a través del orificiomientras la presión de carga del cilindro sea menor de 1.378 kPa (200lb/pulg2). Por tanto, la velocidad del cilindro permanecerá constante amedida que cambia la carga.


Válvula de control de flujo con compensación de presión y dederivación

La figura 3.6.9 muestra una válvula de control de flujo concompensación de presión y de derivación. Esta válvulaautomáticamente se ajusta a los cambios de flujo y de carga.

Cambio de flujo

El flujo a través de la válvula depende del tamaño del orificio.Cualquier cambio del flujo de aceite a través del orificio produce uncambio de la presión en el lado corriente arriba del orificio. El mismocambio de presión actúa contra el resorte y la válvula de descarga.

Cuando el flujo de la bomba está entre los valores de flujo específicodel orificio, la fuerza de la presión de aceite corriente arriba,actuando en la válvula de descarga, es menor que la fuerzacombinada de la presión del aceite corriente abajo y la fuerza delresorte. La válvula de descarga permanece cerrada y todo el aceite dela bomba fluye a través del orificio.

Cuando el flujo de la bomba es mayor que el flujo específico delorificio, la fuerza de la presión del aceite corriente arriba que actúa enla válvula de descarga, es mayor que la fuerza combinada de lapresión de aceite corriente abajo y la fuerza del resorte. La válvula dedescarga se abre y el aceite en exceso fluye a través de la válvula dedescarga al tanque.

DE L ABO M BA

A LSISTEM A

AL TA NQU EVALVU LA

DE DESCA RG A

O RIFIC IO

RESO RTE

Fig. 3.6.9 Válvula de control de flujo con compensación de presión y de derivación


Circuitos de control de flujo con compensación de presión

En un circuito de control de flujo con compensación de presión, lapresión diferencial a través del orificio no se ve afectada por elcambio de carga. La presión diferencial constante a través del orificioproducirá un flujo constante.

Sin presión de carga

La figura 3.6.10 muestra la válvula de control de flujo concompensación de presión y derivación en un circuito de levantamientosimple.

Cuando la válvula de control se mueve a la posición LEVANTAR, elaceite de la bomba se dirige a la válvula de control de flujo. La válvulade control de flujo requiere una presión diferencial de 1.378 kPa (300lb/pulg2) para enviar 3 gal EE.UU./min a través del orificio. Para enviarmás de 3 gal EE.UU./mina través del orificio se requiere un aumentoen la presión diferencial. Un aumento de más de 1.378 kPa (300lb/pulg2) en la presión diferencial abre la válvula de descarga. El aceiteen exceso fluye a través de la válvula de descarga al tanque.

5 g a l EE .UU./m in

5.8 56 k Pa

(850 lb /pu lg 2 )

2 .067 kP a

(300 lb /pu lg 2 )

0 kPa(0 lb /p u lg 2 )


S INC AR G A

2 g a l EE .U U./m in

Fig. 3.6.10 Válvula de control de flujo con compensación de presión y derivación

5 g a l EE .UU./m in

5.85 6 kPa

(8 50 lb /pu lg 2 i)

3 .445 kPa

(500 lb /p u lg 2 )

1 .378 kPa

(200 lb /p u lg 2)

3 ga l E E.UU./m in

INC R EM E N TODE C AR GA

2 g a l E E.UU./m in

Fig. 3.6.11 Válvula de control de flujo con compensación de presión y derivación


Aumento de la presión de carga

Cuando la presión de carga aumenta, la presión aumenta en el orificioy en la cámara de resorte de la válvula de descarga.

El aumento de la presión en el orificio baja la presión diferencial através del orificio e intenta reducir el flujo de aceite a través delorificio. Sin embargo, al mismo tiempo, la presión aumenta en lacámara de resorte de la válvula de descarga. La presión adicionalcierra la válvula de descarga y bloquea el flujo de aceite al tanque. Elaceite bloqueado hace que la presión aumente en el lado de la bombadel orificio.

La presión sigue aumentando hasta cuando la diferencia de presión através del orificio alcanza 1.378 kPa (300 lb/pulg2). Una presióndiferencial de 1.378 kPa (300 lb/pulg2) envía 3 gal EE.UU./min através del orificio y 2 gal EE.UU./min a través de la válvula dedescarga.

Esto permite que la válvula de control de flujo respondainstantáneamente a cualquier aumento o disminución de la presión decarga.

DE L ABO M BA

F LU JO D O SIF IC AD O

D E L AB OM BA

F LU JO D O SIF IC AD O

Fig. 3.6.12 Válvula de control de flujo con compensación de presión y de derivación


Combinación de orificio y válvula de descarga

La figura 3.6.12 muestra el tipo más común de válvula de control deflujo. Esta válvula combina la acción del orificio y de la válvula dedescarga en una pieza en movimiento. La operación de compensaciónde presión es la misma que en la válvula de control de flujo concompensación de presión y derivación.

La figura de la izquierda muestra el flujo a través de la válvula quepuede ser, el flujo de ajuste o un flujo menor que el flujo de ajuste dela válvula.

La figura de la derecha muestra que el flujo está comenzando aexceder el flujo de ajuste de la válvula, y la presión diferencialresultante del flujo a través del orificio comienza a ser losuficientemente grande para empezar a comprimir el resorte ydescargar el exceso de aceite.

Si el flujo a través de la válvula aumenta, la acción del orificio haráque el resorte se comprima aún más, y se descargará mayor flujo. Elflujo controlado (dosificado) permanece prácticamente constante amedida que el flujo de la válvula aumenta o disminuye.

Válvula de control de flujo con compensación de presión tiporestrictorLa figura 3.6.13 muestra una válvula de control de flujo concompensación de presión tipo restrictor. El flujo de aceite controladose obtiene ajustando la válvula de aguja.

El carrete compensador de presión y el resorte descentrado funcionancomo una válvula reductora de presión. La presión de aceite desuministro se reduce a la presión que envía el flujo de aceite correctopermitido por la válvula de aguja.

Cuando el sistema está apagado, el resorte mueve el carretecompensador a la izquierda.

En el arranque, el carrete compensador se abre para dejar pasar todoel flujo de aceite y de presión. Cuando el flujo de aceite alcanza unvalor mayor que el valor de ajuste de la válvula de aguja, la válvulade aguja restringe el flujo de aceite y hace que la presión de aceiteaumente como se muestra en el manómetro 2. El aumento de lapresión de aceite también actúa en el lado izquierdo del carretecompensador. Cuando la fuerza de la presión del lado izquierdo delcarrete compensador sobrepasa la fuerza del resorte, el carretecompensador se mueve a la derecha.

Aunque la presión de suministro puede continuar aumentando, comose muestra en el manómetro 1, el orificio 1 reduce la presión deaceite en la válvula de aguja a la fuerza del resorte. La presióncontrolada del flujo de aceite es de 0 kPa (0 lb/pulg2), y la presióndiferencial a través de la válvula de aguja es de 1.378 kPa (200lb/pulg2), igual a la fuerza del resorte.

La válvula de aguja se ajusta para permitir 2 gal EE.UU./min a travésdel orificio 2 cuando la presión diferencial a través de la válvula deaguja es de 1.378 kPa (200 lb/pulg2).

VALV U LADE AG UJA

ACE IT E D ES UM INIS TRO

M AN O M E T RO 3

1 .378 kPa (200 lb/p ulg 2 )

M A NO M E TR O 2

2.756 kPa (400 lb /pu lg 2 )

M AN O M ET RO 1

4 .134 kPa (600 lb /p u lg 2 )

CA RR ET EC O M PE N SA DO R

RE S O RT E D E SC EN T RA DO

1.378 kPa (200 lb /p u lg 2 )

F LU JO DE AC EIT EC O N T RO LA DO

(2 g a l EE .U U./m in )

O R IF ICIO 1

O R IF IC IO 2

Fig. 3.6.13 Válvula de control de flujo con compensación de presión tipo restrictor


Presión de aceite controlada

En la figura 3.6.14 la presión de aceite controlada es de 1.378 kPa(200 lb/pulg2), como se muestra en el manómetro 3. La presión deaceite en la cámara de resorte de la válvula también es de 1.378 kPa(200 lb/pulg2). La fuerza de la presión de aceite en la cámara delresorte se suma a la fuerza del resorte. Las fuerzas combinadasmueven el carrete compensador de presión a la izquierda. Cuando elcarrete compensador se mueve a la izquierda, se abre el orificio 1. Elorificio 1 permite que la presión de aceite aumente en el ladocorriente arriba de la válvula de aguja.

El aumento en la presión del aceite actúa también en el ladoizquierdo del carrete compensador de presión. El aumento de presiónmueve el carrete compensador a la derecha y ofrece resistencia a lafuerza combinada del resorte y a la presión de aceite controlada. Elcarrete compensador se mueve a una nueva posición, que permite unapresión de 2.756 kPa (400 lb/pulg2) a través del orificio 1. Elaumento de la presión del manómetro 2 a 2.756 kPa (400 lb/pulg2)corriente arriba de la válvula de aguja mantiene una presióndiferencial de 1.378 kPa (200 lb/pulg2) a través de la válvula de aguja(manómetro 2 menos manómetro 3).

La presión diferencial de 1.378 kPa (200 lb/pulg2) a través de laválvula de aguja envía 2 gal EE.UU./min a través del orificio 2.

Las válvulas de control de flujo con compensación de presiónpermiten un control más preciso de la velocidad del cilindro que lasválvulas sin compensación de presión. Las válvulas de compensaciónde presión se ajustan automáticamente para mantener el flujoconstante cuando varían las condiciones de carga.

Las válvulas con compensación de presión se instalan generalmentecuando las cargas que operan en el cilindro son de 6.890 kPa (1.000lb/pulg2) y superiores.


VALV U LADE AG UJA

ACE IT E D ES UM INIS TRO

M AN O M E T RO 3

1 .378 kPa (200 lb/p ulg 2 )

M A NO M E TR O 2

2.756 kPa (400 lb /pu lg 2 )

M AN O M ET RO 1

4 .134 kPa (600 lb /p u lg 2 )

CA RR ET EC O M PE N SA DO R

RE S O RT E D E SC EN T RA DO

1.378 kPa (200 lb /p u lg 2 )

F LU JO DE AC EIT EC O N T RO LA DO

(2ga l E E.UU./m in )

O R IF ICIO 1

O R IF IC IO 2

Fig. 3.6.14 Presión de aceite controlada


Válvula de caída rápida en “modalidad de caída de la hoja”

La figura 3.6.15 muestra una válvula de caída rápida. Esta se instalageneralmente en los cilindros de levantamiento de un tractor topador.Cuando la válvula se activa, permite que la hoja del tractor topadorbaje rápidamente al piso.

Cuando se levanta la hoja del tractor topador y el operador mueve elcontrol levantar/bajar a la posición CAIDA DE LA HOJA, la válvulade control levantar/bajar permite que el aceite del extremo delvástago del cilindro de levantamiento fluya al tanque. Las fuerzas degravedad actúan en la hoja del topador empujando el vástago fueradel cilindro y haciendo que el pistón se mueva independiente de lafuerza de la presión de aceite de la bomba. Esta acción aumenta engran medida el flujo de aceite a través del orificio de la válvula decaída rápida y produce un vacío en el extremo de la cabeza delcilindro de levantamiento. El aumento en el flujo de aceite a travésdel orificio hace que la presión corriente arriba del orificio aumente.El aumento de presión del aceite abre la válvula de disco. Cuando seabre la válvula de disco, conecta el conducto del extremo del vástagodel cilindro al conducto del extremo de la cabeza del cilindro. Elaceite del extremo del vástago del cilindro fluye a través de la válvulade disco abierta y, junto con el aceite de la válvula de control, fluyeal extremo de la cabeza del cilindro.

Una pequeña cantidad de aceite fluye a través del orificio a la válvulade control levantar/bajar y al tanque.

Cuando la hoja golpea el suelo, se detiene el movimiento del vástagofuera del cilindro. Esto produce una rápida disminución en el flujo deaceite a través del orificio. La presión producida a través del orificiodisminuye y el resorte cierra la válvula de disco. Todo el aceite quefluye al extremo de la cabeza, ahora proviene de la válvula de controllevantar/bajar.

DEL EXT REM ODEL VASTAG OD EL CILIND RO

AL EXTR EM ODE LA CA BEZADEL CILINDRO

D E L A VALVUL ADE CON TRO L D E

L EVAN TA R/BA JA R

RESO RTE

O RIF IC IO

A L A VALVU LAD E C ON TRO L D E

L EVAN TA R/BA JA R

VALVULA DECONTRAPUNTA

Fig. 3.6.15 Válvula de caída rápida


Válvula de caída rápida en “modalidad levantar la hoja”

La figura 3.6.16 muestra la válvula de caída rápida cuando la hojaestá siendo levantada.

Cuando el operador mueve el control levantar/bajar a la posiciónLEVANTAR LA HOJA, el aceite de la bomba fluye de la válvula decontrol levantar/bajar a través del orificio y al extremo del vástago delcilindro de levantamiento. El orificio produce una restricción del flujode aceite que aumenta la presión corriente arriba. El aceite de presiónmás alta fluye a través de un conducto a la cámara del resorte detrásde la válvula de disco. El aceite presurizado ayuda al resorte ymantiene la válvula cerrada cuando se aplica presión al extremo delvástago del cilindro.

El aceite del extremo de la cabeza fluye a través de la válvula decaída rápida y de la válvula de control al tanque.

AL EXTREMO DELVASTAGO

DEL CILINDRO

DEL EXTREMO DELA CABEZA DEL CILINDRO

DE LA VALVULADE CONTROL DE

LEVANTAR/BAJARVALVULA DE

CONTRAPUNTA

RESORTE

A LA VALVULADE CONTROL DE

LEVANTAR/BAJAR

ORIFICIO

Fig. 3.6.16 Válvula de caída rápida



VALV UL A D E CON TR OL DE FLU JOD E C OM PE NS AC ION D E P RE SIO N

O RIFIC IO VA RIA BLE(VA LV ULA D E AGU JA)

O RIF ICIO FIJO

VALV UL A D E C ON TR OL DE FLU JOD E C OM PE NS AC ION D E P RE SIO N

CO N DE RIVACION

Fig. 3.6.17 Símbolos ISO de control de flujo

Símbolos ISO

La figura 3.6.17 muestra los símbolos ISO de los componentes decontrol de flujo básicos.

Los símbolos ISO para el control de flujo sin compensación depresión son los de orificio fijo y de orificio variable.

Los dispositivos del control de flujo con compensación de presiónson la válvula de control de flujo con compensación de presión y laválvula de control de flujo con compensación de presión y derivación.

Los símbolos ISO no dan ninguna información de la estructura físicareal del componente.

PRACTICA DE TALLER 3.6.1: VALVULA DE AGUJA

Objetivo

Instalar y operar una válvula de aguja en un circuito hidráulico simple.

Material necesario


Procedimiento


2. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja hasta cuando la válvula cierrecompletamente.



5. Verifique los valores de presión y de flujo. Anote las lecturas en la tabla 1 (figura 3.6.19).

Las lecturas de presión y de flujo pueden ser diferentes de acuerdo con la longitud de lamanguera y la temperatura del aceite.

6. Abra media (1/2) vuelta la válvula de aguja. Verifique los valores de presión y de flujo. Anotelas lecturas en la tabla 1 (figura 3.6.19).

7. Continúe abriendo la válvula de aguja media (1/2) vuelta a la vez. Verifique los valores depresión y flujo. Anote las lecturas en la tabla 1 (figura 3.6.19) hasta cuando la válvula estécompletamente abierta.

8. Desactive el equipo de capacitación y cierre la válvula de aguja (giro a la derecha).


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

6.1

21

B O MBA

TA NQ UE

VA LV ULADE AL IV IO

DE L S IST EM A

VA LVU L ADE A L IV IO D E

R ES PA L DO

MA NO ME TRODE L SIS TEM A

1

2

1

Fig 3.6.18 Circuito hidráulico

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.6.1: VALVULA DE AGUJA (continuación)


0

1/2

1

1 1/2

2

2 1/2

3

3 1/2

5.856 kPa(850 lb/pulg 2) 0 0

1 /2

1

1 1 /2

2

2 1 /2

3

3 1 /2

5.856 kPa

(850 lb/pulg 2)0

TA BL A 1 TA BL A 2

5 .374 kPa

(780 lb/pulg 2)

3 .307 kPa

(480 lb/pulg 2)

1 .378 kPa

(200 lb/pulg 2)

1 .102 kPa

(160 lb/pulg 2)

965 kPa

(140 lb/pulg 2)

827 kPa

(120 lb/pulg 2)

827 kPa

(120 lb/pulg 2)

0,40

0,80

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

5.615 kPa

(815 lb/pulg 2)

3 .721 kPa

(540 lb/pulg 2)

1.481 kPa

(215 lb/pulg 2)

999 kPa

(145 lb/pulg 2)

896 kPa

(130 lb/pulg 2)

792 kPa

(115 lb/pulg 2)

792 kPa

(115 lb/pulg 2)

0 ,30

0 ,80

0 ,85

0 ,85

0 ,85

0 ,85

0 ,85

Presión kPa(lb/pulg 2)

Flujo(g al EE .U U. /m in )

Nú m ero d evue l tas


N ú m ero d evu e l tas

Flujo(ga l EE .UU ./m in )

Fig. 3.6.19

9. Invierta las mangueras superior e inferior de la válvula de aguja.



12. Continúe abriendo la válvula de aguja media (1/2) vuelta a la vez. Verifique los valores depresión y de flujo. Anote las lecturas en la tabla 2 (figura 3.6.19) hasta cuando la válvula estécompletamente abierta.

13. Compare los datos de las dos tablas y explique el resultado.

Las características del flujo en un sentido a través de la válvula de aguja son diferentescuando en la misma válvula de aguja el flujo va en el sentido contrario.

Estas diferencias en las características del flujo producen lecturas diferentes de presión yflujo.


PRACTICA DE TALLER 3.6.1: VALVULA DE AGUJA

Objetivo

Instalar y operar una válvula de aguja en un circuito hidráulico simple.

Material necesario


Procedimiento


2. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de aguja hasta cuando la válvula cierrecompletamente.





6. Abra media (1/2) vuelta la válvula de aguja. Verifique los valores de presión y flujo. Anote laslecturas en la tabla 1 (figura 3.6.19).

7. Continúe abriendo la válvula de aguja media (1/2) vuelta a la vez. Verifique los valores depresión y flujo. Anote las lecturas en la tabla 1 (figura 3.6.19) hasta cuando la válvula estécompletamente abierta.

8. Desactive el equipo de capacitación y cierre la válvula de aguja (giro a la derecha).


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

6.1

21

B O MBA

TA NQ UE

VA LV ULADE AL IV IO

DE L S IST EM A

VA LVU L ADE A L IV IO D E

R ES PA L DO

MA NO ME TRODE L SIS TEM A

1

2

1


Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.6.1: VALVULA DE AGUJA (continuación)




0

1/2

1

1 1/2

2

2 1/2

3

3 1/2

N úm ero devu e ltas

Presión kPa

(lb/pulg 2)

Flujo(g al EE .U U. /m in )

0

1 /2

1

1 1 /2

2

2 1 /2

3

3 1 /2

5 .856 kP a

(850 lb/pulg 2)

TAB L A 1 TA BL A 2

5 .856 kPa

(850 lb/pulg 2)0

Nú m ero devu e ltas

9. Invierta las mangueras superior e inferior de la válvula de aguja.



12. Continúe abriendo la válvula de aguja media (1/2) vuelta a la vez. Verifique los valores depresión y de flujo. Anote las lecturas en la tabla 2 (figura 3.6.19) hasta cuando la válvula estécompletamente abierta.

13. Compare los datos de las dos tablas y explique el resultado.


Fig 3.6.19

PRACTICA D E TALLER 3.6.2: VALVULA DE CONT ROL DE FLUJO SIN COMPENSACIONDE PRESION

Objetivos

Instalar y operar, en un circuito hidráulico, una válvula de control de flujo sin compensación de presióncon verificación de flujo inverso.

Material necesario


Procedimiento



3. Abra completamente a la izquierda la válvula de control de flujo y la válvula de aguja.


5. Verifique la presión y el flujo. El flujo debe estar en 0,9 gal EE.UU./min.

6. Anote las lecturas de los manómetros y del flujómetro en la tabla (figura 3.6.21).

7. Ajuste la válvula de control de flujo a una lectura de flujo de 0,5 gal EE.UU./min.

8. Verifique las presiones y el flujo. Anote las lecturas de presión y de flujo en la tabla (figura3.6.21).

9. Ajuste la válvula de aguja para una carga en el sistema de 1.378 kPa (200 lb/pulg2). La presiónse muestra en el manómetro de la presión en línea.


11. Aumente la presión de carga en incrementos de 345 kPa (50 lb/pulg2) hasta llegar a 2.756 kPa(400 lb/pulg2). En cada incremento, verifique las presiones y el flujo y anote las lecturas de presióny flujo en la tabla (figura 3.6.21).


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

6.2

21

B O M BA

TA NQ UE

VA LV UL AD E A LIV IO

D EL SIS TEM A

VA LV U LAD E A L IVIO DEPRO T E CC IO N

MA NO ME TRODE L S IST E MA

21

MA NO ME TRO EN LINEA

1 1

2

Lab. 3.6.20 Válvula de control de flujo

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.6.2: VALVULA DE CONTROL DE FLUJO SIN COMPENSACIONDE PRESION (continuación)

13. Desactive el equipo de capacitación y analice los resultados.

Las lecturas de presión y de flujo pueden ser diferentes, de acuerdo con la longitud de lamanguera y la temperatura del aceite.

14. De acuerdo con las lecturas del flujómetro, ¿cómo los cambios de carga afectan el flujo?

Cambiando la carga, se afecta directamente el flujo. A medida que aumenta la carga, el flujodisminuye. De otra parte, a medida que la carga disminuye, el flujo aumenta.

15. De acuerdo con su experiencia, ¿qué sucedería si intercambiamos las mangueras de los orificiosde la válvula de control de flujo? Piense acerca de lo que sucedería al cambiar el ajuste delcontrol de flujo.

Invertir las mangueras de la válvula de control de flujo sin compensación de presiónpermitiría al aceite fluir libr emente en la que es ahora en el sentido del flujo controlado.Cambiar el ajuste de la válvula de control de flujo no tendría efecto en la presión en línea.

16. Desconecte las mangueras del equipo de capacitación.


1

2

3

4

5

6

7

1 .550 kPa(225 )

1 .034 kPa(150 )

5 .271 kPa(765 )

413 kPa(60 )

5 .443 kPa(790 )

1 .378 kPa(200 )

5 .512 kPa(800 )

1 .723 kPa(250 )

5 .546 kPa(805 )

2 .067 kPa(300 )

5 .615 kPa(815 )

5 .719 kPa(830 )

2 .412 kPa(350 )

2 .756 kPa(400 )

0 ,90

0 ,50

0 ,45

0 ,42

0 ,41

0 ,39

0 ,35

PruebaPresión del

Sistema

kPa (lb/pulg 2)


Presión en línea

kPa (lb/pulg 2)

Fig. 3.6.21

PRACTICA D E TALLER 3.6.2: VALVULA DE CONT ROL DE FLUJO SIN COMPENSACIONDE PRESION

Objetivo

Instalar y operar en un circuito hidráulico una válvula de control de flujo sin compensación de presióncon verificación de flujo inverso.

Material necesario


Procedimiento





5. Verifique la presión y el flujo. El flujo debe estar en 0,9 gal EE.UU./min.

6. Anote las lecturas de los manómetros y del flujómetro en la tabla (figura 3.6.21).




10. Verifique las presiones y el flujo. Anote las lecturas de presión y flujo en la tabla (figura 3.6.21).

11. Aumente la presión de carga en incrementos de 345 kPa (50 lb/pulg2) hasta llegar a 2.756 kPa(400 lb/pulg2). En cada incremento, verifique las presiones y el flujo y anote las lecturas de presióny flujo en la tabla (figura 3.6.21).


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

6.2

21

B O M BA

TA NQ UE


D EL SIS TEM A

VA LV U LAD E A L IVIO DEPRO T E CC IO N

MA NO ME TRODE L S IST E MA

21

MA NO ME TRO EN LINEA

1 1

2

Fig. 3.6.20 Circuito de la válvula reductora de presión.

Nombre _________________________




15. De acuerdo con su experiencia, ¿qué sucedería si intercambiamos las mangueras de los orificiosde la válvula de control de flujo? Piense acerca de lo que sucedería al cambiar el ajuste delcontrol de flujo.



PruebaPresión del

Sistema

kPa (lb/pulg 2)

Flujo(ga l EE .U U./min )

Presión deen línea

kPa (lb/pulg 2)

1

2

3

4

5

6

7

PRACTICA DE TALLER 3.6.2: VALVULA DE CONTROL DE FLUJO SIN COMPENSACIONDE PRESION (continuación)

Fig. 3.6.21

PRACTICA DE TALLER 3.6.3: VALVULA DE CONTROL DE FLUJO CONCOMPENSACION DE PRESION CON VERIFICACION DE FLUJO INVERSO

Objetivos

Instalar y operar, en un circuito hidráulico, una válvula de control de flujo con compensación depresión con verificación de flujo inverso.

Material necesario


Procedimiento





5. Verifique las presiones y el flujo. El flujo debe estar en 0,9 gal EE.UU./min.

6. Anote las lecturas de presión y de flujo en la tabla (figura 3.6.23).


8. Verifique la presiones y el flujo. Anote las lecturas de presión y de flujo en la tabla (figura3.6.23).



11. Aumente la presión de carga en incrementos de 345 kPa (50 lb/pulg2) hasta llegar a 2.756 kPa(400 lb/pulg2). En cada incremento, verifique las presiones y el flujo y anote las lecturas de presióny de flujo en la tabla (figura 3.6.23).


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

6.3

21

B OM BA

TAN QU E


DE L SIS TE MA

VALV UL AD E AL IVIO DE

RE S PAL D O


21

M AN OM ET ROEN LIN EA

1 1

2

Fig. 3.6.22 Verificación de flujo inverso

Nombre _________________________




Cambiar la carga no afecta de ninguna manera el flujo o la presión del sistema.

15. De acuerdo con su experiencia, ¿qué sucedería si intercambiamos las mangueras de los orificiosde la válvula de control de flujo? Piense acerca de lo que sucedería si ahora cambiamos losajustes de la válvula de control de flujo.

Invertir las mangueras de la válvula de control de flujo con compensación de presiónpermitiría al aceite fluir libr emente en el que es ahora el sentido del flujo controlado.Cambiar el ajuste en la válvula de control de flujo no tendría efecto en el control de lapresión en línea.

15. Cuando el sistema se estranguló a 0,5 gal EE.UU./min, la bomba continuó enviando un flujo de0,9 gal EE.UU./min. Basado en su experiencia y conocimiento del sistema, ¿qué ocurrió con elpaso del flujo de 0,4 gal EE.UU./min no usados por el sistema?

Los 0,4 gal EE.UU./min no enviados al sistema están pasando directamente por la válvula dealivio del sistema y regresando al tanque.



1

2

3

4

5

6

7

1.378 kPa

(200 lb/pulg 2)

5.168 kPa

(750 lb/pulg 2)

5.168 kPa

(750 lb/pulg 2)

5.168 kPa

(750 lb/pulg 2)

5.168 kPa

(750 lb/pulg 2)

5 .168 kPa

(750 lb/pulg 2)

5.168 kPa

(750 lb/pulg 2)

861 kPa

(125 lb/pulg 2)

413 kPa

(60 lb/pulg 2)

1.378 kPa

(200 lb/pulg 2)

1.723 kPa

(250 lb/pulg 2)

2.067 kPa

(300 lb/pulg 2)

2.412 kPa

(350 lb/pulg 2)

2.756 kPa

(400 lb/pulg 2)

0,85

0 ,50

0 ,50

0 ,50

0 ,50

0 ,50

0 ,50

PruebaPresión del

SistemakPa (lb/pulg 2)

Flujo(g a l EE .U U./m in )

Presiónen línea

kPa (lb/pulg 2)

Fig. 3.6.23

PRACTICA DE TALLER 3.6.3: VERIFICACION DEL FLUJO INVERSO (continuación)

PRACTICA DE TALLER 3.6.3: VALVULA DE CONTROL DE FLUJO CONCOMPENSACION DE PRESION CON VERIFICACION DE FLUJO INVERSO

Objetivo

Instalar y operar en un circuito hidráulico una válvula de control de flujo con compensación de presióncon verificación de flujo inverso.

Material necesario


Procedimiento





5. Verifique las presiones y el flujo. El flujo debe estar en 0,9 gal EE.UU./min.

6. Anote las lecturas de presión y flujo en la tabla (figura 3.6.23).


8. Verifique la presiones y el flujo. Anote las lecturas de presión y de flujo en la tabla (figura3.6.23).



11. Aumente la presión de carga en incrementos de 345 kPa (50 lb/pulg2) hasta llegar a 2.756 kPa(400 lb/pulg2). En cada incremento, verifique las presiones y el flujo y anote las lecturas de presióny de flujo en la tabla (figura 3.6.23).


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

6.3

21

B OM BA

TAN QU E


DE L SIS TE MA

VALV UL AD E AL IVIO DE

RE S PAL D O


21

M AN OM ET ROEN LIN EA

1 1

2


Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.6.3: VERIFICACION DEL FLUJO INVERSO (continuación)


PruebaPresión del

SistemakPa (lb/pulg 2)

Flujo(ga l EE .UU./min )

Presiónen línea

kPa (lb/pulg 2)

1

2

3

4

5

6

7

Fig. 3.6.23

13. Desactive el equipo de capacitación y analice los resultado.


14. De acuerdo con las lecturas del flujómetro, ¿Cómo los cambios de carga afectan el flujo?

14. D acuerdo con su experiencia, ¿qué sucedería si intercambiamos las mangueras de los orificiosde la válvula de control de flujo? Piense acerca de lo que sucedería si ahora cambiamos losajustes en la válvula de control de flujo.

15. Cuando el sistema se estranguló a 0,5 gal EE.UU./min, la bomba continuó enviando un flujo de0,9 gal EE.UU./min. Basado en su experiencia y conocimiento del sistema, ¿qué ocurrió con elpaso del flujo de 0,4 gal EE.UU./min no usados por el sistema?


Nombre _________________________

FUNCIONES Y VALVULAS DE CONTROL DE FLUJO - EXAMEN

Escriba en el espacio correspondiente o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. En el flujo de la bomba, un orificio produce una restricción más alta que la normal.

A. VerdaderoB. Falso

2. El tamaño del orificio tiene poco efecto en el flujo que pasa a través del orificio.


3. En una válvula de aguja el aceite fluye en línea recta.


4. Una disminución de la presión diferencial a través de un orificio producirá una disminución delflujo.


5. El flujo de aceite a través de un orificio no se ve afectado por la temperatura.


Las siguientes afirmaciones se refieren a:

A. Válvula de aguja.B. Válvula de derivación de control de flujo con compensación de presión.C. Válvula de retricción de control de flujo con compensación de presión.

A 6. La válvula consta de un vástago roscado que puede ajustarse.

B 7. El flujo excesivo aumenta la presión y abre la válvula de descarga.

A,C 8. El flujo excesivo aumenta la presión y abre la válvula de alivio.

B 9. El orificio y la válvula de descarga son una sola pieza movible.

Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Examen 1

Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:E

xam

en 3

.6.1


Nombre _________________________

Complete.

11. La válvula de caída rápidase usa generalmente en los cilindros de levantamiento del topador.

12. El peso de una hoja de un topador empuja el aceite del extr emo del vástago del cilindro delevantamiento.

Escriba en el espacio correspondiente el nombre del respectivo símbolo ISO.

13. A Orif icio

14. B Válvula de aguja

15. C Válvula de control de flujo con compensación de presión

16. D Válvula de derivación de control de flujo con compensación de presión

Unidad 3 - 2 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Instructor: Examen.1

A

D

B

C

Nombre _________________________


Escriba en el espacio correspondiente o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. En el flujo de la bomba, un orificio produce una restricción más alta que la normal .


2. El tamaño del orificio tiene poco efecto en el flujo que pasa a través del orificio.


3. En una válvula de aguja el aceite fluye en línea recta.


4. Una disminución de la presión diferencial a través de un orificio, producirá una disminución delflujo.

A. VerdaderoB. Fals.

5. El flujo de aceite a través de un orificio no se ve afectado por la temperatura.


Las siguientes afirmaciones se refieren a:

A. Válvula de aguja.B. Válvula de derivación de control de flujo con compensación de presión.C. Válvula de restricción de control de flujo con compensación de presión.

_6. La válvula consta de un vástago roscado que puede ajustarse.

7. El flujo excesivo aumenta la presión y abre la válvula de descarga.

_8. El flujo excesivo aumenta la presión y abre la válvula de alivio.

9. El orificio y la válvula de descarga son una sola pieza movible.

Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas HidráulicosCopia del Estudiante: Examen .1

Cop

ia d

el E

stud

iant

e:E

xam

en 3

.6.1


Nombre _________________________

Complete

11. La válvula de se usa generalmente en los cilindros de levantamiento del topador.

12. El peso de una hoja de un topador empuja el aceite del del cilindro delevantamiento.

Escriba en el espacio correspondiente el nombre del respectivo símbolo ISO.

13. A

14. B

15. C

16. D


A

D

B

C

Lección 7: Cilindros

Cili

ndro

s

Introducción

En su forma más simple, los cilindros son accionadores lineales. Sussalidas son movimiento o fuerza en línea recta. Los tipos máscomunes son los cilindros de acción simple y los cilindros de accióndoble.

Objetivos

Al terminar está lección, el estudiante estará en capacidad de:

1. Identificar los dos tipos básicos de cilindros hidráulicos.

2. Describir la función de los dos tipos básicos de cilindroshidráulicos.

3. Identificar los componentes de los cilindros hidráulicos.








¥ Cilin dros

C UE RPODE L CILIND RO

EXT REM OD E L A CA B EZA

EXTR EM O DELVA STAGO

DE LA VALV UL AD E CO NT ROL

TAN QUES ELL O

PISTON

CA LIB RE

VA STAG O

C AR GA

Fig. 3.7.1 Cilindro de acción simple

VA STAG OEX TE NDIDO

DE LA VA LV ULAD E CO NTR OL

VAS TAG OR ET RA IDO

A L A VALV U LAD E CO NTR OL

GR AV E DA D

Fig. 3.7.2 Operación de retorno por gravedad del levantamiento vertical

Operación de retorno por gravedad del levantamiento vertical

La figura 3.7.2 muestra un cilindro de acción simple en operación deretorno por gravedad del levantamiento vertical. La válvula de controlenvía el aceite al extremo de la cabeza del cilindro. La presión deaceite actúa sobre el pistón para extender el vástago y levantar lacarga. El efecto de la gravedad en la carga permite retraer el vástagoy bajar la carga.

Cilindros de acción simple

La figura 3.7.1 muestra un cilindro de acción simple.

El cuerpo del cilindro es la caja externa tubular y contiene el pistón,el sello del pistón y el vástago. “Calibre” es el término usado paraindicar el diámetro del pistón. El extremo del pistón del cilindro(algunas veces llamado “extremo ciego”) se conoce como el extremode la cabeza. El extremo desde el cual el vástago se extiende y seretrae se conoce como el extremo del vástago.


EX TR EM ODE LA C ABE ZA

E XTR EM ODE L VA STAGO

D E LA VALVU LAD E C ONT ROL

SE LLOD EL PISTON

PISTON VAS TAGO

CA R GA

A L A VALVU LAD E C ONT RO L

Fig. 3.7.3 Cilindros de acción doble

Cilindros de acción doble

La figura 3.7.3 muestra un cilindro de acción doble. El cilindro deacción doble es el accionador hidráulico más común utilizadoactualmente y se usa en los sistemas del implemento, la dirección yotros sistemas donde se requiera que el cilindro funcione en ambasdirecciones.

Puesto que los cilindros con vástago de acoplamiento son loscilindros de acción doble más comunes, se tiene en cuenta las pautasde la National Fluid Power Association (NFPA) para fijar las normasde calibre, tipo de montaje y dimensiones generales del cilindro. Estopermite usar los cilindros con vástago de acoplamiento de diferentesfabricantes, si tienen la misma descripción de diseño. Sin embargo,recuerde que aunque los cilindros pueden tener el mismo calibre, sucalidad puede ser diferente.


Area efectiva del cilindro

El calibre del cilindro es el término que indica el diámetro interno delcilindro. Un cilindro de calibre grande produce un mayor volumenpor unidad de longitud que un cilindro de calibre pequeño. Paramover un pistón la misma distancia, un cilindro de calibre grandenecesita más aceite que un cilindro de calibre menor. Por tanto, paraun régimen de flujo dado, un cilindro de calibre grande se mueve máslentamente que un cilindro de calibre pequeño.

El área efectiva de un cilindro es el área del pistón y de sello depistón sobre la cual actúa el aceite. Debido a que uno de los extremosdel vástago está unido al pistón y el extremo opuesto se extiendefuera del cilindro, el área efectiva del extremo del vástago es menorque el área efectiva del extremo de la cabeza. El aceite no actúacontra el área del pistón cubierta por la unión del vástago.

El volumen de aceite necesario para llenar el extremo del vástago delcilindro es menor que el volumen de aceite necesario para cubrir elextremo de la cabeza del cilindro. Por tanto, para un régimen de flujodado, el vástago del cilindro se retrae más rápido que el tiempo quetarda en extenderse.

DE LA VALV UL AD E CO NT ROL


AR EAEF ECT IVACA LIB RE


D E L A VA LVU LADE C ON TRO L

A RE AE FE CT IVA

Fig. 3.7.4 Area efectiva del cilindro


Sellos

Los sellos se usan en diferentes partes del cilindro, como se muestraen la figura 3.7.5.

El sello del pistón se usa entre el pistón y la pared del cilindro. Sudiseño permite que la presión de aceite extienda el sello contra lapared del cilindro, de manera que, a mayor presión, mayor fuerzasellante.

El sello del extremo de la cabeza (sello anular) evita que el aceiteescape por entre el cuello del vástago y la pared del cilindro.

El sello de vástago es un sello en forma de “U” que limpia el aceitedel vástago a medida que el vástago se extiende por el cilindro.

El sello de labio se ajusta al cilindro e impide que la suciedad o elpolvo entren al cilindro cuando se retrae el vástago del cilindro.

Los sellos se fabrican en poliuretano, nitrilo o viton. El material debeser compatible con los fluidos usados y las condiciones de operación.

C AR GA

SE LL OD E LAB IO

SE LL ODE L VASTAGO

SE LL O D E L ACAB EZ A (AN UL AR )

S EL LO DELP ISTO N

CU EL LODE L VA STAG O

Fig. 3.7.5 Sellos


Cilindro con amortiguadores

La figura 3.7.6 muestra un cilindro con amortiguadores.

Cuando un cilindro en movimiento llega a un extremo muerto (comosucede al final de la carrera del cilindro), la acción que experimentase conoce como “carga de choque”. Cuando un cilindro está sujeto auna carga de choque, se usan amortiguadores para minimizar elefecto.

Cuando el pistón se aproxima al final de la carrera, el amortiguadorse mueve dentro del conducto de aceite de retorno y restringue elflujo de aceite de retorno del cilindro. La restricción produce unaumento de la presión de aceite de retorno entre el conducto delaceite de retorno y el pistón. El aumento de la presión de aceiteproduce un “efecto de amortiguación” que reduce el movimiento delpistón y minimiza el choque que ocurre al final de la carrera.

Algunos cilindros pueden requerir un amortiguador en el extremo dela cabeza, mientras otros pueden requerir amortiguadores tanto en elextremo de la cabeza como en el extremo del vástago.

AMORTIGUADORDEL EXTREMODE LA CABEZA

CONDUCTO DEACEITE DE RETORNO

DEL EXTREMO DE LA CABEZA

AMORTIGUADORDEL EXTREMODEL VASTAGO

CONDUCTO DEACEITE DE RETORNO

DEL EXTREMO DEL VASTAGO

C AR GA

Fig. 3.7.6 Cilindro con amortiguadores


PRACTICA DE TALLER 3.7.1: COMPARACION DE LAS VELOCIDADES DE OPERACIONDE DOS CILINDROS

Objetivo

Comparar la velocidad de operación de dos cilindros de calibre conocido.

Material necesario

Equipo de capacitación de hidráulica básica.

Cronómetro.

Procedimiento

1. Monte el circuito de la figura 3.7.7, que incluye un cilindro de calibre 1 1/16".



4. Ajuste la válvula de control de flujo hasta que el flujómetro alcance 0,2 gal EE.UU/min.

5. Con el vástago del cilindro retraído totalmente, extienda el vástago del cilindro completamente.En la tabla, anote el tiempo en segundos que el vástago tarda en extenderse totalmente (figura3.7.8)


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3

.7.1

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALV ULA

DE ALIV IO DERE SPALDO


1 2A

B

P

T

1

2

1

Fig. 3.7.7 Circuito

9,4 seg

14 ,5 s eg

7 ,5 s eg

1 2,5 seg

CIL INDRO TIEM POEXT ENSIO N

T IEM POR ETR ACC IO N

C ALIBR E1 1/16"

CAL IBRE1 1/2"

Fig. 3.7.8 Tabla

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.7.1: COMPARARACION DE LAS VELOCIDADES DEOPERACION DE DOS CILINDROS (continuación)

6. Con el vástago del cilindro totalmente extendido, retraiga completamente el vástago delcilindro. En la tabla, anote el tiempo en segundos que tarda el vástago en retraerse totalmente(figura 3.7.8).

7. Para confirmar sus datos, tome nuevamente el tiempo que tarda el vástago en extenderse yretraerse totalmente.


9. Desconecte el cilindro de calibre 1 1/16" y conecte el cilindro de calibre 1 1/2".


11. Con el vástago del cilindro retraído totalmente, extienda completamente el vástago delcilindro. En la tabla, anote el tiempo en segundos que tarda el vástago en extenderse totalmente(figura 3.7.8)




15. ¿Cuál fue el menor tiempo del cilindro de calibre 1 1/16"?

El tiempo que tardó en retraerse

16. ¿Cuál fue el menor tiempo del cilindro de calibre 1 1/2" ?

El tiempo que tardó en retraerse

17. Explique el resultado de las preguntas 15 y 16.

A medida que el vástago del cilindro se retrae, ocupa espacio dentro del cilindro. Por tanto,cuando el vástago del cilindro se retrae, el volumen necesario de aceite para llenar elcilindro es menor que el volumen necesario de aceite cuando el vástago del cilindro seextiende. Para un flujo dado, el cilindro se llena más rápido cuando el vástago se retrae quecuando se extiende.


LAB. 3.7.1: COMPARACION DE LAS VELOCIDADES DE OPERACION DE DOSCILINDROS

Objetivos

Comparar la velocidad de operación de dos cilindros de calibre conocido.

Material necesario


Cronómetro.

Procedimiento

1. Monte el circuito de la figura 3.7.7, que incluye un cilindro de calibre 1 1/16".



4. Ajuste la válvula de control de flujo hasta que el flujómetro alcance 0,2 gal EE.UU./min.

5. Con el vástago del cilindro retraído totalmente, extienda el vástago del cilindro completamente.En la tabla, anote el tiempo en segundos que tarda el vástago en extenderse totalmente (figura3.7.8).


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

7.1

BOMBA

TANQUE

VALVULADE ALIVIO

DEL SISTEMAVALV ULA

DE ALIV IO DERE SPALDO


1 2A

B

P

T

1

2

1

Fig. 3.7.7 Circuito

CILIND RO T IEM POEXTEN SIO N

T IEM PORET RAC CIO N

CAL IBRE1 1 /16 "

C AL IBR E1 1/2"

Fig. 3.7.8 Tabla

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.7.1: COMPARACION DE LAS VELOCIDADES DE OPERACIONDE DOS CILINDROS (continuación)




9. Desconecte el cilindro de calibre 1 1/16" y conecte el cilindro de calibre 1 1/2".


11. Con el vástago del cilindro retraído totalmente, extienda completamente el vástago delcilindro. En la tabla, anote el tiempo en segundos que tarda el vástago en extenderse totalmente(figura 3.7.8)




15. ¿Cuál fue el menor tiempo del cilindro de calibre 1 1/16"?

16. ¿Cuál fue el menor tiempo del cilindro de calibre 1 1/2" ?

17. Explique el resultado de las preguntas 15 y 16.


PRACTICA DE TALLER 3.7.2: COMPARACION DE LAS FUERZAS DE OPERACION DEDOS CILINDROS

Objetivo

Comparar las fuerzas de operación de dos cilindros de calibres conocidos.

Material necesario


Procedimiento


2. Invierta las mangueras de conexión al cilindro (la manguera del extremo del vástago al extremode la cabeza y la del extremo de la cabeza al extremo del vástago).

3. Gire al máximo a la izquierda la válvula de alivio del cilindro.



6. Usando la válvula de alivio del cilindro, aumente la presión del sistema para extendertotalmente el vástago del cilindro de calibre 1 1/16" e instale el resorte de carga.

7. Mida la longitud del resorte de carga y anote la medición en la tabla de la figura 3.7.10.

8 Desactive el equipo de capacitación.

9. Conecte las mangueras del cilindro, como se muestra en la figura 3.7.9.


11. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio del cilindro hasta que la presióndel sistema llegue a 2.756 kPa (400 lb/pulg2).


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

7.2

BOM BA

TAN QU E

VA LVU LADE AL IVIO

DE L S IST EM A

VALV UL AD E AL IV IO D E

RE S PAL D O

MA NO ME TROD EL S IST EM A

VALV UL A D EA LIV IO DEL

S ISTE M A

T UE RC AY A R AN DEL AS

RE SO RTE

1

2

1

1

2

1

A RA ND ELA

Fig. 3.7.9

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.7.2: COMPARACION DE LAS FUERZAS DE OPERACION DEDOS CILINDROS (continuación)

12. Mida la longitud del resorte de carga y anote la medida en la tabla de la figura 3.7.10.

13. Desactive el equipo de capacitación. Invierta las mangueras, como lo indica el punto No. 2.

14. Active el equipo de capacitación y extienda el cilindro.


16. Quite el resorte de carga del cilindro de calibre 1 1/16" e instálelo en el cilindro de calibre 11/2" (si es necesario extienda el cilindro).




20. Calcule la fuerza aproximada con que se retraen los dos vástagos de los cilindros del equipo decapacitación. Para el cálculo, no tenga en cuenta las áreas de los vástagos.


Encuentre el área del cilindro.

Para obtener la fuerza, multiplique el área por la presión (lb/pulg2).

Calibre 1-1/16": Area = 0,885 pulg2

Fuerza = 354 lb.

Calibre 1-1/2": Area = 1,766 pulg2

Fuerza = 706 lb.


1 1 /1 6"

1 1/2"

11 ,3 c m(4,4 pu lg )

11,3 cm(4 ,4 p u lg )

9,7 cm(3,8 p ulg)

8,3 c m(7,5 pu lg )

1,6 cm

3,0 cm

TAM AÑ ODEL

O RIF IC IO

LON GITU DDE L

RE SORTEINICIO

LO NG ITU DD EL

R ESO RTEF INAL

R ETR AC CION

Fig. 3.7.10

PRACTICA DE TALLER 3.7.2: COMPARACION DE LAS FUERZAS DE OPERACION DEDOS CILINDROS

Objetivo

Comparar las fuerzas de operación de dos cilindros de calibre conocido.

Material necesario


Procedimiento


2. Invierta las mangueras de conexión al cilindro (la manguera del extremo del vástago al extremode la cabeza y la del extremo de la cabeza al extremo del vástago).

3. Gire al máximo a la izquierda la válvula de alivio del cilindro.



6. Usando la válvula de alivio del cilindro, aumente la presión del sistema para extendertotalmente el vástago del cilindro de calibre 1 1/16" e instale el resorte de carga.

7. Mida la longitud del resorte de carga y anote la medición en la tabla de la figura 3.7.10.

8 Desactive el equipo de capacitación.

9. Conecte las mangueras del cilindro, como se muestra en la figura 3.7.9.


11. Gire a la derecha el tornillo de ajuste de la válvula de alivio del cilindro hasta que la presióndel sistema llegue a 2.756 kPa (400 lb/pulg2).


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:P

ráct

ica

de T

alle

r 3.

7.2

BOM BA

TAN QU E

VA LVU LADE AL IVIO

DE L S IST EM A

VALV UL AD E AL IV IO D E

RE S PAL D O

MA NO ME TROD EL S IST EM A

VALV UL A D EA LIV IO DEL

S ISTE M A

T UE RC AY A R AN DEL AS

RE SO RTE

1

2

1

1

2

1

A RA ND ELA

Fig. 3.7.9

Nombre _________________________

PRACTICA DE TALLER 3.7.2: COMPARACION DE LAS FUERZAS DE OPERACION DEDOS CILINDROS (continuación)


13. Desactive el equipo de capacitación. Invierta las mangueras, como lo indica el punto No. 2.

14. Active el equipo de capacitación y extienda el cilindro.


16. Quite el resorte de carga del cilindro de calibre 1 1/16" e instálelo en el cilindro de calibre 11/2" (si es necesario extienda el cilindro).




20. Calcule la fuerza aproximada con que se retraen los dos vástagos de los cilindros del equipo decapacitación. Para el cálculo, no tenga en cuenta las áreas de los vástagos.


Encuentre el área del cilindro.


TAM AÑ ODEL

O RIF IC IO

LO NG ITUDDEL

RESO RTEIN ICIO

LO N GIT UDD EL

RESO RTEF IN AL

1 1/16"

1 1/2"

R ETR AC CION

Fig. 3.7.10

Nombre _________________________

CILINDROS - EXAMEN

Complete o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. En su forma más simple, los cilindros son accionadores lineales.

2. La salida del cilindro es una línea rectade movimiento o fuerza.

3. Los extremos del cilindro se llaman extr emo del vástago y extr emo de la cabeza.

4. En un cilindro de acción simple, la presión de aceite actúa sobre el pistón para extender el vástago ylevantar la carga.

5. Los cilindros de acción doble se usan en sistemas donde se requiere que el cilindro funcione en ambossentidos.

6. Calibre del cilindro es el término que indica el diámetro interno del cilindro.

7. El área efectiva del extremo del vástago es menor que el área efectiva del extremo de la cabeza.

8. Para un flujo dado, el tiempo que tarda en retraerseel vástago del cilindro es menor que el tiempo quetarda en extenderse.

9. El sello del pistónse usa entre el pistón y la pared del cilindro.

10. El sello de la cabeza o sello anular impide que el aceite escape por entre el cuello del vástago y lapared del cilindro.

11. El sello de labio impide que la suciedad y el polvo entren al cilindro cuando el vástago del cilindro seretrae.

12. Cuando el vástago del cilindro en movimiento alcanza el extremo muerto, ocurre lo que se llama cargade choque.

13. El amortiguador evita que el aceite se devuelva y produce un efecto de “amortiguamiento” en elcilindro.

14. Identifique en la figura los sellos del cilindro.

A. Sello del pistón C. Sello de labio

B. Sello de la cabeza D. Sello del vástago


Cop

ia d

el I

nstr

ucto

r:E

xam

en 3

.7.1

CA

RG

A

A

B

C

D

Nombre _________________________

CILINDROS - EXAMEN

Complete en los espacios o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. En su forma más simple, los cilindros son accionadores .

2. La salida del cilindro es una de movimiento o fuerza.

3. Los extremos del cilindro se llaman y .

4. En un cilindro de acción simple, la presión de aceite actúa sobre el para extender el vástago ylevantar la carga.

5. Los cilindros de acción doble se usan en sistemas donde se requiere que el cilindro funcione en____________________________.

6. Calibre del cilindro se refiere al .

7. El del extremo del vástago es menor que el del extremo de la cabeza.

8. Para un flujo dado, la del cilindro es ligeramente más rápida que la del cilindro.

9. El se usa entre el y la pared del cilindro.

10. El impide que el aceite escape entre el cuello del vástago y la pareddel cilindro.

11. El impide que la suciedad y el polvo entren al cilindro cuando el vástago del cilindroestá retrayéndose.

12. Cuando el cilindro en movimiento alcanza el extremo muerto ocurre lo que se llama la______________________.

13. El evita que regrese el aceite y produce un efecto de “amortiguamiento” en el cilindro.

14. Identifique en la figura los sellos del cilindro.

A. C.

B. D.


Cop

ia d

el E

stud

iant

e:E

xam

en 3

.7.1

CA

RG

A

A

B

C

D

UNIDAD 4Fundamentos de los Sistemas HidráulicosSistema Hidráulico de Operación Piloto

Uni

dad

4:S

iste

ma

de O

pera

ción

Pilo

to

ObjetivosAl terminar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de:

1. Trazar el flujo de aceite del tanque a la bomba, a través de losdiferentes componentes hidráulicos y de retorno al tanque.

2. Describir la función de cada componente del sistema.

3. Describir las diferentes formas de operación del sistema.

Introducción

En esta unidad, los estudiantes usarán los conocimientos sobrehidráulica básica aprendidos en las unidades 1, 2 y 3, para explicarlas funciones del sistema hidráulico del implemento de operaciónpiloto.

Los componentes del sistema en esta unidad están identificados porlos colores gris oscuro, gris y amarillo. El color amarillo indica laspiezas en movimiento de los componentes en los diagramasortográficos.

Los colores de identificación del aceite hidráulico usados en estaunidad son.

Verde Aceite del tanque o aceite de tuberías conectadas al tanque.

Azul Aceite bloqueado.Rojo Aceite de presión alta o aceite de la bombaRojo con banda blanca Aceite de presión alta pero no tanto como

en el aceite indicado en color rojo.

Lección 1: Sistema Hidráulico delImplemento de Operación Piloto

Sis

tem

as d

e O

pera

ción

Pilo

to

Introducción

El sistema hidráulico del implemento de operación piloto se usa endiferentes equipos de construcción móviles. Las ilustracionespresentadas en esta lección corresponden al equipo Cargador deRuedas 928G Caterpillar.

Los estudiantes identificarán los componentes hidráulicos básicosusados en el sistema hidráulico del implemento de operación piloto,describirán las funciones de los diferentes componentes y trazarán elflujo de aceite hidráulico a través de los sistemas.

Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de:1. Describir los principios de hidráulica aplicados a la

operación del sistema hidráulico del implemento deoperación piloto.

2. Trazar el flujo de aceite y describir la función de loscomponentes del sistema del implemento hidráulico deoperación piloto.

3. Identificar los símbolos ISO básicos del sistema delimplemento hidráulico de operación piloto.

S IS T E M A S HIDR A UL ICO S BA S IC O S

S IS T E M A H ID R A U L IC O D E L IM P L E M E N T O D E

O P E R A C IO N P IL O T O

VALVULADE ALIV IOPRINCIPAL

VALVULAAUXILIAR

VALVULA DEINCLINACIO N

VALVULA DELEVANTAM IENTO

VALVULAPILOTO

A LADIRECCION

VALVULA DECORTEPILO TO

VALVULAREDUCTORADE PRESION

VALVULA DEBAJAR EL CUCHARON

MULTIPLE

DE LADIRECCIO N

Fig. 4.1.1 Sistema hidráulico del implemento

Sistema hidráulico del implemento

La figura 4.1.1 muestra el sistema hidráulico del implemento con elmotor en funcionamiento y todas las palancas de control en posiciónFIJA.

Los símbolos ISO en color amarillo y gris indican los componentesmovibles. El color amarillo en el símbolo ISO indica la posiciónactual del componente. Por ejemplo, en las válvulas de controlprincipal de la figura 4.1.1, el recuadro central de color amarillomuestra que las válvulas están en posición FIJA.



Sistema principal en posición FIJA

En la posición FIJA, la bomba del sistema de dirección y pilotosucciona aceite del tanque y envía el flujo de aceite al orificio desuministro del sistema de dirección y a la válvula reductora depresión. La válvula reductora de presión controla la presión máximaen el sistema piloto (la operación de la válvula reductora de presiónse explica en la unidad 3, lección 6). El aceite fluye de la válvulareductora de presión, pasa a través de la válvula de retención alacumulador y luego a la válvula de corte piloto.

VALVULADE ALIVIOPRINCIPAL

VALVULAAUXILIAR

VALVULA DEINCLINACION

VALV ULA DELE VANTAM IENTO

VALVULAPILOTO

A LADIRECCION

VALVULA DECORTEPILOTO


MULTIPLE

DE LADIRECCION

ALTANQUE

Fig. 4.1.2 Sistema principal en posición FIJA

VALVULADE ALIVIOPRINCIPAL

VALVULAAUXILIAR


VALVULADE LEVANTE

VALVULAPILOTO

A LADIRECCION

VALVULADE CORTE

PILOTO


MULTIPLE

ALTANQUE

Fig. 4.1.3 Sistema piloto en posición FIJA

En la posición FIJA, la bomba del sistema de dirección y pilotosucciona aceite del tanque y envía el flujo de aceite al orificio desuministro del sistema de dirección y a la válvula reductora depresión. La válvula reductora de presión controla la presión máximadel sistema piloto (la operación de la válvula reductora de presión seexplica en el capítulo 6). El aceite fluye de la válvula reductora depresión al acumulador y a la válvula de corte piloto, pasando por laválvula de retención.

El acumulador sirve de suministro de aceite piloto de emergenciacuando la bomba no está en funcionamiento.

Cuando la válvula de corte piloto está en la posición CERRADA, sebloquea el aceite piloto y el sistema piloto no funcionará. Cuando laválvula de corte piloto está en la posición ABIERTA, el aceite fluyede la válvula de corte piloto a las válvulas de control piloto auxiliar,de inclinación y de levantamiento. Cuando las válvulas de controlpiloto están en la posición FIJA, el aceite piloto se bloquea en lasválvulas de control piloto.

Este tipo de sistema se conoce como sistema de "centro cerrado".


Sistema piloto en posición FIJA

A LA VALVULA DE CONTROL PRINCIPAL

ACEITE PILOTO

ALTANQUE

VASTAGO SUPERIOR(Amortiguado)

RETENEDOR

VASTAGO DE DOSIFICACION( Inclinable)

VASTAGO SUPERIOR(Inclinable)

VASTAGO INFERIOR

RESORTE DEDOSIFICACION

VASTAGO DE DOSIFICACION(Amortiguado)

RETENEDOR

PLANCHA PIVOTE

CONJUNTO DE BOBINA(Desconexión de inclinación

hacia atrás del cucharón)

RESORTE DEL VASTAGO DEDOSIFICACION

RESORT E CEN TRAD ORSUPERIOR

RETENEDOR

RESORT E CEN TRA DORINF ERIOR

Fig. 4.1.4 Válvula de control piloto de inclinación

Válvula de control piloto de inclinación

La figura 4.1.4 muestra los componentes principales de la válvula decontrol piloto de inclinación. Excepto por el conjunto de la bobina enla parte superior de la sección del amortiguador (lado izquierdo), laspiezas son las mismas en ambos lados de la válvula.

Con el motor funcionando y la palanca de control en la posiciónFIJA, el aceite piloto entra por el orificio de suministro (centroinferior del cuerpo de la válvula) y se bloquea por la acción de losvástagos de dosificación. Cualquier aceite en las tuberías en direccióna la válvula de control principal se descarga al orificio del tanque porel centro de los vástagos de dosificación.



AC EIT E P ILOTO

ALTAN QUE

A L A VA LVU LADE CON TR OL PR INC IPAL

D E LA VALVU LADE CO NT ROL PR IN CIPAL

Fig. 4.1.5 Posición INCLINAR HACIA ATRAS

Posición INCLINAR HACIA ATRAS

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto a la posiciónINCLINAR HACIA ATRAS, la fuerza hace que la plancha pivotemueva hacia abajo el émbolo superior, el émbolo inferior, el resortede dosificación, el retenedor del resorte del vástago de dosificación,el resorte del vástago de dosificación y el vástago de dosificación. Elaceite de la bomba piloto fluye a través del orificio y del centro delvástago de dosificación a la válvula de control principal. El aceite deretorno de la válvula de control principal pasa por el orificio delvástago de dosificación amortiguado, sigue por el centro del vástagode dosificación y fluye al orificio del tanque.

Resorte de dosificación

El trabajo del vástago de dosificación es permitir la relación entre elmovimiento del carrete de la válvula de control y el movimiento de lapalanca de la válvula piloto. El vástago de dosificación y el resorte dedosificación funcionan como una válvula reductora de presión ycontrolan la presión de aceite en el carrete de la válvula de controlprincipal.

Cuando el vástago de dosificación se mueve hacia abajo, el aceitepiloto fluye a través del orificio, pasa por el centro del vástago dedosificación y sale por el carrete de la válvula de control principal. Elaceite piloto se bloquea en el carrete de la válvula de controlprincipal produciendo un aumento de la presión piloto. El aumento depresión acciona el resorte del carrete de la válvula de controlprincipal y mueve el carrete de la válvula de control principal. Elcarrete de la válvula de control principal envía el aceite del sistemaprincipal al cilindro.

El aumento de presión también actúa contra el vástago dedosificación. Cuando el aumento de presión sobrepasa la fuerzaaplicada, el vástago de dosificación se mueve hacia arriba ycomprime el resorte de dosificación. El movimiento restringe el flujode aceite piloto a través del orificio del vástago de dosificación. Larestricción del flujo de aceite controla la presión en el carrete de laválvula de control principal. Por tanto, el resorte de dosificaciónajusta la presión en el carrete de la válvula de control principal enproporción al movimiento de la palanca de la válvula piloto.

A L A VA LVUL ADE CON TRO L

PR INC IPAL

ALTA NQ UE

DE LABO M BA

RESO RT ECENT RADO

IN FERIOR

R ESORTED E

DO SIFICACIONR ESO RTE DELVASTAG O DE

DOSIF ICACIO N

VASTAG O DEDOSIF ICACIO N

O RIFIC IO

D E L A VALVUL ADE CON TRO L

PRIN CIPAL

ALTA NQ UE

D E L AB OM BA

Fig. 4.1.6 Resorte de dosificación


VALVUL A DEAL IV IO D E TUB ER IAY C OM PEN SA D ORA VALV UL A

DE RE TEN CION

C ON DU CTOPILOTO

S AL IDA

CA RR ET E D ECO NT ROLP RIN CIPA L

ENT RA DAIN CL IN AC ION D ES CA RG A

Fig. 4.1.7 Válvula de control en posición FIJA

Válvula de control en posición FIJA

La figura 4.1.7 muestra la válvula de control del 928G en la posiciónFIJA. La función de esta válvula es representativa de las válvulas deinclinación, de levantamiento, auxiliar o válvula de función cuarta. Laválvula auxiliar tiene únicamente válvulas de alivio de tubería enambos orificios de trabajo.

Cuando la válvula está en la posición FIJA, el aceite de suministrode la bomba entra al conducto central, fluye alrededor del carrete decontrol y pasa a la siguiente válvula a través de los conductos desalida. El aceite de suministro también fluye del conducto interno a laválvula de retención. De la válvula de retención fluye al carrete decontrol principal. El carrete de control principal bloquea el flujo deaceite de suministro que va a los orificios de trabajo (conductos deinclinación y descarga). El carrete de control principal tambiénbloquea los conductos de aceite que van del orificio de trabajo a losconductos del tanque.



EX TR EM ODE LA CA BE ZA

E XT RE MOD EL VAS TAGO

VA LVU LAD E R ETE NC IO N

CO ND UC TOP ILOTO

E N TRA DA

SA LIDA

VALVULA DE CO NTROL DE INCLINACIO NINC LINA R HACIA AT RAS

Fig. 4.1.8 Posición INCLINAR HACIA ATRAS

Posición INCLINAR HACIA ATRAS

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto a la posiciónINCLINAR, el aceite piloto (color naranja) mueve el carrete decontrol de inclinación hacia la derecha. El carrete de control bloquealos conductos de salida de aceite, conecta la válvula de retención conel extremo de la cabeza del cilindro de inclinación, y el extremo delvástago del cilindro de inclinación con el tanque. Cuando la presiónde suministro es mayor que la presión en el extremo de la cabeza delcilindro de inclinación, el aceite de suministro abre la válvula deretención y fluye pasando el carrete de control al extremo de lacabeza del cilindro de inclinación. El aceite de retorno fluye delextremo del vástago del cilindro de inclinación, pasa por el carrete decontrol y fluye al tanque. El cucharón inicia el movimiento deinclinación hacia atrás.

Válvula de combinación de alivio y compensación

La figura 4.1.9 muestra la válvula de combinación de alivio ycompensación. La válvula de alivio simplemente es una válvula dealivio de operación piloto, sin embargo, no está diseñada paramanejar el flujo máximo de la bomba del implemento.

El aceite en el cilindro se conecta por tuberías al extremo derecho dela válvula de combinación. El aceite fluye a través del orificio de laválvula principal a la cámara del resorte de la válvula principal. Lapresión de aceite en la parte frontal (derecha) de la válvula es igual ala presión de aceite en la cámara del resorte. La presión de aceite enla cámara del resorte de la válvula principal junto con la fuerza delresorte mantienen la válvula cerrada.

O RIFICIO

VA LVU LA PR IN CIPAL

R ES ORT EDE LA VALV UL A

PILOTO

VA LV UL APIL OTO

RE SO RTE DELA VA LV ULAPR INC IPAL

C AM AR A D EL RE SO RTED E L A VA LVU LA

P RIN CIPAL

TO RN IL LODE AJUS TE

VA LV UL AC OM PE NS ADO R A

VALVUL A DE C OM BINAC IO N

Fig. 4.1.9 Válvula de combinación de alivio y compensación


Válvula de alivio en línea en posición ALIVIAR

La figura 4.1.10, muestra la válvula de alivio de la tubería enposición ALIVIAR. Cuando la presión de aceite alcanza el valor decontrol de la válvula piloto, la válvula piloto se mueve a la izquierdacontra el resorte. El aceite de presión alta en la cámara del resorte dela válvula principal fluye a través del orificio de la válvula piloto alconducto de drenaje de la cámara del resorte de la válvula piloto. Lapresión disminuye en la cámara del resorte de la válvula principal. Elaceite de presión más alta, al lado derecho de la válvula principalmueve la válvula principal hacia la izquierda. El aceite de presión altafluye al tanque, pasando la válvula principal, a través de las aberturasde descarga de la válvula de compensación.

La válvula de compensación no se mueve cuando se abre la válvulade alivio de la tubería.

OR IFICIO DELA VALVU LA

PILOTO

OR IF ICIO D EL A VA LVU LAPR INC IPAL

D EC AR GA DE L AVALVU LA

CO MP EN SA DO RA

D ES CAR G A D E LAVA LVU LA CO MP EN SA DO RA

VALVU LACO MP EN SAD O RA

VALVU LA D E A LIV IO EN LINEA “ ABIERTA ”

VA LVULA DE CO M BINACIO N

Fig. 4.1.10 Válvula de alivio en línea en posición ALIVIAR


Posición COMPENSADA

La figura 4.1.11 muestra la válvula de alivio y de compensación de latubería de combinación en posición COMPENSADA. La presión deltanque ejerce acción continúa en el área efectiva de la válvula decombinación. Cuando la presión de aceite en el cilindro, en la tuberíade conexión y en la cámara del resorte de la válvula de alivio esmenor en 13,78 kPa (2 lb/pulg2) respecto de la presión de aceite deltanque, la presión del tanque mueve a la izquierda la válvula decompensación y la válvula principal contra el resorte de la válvulaprincipal. El aceite del tanque fluye del conducto recién abierto a latubería de conexión y al cilindro.

AR EAEF ECT IVA

ARE AEFE CT IVA

VALVUL A COM PENSADO R A “A BIERTA”

VA LVULA DE CO M BINACIO N

R ES ORT E D EVA LV ULA P RIN CIPA L

Fig. 4.1.11 Posición COMPENSADA


Válvula de control de levantamiento en posición BAJAR

La figura 4.1.12 muestra la válvula de control de levantamiento enposición BAJAR.

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto delevantar/bajar a la posición BAJAR, el aceite piloto (color naranja)mueve el carrete de control de levantamiento hacia la izquierda. Elcarrete de la válvula de control bloquea los conductos de salida delaceite, conecta el conducto de la válvula de retención con el extremodel vástago del cilindro de levantamiento, y conecta el conducto delextremo de la cabeza del cilindro de levantamiento con el conductode retorno al tanque. Cuando la presión de suministro es más alta quela presión del extremo del vástago del cilindro de inclinación, elaceite de suministro abre la válvula de retención y fluye pasando elcarrete de control al extremo del vástago del cilindro delevantamiento. El aceite de retorno fluye del extremo de la cabeza delcilindro de levantamiento, pasa por el carrete de control y va altanque. El cucharón comienza a bajar.

E XT RE MOD E LA C AB EZ A

EX TR EM ODEL VA STAG O

VA LV ULAC OM PE NS ADO R A

VA LV UL AD E R ET EN CIO N

CO ND UC TOP ILOTO

ENT RA DA

S AL IDA

VALVUL A DE C ON TRO L DE L EVANTAM IEN TOBAJA R

Fig. 4.1.12 Válvula de control de levantamiento en posición BAJAR


Válvula de control de levantamiento en posición LIBRE

La figura 4.1.13 muestra la válvula de control de levantamiento enposición LIBRE.

Cuando el operador mueve la palanca de control piloto levantar/bajara la posición LIBRE, el aceite piloto (color naranja) mueve el carretede control principal completamente a la izquierda. El carrete decontrol conecta el conducto de la válvula de retención con la salidadel lado derecho y conecta el conducto del extremo de la cabeza delcilindro de levantamiento con el conducto de retorno al tanque. Elcarrete de control también conecta el extremo del vástago del cilindrode levantamiento con el conducto de retorno al tanque. Cuando labomba y los extremos del cilindro de levantamiento están conectadosal tanque, el cilindro de levantamiento no puede subir o bajarhidráulicamente.

Cuando la máquina se mueve y el control levantar/bajar está enposición LIBRE, el implemento sigue la curvatura del terreno.

EX TR EMODE LA CA BEZ A

E XT RE MOD EL VAS TAGO

VA LVU LAC OM PEN SA DO RA

VALVU LADE RE TE NC ION

CO ND UC TOP ILOTO

E NTR A DA

SA LIDA

VALVUL A DE C ONT ROL DE L EVANTAM IEN TOLIB RE

Fig. 4.1.13 Válvula de control de levantamiento en posición LIBRE


En la posición FIJA, el aceite de la bomba de dirección y piloto fluyeal orificio de suministro del sistema de dirección y a la válvulareductora de presión. La válvula reductora de presión controla lapresión máxima del sistema piloto. (La operación de la válvulareductora de presión se explica en la unidad 6, capítulo 6). El aceitefluye de la válvula reductora de presión a través de la válvula deretención al acumulador y a la válvula de corte piloto.

El acumulador sirve de suministro de aceite piloto de emergenciacuando la bomba no está en funcionamiento.

Cuando la válvula de corte piloto está en la posición CERRADA, sebloquea el aceite piloto y el sistema piloto no funcionará. Cuando laválvula de corte piloto está en la posición ABIERTA, el aceite fluyede la válvula de corte piloto a las válvulas de control piloto auxiliar,de inclinar hacia atrás/descargar y de levantar/bajar.

Cuando las válvulas de control piloto están en la posición FIJA, elaceite piloto se bloquea en las válvulas de control piloto. Este tipo desistema se conoce como sistema de "centro cerrado".

El aceite de la bomba del implemento principal fluye pasando elorificio de prueba y la válvula de alivio principal a la válvula decontrol principal.

El aceite de la bomba del implemento fluye por el centro del carretede la válvula auxiliar, por el centro del carrete de la válvula deinclinación hacia atrás/descargar, por el centro de la válvula delevantar/bajar y regresa al tanque. Este tipo de sistema se conocecomo sistema de "centro abierto".

VALVU LADE ALIVIOPRIN CIPAL

VALVULAAUXILIAR


VALVULA DELEVAN TAMIEN TO

VALVULAPILOTO

A LADIRECCION

VALVULADE CORTE

PILOTO


VALVU LA DE B AJ AREL CU CH ARON

MULTIPLE

DE LADIRECCION

Fig. 4.1.14


Este diagrama muestra el flujo a través del sistema hidráulico con lapalanca de control inclinar hacia atrás/descargar en la posiciónINCLINAR HACIA ATRAS.

Cuando el operador mueve la palanca de control inclinar haciaatrás/descargar a la posición INCLINAR HACIA ATRAS, el aceitepiloto fluye de la válvula de control piloto inclinar haciaatrás/descargar al extremo del carrete de la válvula inclinar haciaatrás/descargar en la válvula de control del implemento principal. Elaceite piloto mueve el carrete de la válvula inclinar haciaatrás/descargar a la posición INCLINAR HACIA ATRAS. El aceitedel extremo opuesto del carrete de la válvula inclinar haciaatrás/descargar fluye al tanque pasando la válvula de control inclinarhacia atrás/descargar.

El movimiento del carrete de la válvula inclinar hacia atrás/descargara la posición INCLINAR HACIA ATRAS, bloquea el flujo del aceitede la bomba del implemento y envía el aceite de la bomba delimplemento al extremo de la cabeza del cilindro de inclinación. Elaceite del extremo del vástago del cilindro de inclinación es forzado aretornar al tanque pasando por el carrete de la válvula de inclinarhacia atrás/descargar.

Los orificios en las tuberías de aceite piloto entre la válvula decontrol piloto de inclinar hacia atrás/descargar y el carrete de laválvula de inclinar hacia atrás/descargar producen una restricción alflujo del aceite piloto y proveen al operador de un mejor control delcarrete de la válvula de inclinar hacia atrás/descargar.

VALVULADE

ALIVIOPRINCIPAL

SISTEMA HIDRAULICO DEL IMPLEMENTO DEL 928GINCLINAR HACIA ATRAS

A LADIRECCION

VALVULADE CORTE

PILOTO


VALVULA DEBAJAR

MULTIPLE

DE LADIRECCION

VALVULAAUXILIAR

VALVULA DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

VALVULA DELEVANTAR/

BAJAR

AUXCONTROL

CONTROL DELEVANTAR/

BAJAR

CONTROL DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

Fig. 4.1.15


Es este diagrama se muestran las condiciones en el sistema hidráulicodel implemento con la palanca de control levantar/bajar en la posiciónLEVANTAR.

Cuando el operador mueve la palanca de control levantar/bajar a laposición LEVANTAR, el aceite piloto fluye de la válvula de controlpiloto levantar/bajar al extremo del carrete de la válvula levantar/bajaren la válvula de control del implemento principal. El aceite pilotomueve el carrete de la válvula levantar/bajar a la posiciónLEVANTAR. El aceite del extremo opuesto del carrete de la válvulalevantar/bajar fluye al tanque, pasando la válvula de controllevantar/bajar.

El movimiento del carrete de la válvula levantar/bajar a la posiciónLEVANTAR, bloquea el flujo de aceite de suministro al tanque. Elaceite de suministro es enviado al extremo de la cabeza de loscilindros de levantamiento. El aceite de los extremos del vástago delos cilindros es enviado al tanque, pasando por el carrete de la válvulade levantar/bajar.

Los orificios en las tuberías de aceite piloto entre la válvula decontrol piloto de levantar/bajar y el carrete de la válvula delevantar/bajar producen una restricción al flujo del aceite piloto yproveen al operador de un mejor control del carrete de la válvula delevantar/bajar

VALVULADE

ALIVIOPRINCIPAL

SISTEMA HIDRAULICO DEL IMPLEMENTO DEL 928G

A LADIRECCION

VALVULADE CORTE

PILOTO


VALVULA DEBAJAR

MULTIPLE

DE LADIRECCION

LEVANTAR

VALVULAAUXILIAR

VALVULA DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

VALVULA DELEVANTAR/

BAJAR

CONTROLAUXILIAR CONTROL DE

LEVANTAR/BAJAR

CONTROL DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

Fig. 4.1.16


Es este diagrama se muestran las condiciones en el sistema hidráulicodel implemento con la palanca de control levantar/bajar en la posiciónBAJAR.

Cuando el operador mueve la palanca de control levantar/bajar a laposición BAJAR, el aceite piloto fluye de la válvula de control pilotolevantar/bajar al extremo del carrete de la válvula levantar/bajar en laválvula de control del implemento principal. El aceite piloto mueve elcarrete de la válvula levantar/bajar a la posición BAJAR. El aceite delextremo opuesto del carrete de la válvula levantar/bajar fluye altanque, pasando la válvula de control levantar/bajar.

El movimiento del carrete de la válvula levantar/bajar a la posiciónBAJAR, bloquea el flujo de aceite de suministro al tanque. El aceitede suministro es enviado al extremo del vástago de los cilindros delevantamiento. El aceite de los extremos de la cabeza de los cilindroses enviado al tanque, pasando el carrete de la válvula delevantar/bajar.

Los orificios en las tuberías de aceite piloto entre la válvula decontrol piloto de levantar/bajar y el carrete de la válvula delevantar/bajar producen una restricción al flujo del aceite piloto yproveen al operador de un mejor control del carrete de la válvula delevantar/bajar

VALVULADE

ALIVIOPRINCIPAL


VALVULAAUXILIAR

VALVULA DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

VALVULA DELEVANTAR/

BAJAR

CONTROLAUXILIAR

A LADIRECCIO N

VALVULADE CORTE

PILO TO


VALVULA DEBAJAR

MULTIPLE

DE LADIRECCION

BAJAR

CO NTROL DELEVANTAR/

BAJAR

CONTROL DEINCLINAR

ATRAS/DESCARG A

Fig. 4.1.17


Es este diagrama, la palanca de control levantar/bajar está en la posiciónLIBRE.

Cuando el operador mueve la palanca de control levantar/bajar a laposición LIBRE, el aceite piloto fluye de la válvula de control pilotolevantar/bajar al extremo del carrete de la válvula levantar/bajar en laválvula de control del implemento principal. El aceite piloto mueve elcarrete de la válvula levantar/bajar a la posición LIBRE. El aceite delextremo opuesto del carrete de la válvula levantar/bajar fluye al tanque,pasando la válvula de control levantar/bajar.

El movimiento del carrete de la válvula levantar/bajar a la posiciónLIBRE, bloquea el flujo de aceite de suministro al tanque. El aceite desuministro es enviado al extremo del vástago de los cilindros delevantamiento y al tanque. El aceite de los extremos de la cabeza de loscilindros es enviado al tanque, pasando el carrete de la válvula delevantar/bajar.

Cuando la máquina se mueve y el implemento está en "libre", el cucharónseguirá la curvatura del piso. La más leve presión en el extremo delvástago de los cilindros de levantar/bajar no empujará el cucharón hacia elsuelo.

El aceite de la bomba principal debe fluir a través de pequeños orificiospara llenar la cavidad detrás de la válvula de compensación. Con el aceitefluyendo desde detrás de la válvula de compensación más rápido que elaceite que pasa a través, la diferencia de presión entre el aceite alrededorde la válvula de compensación y el aceite detrás de la válvula decompensación llega a ser lo suficientemente alta para levantar de suasiento a la válvula de compensación. Cuando esto sucede, el aceite de labomba del implemento fluye al tanque pasando la válvula decompensación. Ambos extremos de los cilindros de levantamiento se abrenal tanque permitiendo que el cucharón quede libre a lo largo del suelo.

VALVULADE

ALIVIOPRINCIPAL


VALVULAAUXILIAR

VALVULA DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

VALVULA DELEVANTAR/

BAJAR

CONTROLAUXILIAR

A LADIRECCION

VALVULADE CORTE

PILOTO


VALVULA DEBAJAR

MULTIPLE

DE LADIRECCION

LIBRE

CONTROL DELEVANTAR/

BAJAR

CONTROL DEINCLINAR

ATRAS/DESCARGA

Fig. 4.1.18


Unidad 4 - 1 - Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos-Copia del Instructor - Examen 4.1.1.

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SISTEMA HIDRAULICO DE OPERACION PILOTO

Usando los colores correctos complete el siguiente diagrama.

“POSICION FIJA” DEL SISTEMA HIDRAULICO DEL IMPLEMENTO

Unidad 4 - 1 - Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos-Copia del Estudiante - Examen 4.1.1.

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SISTEMA HIDRAULICO DE OPERACION PILOTO

Usando los colores correctos complete el siguiente diagrama.

“POSICION FIJA” DEL SISTEMA HIDRAULICO DEL IMPLEMENTO

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GLOSARIO

Acumulador – Recipiente que almacena fluidos a presión como fuente de potencia hidráulica. También se usa comoabsorbedor de choque.

Accionador - Dispositivo que convierte la potencia hidráulica en fuerza mecánica y movimiento. (por ejemplo, motores ycilindros hidráulicos).

Acoplamiento – Dispositivo que conecta dos mangueras o tuberías, o conecta las mangueras a los receptáculos de laválvula.

Amortiguador – Dispositivo montado algunas veces dentro del extremo del cilindro restringiendo el flujo de salida yhaciendo que el pistón baje lentamente.

Bomba – Un dispositivo que convierte la fuerza mecánica en potencia de fluido hidráulico. Los diseños básicos de bombasson las bombas de engranajes, de paletas y de pistones.

Bomba de caudal fijo– Una bomba en la que no varía la salida por ciclo.

Bomba de caudal variable– Una bomba en la que puede variar la salida por ciclo.

Caballo de fuerza–Trabajo producido por unidad de tiempo.

Cavitación – Fenómeno que ocurre cuando el punto de presión de un sistema hidráulico está por debajo de la presión devapor del aceite del sistema, y permite que burbujas de vapor de aceite se formen en el aceite. Cuando esto ocurre a laentrada de la bomba, el rápido aumento de presión en la bomba hace que estas burbujas colapsen violentamente. Esto puedeproducir erosión de las piezas metálicas, además de ruido y vibración.

Cresta – Aumento momentáneo de la presión en un circuito hidráulico.

Carrera – Longitud de viaje de un pistón en un cilindro. (Algunas veces se usa para indicar el cambio del desplazamientode una bomba de caudal variable).

Ciclo – Una operación completa de un componente que comienza y termina en una posición neutral.

Cilindro – Dispositivo para convertir la potencia de un fluido en un movimiento lineal o circular. Un “accionador”. Losdiseños básicos incluyen unidades de pistones y de paletas.

Cilindro de acción doble– Un cilindro en el que la fuerza del fluido se aplica para mover elementos en cualquierdirección.

Cilindro de acción simple– Un cilindro en el que la fuerza del fluido se aplica para mover elementos en una soladirección.

Circuito – Serie de componentes conectados unos a otros por tuberías o conductos. Generalmente hace parte de un“sistema”.

Circuito regenerador – Circuito en el que el fluido a presión, descargado de un componente, retorna al sistema paradisminuir los requerimientos de entrada de flujo. Se usa con frecuencia para acelerar la acción de un cilindro al dirigir elaceite descargado del extremo del vástago al extremo del pistón.

Conducto – Una tubería cuyo diámetro externo es estándar en rosca.

Controlador – Microprocesador que controla las funciones de la válvula electrohidráulica.

Corrimiento – Movimiento de un cilindro o motor debido al juego interno de sus piezas que se trasmite a los componentesdel sistema hidráulico.

Depósito– Recipiente para mantener un suministro de fluido de trabajo de un sistema hidráulico.

Diagrama de símbolos– Representación abreviada en dibujos de los componentes del sistema hidráulico.

Glosario - 1 - Fundamentos de los Sistemas Hidráulicos

Glo

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Derivación – Camino alterno para un flujo de fluido.

Desplazamiento – Volumen de aceite desplazado en una carrera completa o revolución (de una bomba, motor o cilindro).

Enfriador de aceite– Intercambiador de calor que remueve el calor de un fluido (véase “intercambiador de calor”).

Energía – Se presentan tres tipos de energía en los sistemas hidráulicos modernos (del tipo hidrostático normal):

Energía potencial– Energía de presión. Es la energía estática del aceite en reposo, presurizada y lista para efectuar untrabajo. Por ejemplo, el aceite en un acumulador cargado.

Energía calorífica– Fricción o resistencia al flujo. (Una pérdida de energía en términos de rendimiento). Por ejemplo,se produce energía calorífica por la fricción entre el aceite en movimiento y las paredes de las tuberías o conductos.

Energía cinética– La energía de un líquido en movimiento. Depende de la velocidad del líquido.

Expansión térmica– La expansión del volumen de un fluido debido al calor.

Filtro de aceite– Dispositivo que elimina sólidos de un fluido.

Flujómetro – Dispositivo de medida de la velocidad de flujo, del flujo total o de ambos.

Fricción – La resistencia al flujo de un fluido en un sistema hidráulico. (Una pérdida de energía en términos de rendimientode potencia).

Fuerza – La acción de aplicar presión a un cuerpo. En un cilindro hidráulico es el producto de la presión en el fluidomultiplicada por el área efectiva del pistón del cilindro. Se expresa en libras o toneladas.

Gas inerte – Gas no explosivo.

Grupo de válvulas– Serie de válvulas de control en un grupo de válvulas con planchas terminales comunes y una entraday salida de aceite común.

Hidráulica – La ciencia de ingeniería que estudia la presión y flujo de los líquidos. (En este manual, el interés principal secentra en el uso del aceite hidráulico para producir trabajo en planos lineales y rotatorios).

Hidrodinámica – La ciencia de ingeniería que estudia la energía de la presión y flujo de los líquidos.

Hidrostática – La ciencia de la ingeniería que estudia la energía de los líquidos en reposo. (Los sistemas vistos en estemanual funcionan con base en el principio hidrostático).

Impulsos – Fluctuaciones pequeñas sucesivas de presión de un circuito.

Intercambiador de calor – Dispositivo que transfiere el calor de un fluido a otro a través de una pared conductora. (Ver"enfriador de aceite").

Manguera – Tubería flexible.

Motor hidráulico – Dispositivo para convertir la energía de un fluido en fuerza mecánica y movimiento – generalmentemovimiento rotatorio. Los diseños básicos incluyen unidades de engranajes, de paletas y de pistones.

Múltiple – Un conductor de fluido que suministra algunos orificios.

Orificio – Un conducto con restricción en un circuito hidráulico. Generalmente un orificio pequeño perforado que se usapara limitar el flujo o producir una presión diferencial en un circuito. El extremo abierto de un conducto de fluido. Puedeestar dentro o en la superficie del componente.

Par – El esfuerzo de giro de un motor hidráulico o cilindro rotatorio. Se mide generalmente en unidades de pulgada-libras(pulg-lb), o pie-libras (pie-lb).

Pistón – Una pieza cilíndrica que se mueve en un cilindro y transmite o recibe movimiento para realizar un trabajo.

Potencia de fluido – La energía transmitida y controlada que produce un fluido presurizado.


Presión– Fuerza de un fluido por unidad de área, generalmente se expresa en unidades de libra por pulgada cuadrada(lb/pulg2).

Presión de retorno– La presión encontrada en el lado de retorno de un sistema.

Presión de dislocación– La presión mínima a la que comienza a moverse un accionador.

Presión de apertura de la válvula– La presión a la que una válvula de alivio, etc., comienza a abrirse para permitirque el fluido pase.

Presión diferencial– La diferencia de presión entre dos puntos cualesquiera de un sistema o componente. (Tambiénllamada "caída de presión").

Presión de flujo pleno– La presión a la que una válvula se abre completamente para permitir el paso de todo el flujo.

Presión de operación– La presión de operación normal del sistema.

Presión piloto– La presión auxiliar usada para accionar o controlar un componente.

Presión nominal– La presión de operación recomendada por el fabricante para un componente o sistema.

Presión estática– La presión de un fluido en reposo. (Una forma de “energía potencial”).

Presión de succión– La presión absoluta del fluido en el lado de entrada de la bomba.

Presión de cresta– Cambios de presión producidos en un circuito por una columna de aceite acelerada rápidamente.La “cresta” incluye el período de esos cambios, de alta a baja.

Presión del sistema– La presión que alcanza la resistencia total de un sistema. Incluye todo el trabajo útil y laspérdidas del sistema.

Presión de trabajo– La presión que alcanza la resistencia del dispositivo de trabajo.

Punto de niebla– La temperatura más baja a la que un fluido fluye bajo condiciones específicas.

Purga – Proceso por el cual el aire se elimina de un sistema hidráulico.

Remoto– Una función hidráulica, tal como un cilindro, separado de su fuente de suministro. Generalmente se conecta a lafuente con mangueras flexibles.

Restricción – Un área de sección transversal reducida en una tubería o conducto, que produce normalmente una caída depresión. (Ejemplos, tuberías estrechas o conductos taponados, o un orificio diseñado en un sistema).

Rejilla – Filtro de paso ancho.

Sistema– Una o más piezas conectadas una con otra. Generalmente consta de dos o más “circuitos”.

Sistema de centro abierto– Sistema hidráulico en el que las válvulas de control están abiertas permitiendo un flujo deaceite continuo, aún en posición neutral. En este sistema, la presión varía, pero el flujo permanece constante.

Sistema de centro cerrado– Sistema hidráulico en el que las válvulas de control están cerradas durante un flujo de aceitebloqueado o neutral. En este sistema el flujo varía, pero la presión permanece constante.

Sello anular– Un sello estático o dinámico para superficies pulidas curvas o circulares.


Solenoide– Dispositivo electromagnético que posiciona una válvula hidráulica.

Subalimentación– Una falta de aceite en un área vital del sistema. Ocurre frecuentemente debido a filtros taponados, etc.

Tubo – Una tubería cuyo tamaño se clasifica de acuerdo con su diámetro externo.

Tubería – Un tubo o manguera que se usa para conducir un fluido.

Válvula – Dispositivo que controla la presión o el fluido, la dirección del flujo del fluido o el caudal de flujo.

Válvula reguladora de flujo por derivación – Válvula que regula el flujo a un circuito a volumen constante,descargando el aceite en exceso.

Válvula de retención–Válvula que permite el flujo en una sola dirección.

Válvula de centro cerrado– Válvula en el que los orificios de entrada y salida están cerrados en una posición neutral,bloqueando el flujo de la bomba.

Válvula de control direccional– Válvula que envía el aceite a través de conductos seleccionados (generalmente undiseño de válvula de carrete o rotatoria).

Válvula electrohidráulica – Válvula que se abre o cierra por acción de un solenoide.

Válvula de control de flujo – Válvula que controla el caudal de flujo. (También se conoce con el nombre de "válvulade control de volumen").

Válvula de control de presión– Válvula cuya función principal es controlar la presión. (Incluye las válvulas de alivio,las válvulas reductoras o de secuencia y las válvulas de descarga).

Válvulas reductoras de presión– Válvula de control de presión que limita la presión de salida.

Válvula de secuencia de presión– Válvula de control de presión que dirige el flujo en una secuencia predeterminada.

Válvula de alivio – Válvula que limita la presión en el sistema generalmente sacando el aceite en exceso.

Válvula direccional rotatoria – Válvula diseñada en forma cilíndrica. Cuando la válvula gira, abre o cierra conductosperforados para enviar el aceite.

Válvula selectora– Válvula que selecciona uno o más circuitos para enviar el aceite, generalmente es de operaciónmanual.

Válvula de lanzadera– Válvula de conexión que selecciona uno o más circuitos cuando varía el flujo o la presión enesos circuitos.

Válvula de corte– Válvula que opera completamente abierta o completamente cerrada.

Válvula direccional de carrete– Válvula diseñada como un carrete que se desliza en un cilindro, abriendo y cerrandoconductos.

Válvulas de dos, tres, cuatro o seis funciones– Válvula que tiene 2, 3, 4 ó 6 orificios para direccionar el flujo deaceite.

Válvula de control de volumen– Válvula que controla la velocidad del flujo. Entre otras incluyen las válvulas decontrol de flujo, las válvulas divisoras de flujo y los reguladores de derivación de flujo.


Válvula de aguja– Válvula con una punta cónica ajustable que regula el caudal de flujo.

Válvula de centro abierto– Válvula en la que los orificios de entrada y salida están abiertos en una posición central, ypermiten un flujo continuo de aceite desde la bomba.

Válvula piloto – Válvula usada para operar o controlar otra válvula.

Válvula operada por piloto – Válvula accionada por una válvula piloto.

Válvula de contrapunta – Diseño de válvula en el que se abre el elemento que asienta para permitir un flujo libre enun sentido y se cierra cuando el flujo se invierte.

Velocidad de flujo – Volumen de fluido pasando por un punto en un tiempo determinado.

Velocidad – Distancia que un fluido viaja por unidad de tiempo. Generalmente se expresa en metros por segundo o pies porsegundo.

Venteo– Dispositivo de respiradero de aire en un tanque de fluido.

Viscosidad–Medida de la resistencia de un fluido a fluir.

Volumen – Cantidad de fluido por unidad de tiempo. Generalmente expresado en litros por minuto (l/min) o galonesamericanos por minuto (gal EE.UU/min).


ABREVIATURAS

ANSI – Instituto Nacional de Normas Americano

ASAE – Sociedad Americana de Ingenieros de Agricultura (fija las normas para diferentes componentes hidráulicos de usoen agricultura)

°F – Grados Fahrenheit (de temperatura)

ft-lbs. – Pie por libras (de par o esfuerzo de giro)

gpm – Galones por minuto (de flujo de fluido)

hp – Caballos de fuerza

I.D. – Diámetro Interno (ejemplo de un orificio o tubo)

ISO – Organización Internacional de Normas

O.D. – Diámetro externo (ejemplo de un orificio o tubo)

psi – Libra por pulgada cuadrada (de presión)

rpm – Revoluciones por minuto

SAE – Sociedad de Ingenieros Automotrices (fija las normas para algunos componentes hidráulicos)


fundamentos de hidraulica basica

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