hidraulica basica (notas)

8/17/2019 Hidraulica Basica (Notas)

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HIDRAULICA

La palabra "Hidráulica" proviene del griego "hydor" que significa "agua". Hoy el términohidráulica se emplea para referirse a la transmisión y control de fuerzas y movimientos por medio de líquidos es decir se utilizan los líquidos para la transmisión de energía en la mayoría

de los casos se trata de aceites minerales pero también pueden emplearse otros fluidos comolíquidos sintéticos agua o una emulsión agua!aceite.

CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA HIDRAÚLICA Y NEUMÁTICA

n la actualidad las aplicaciones de la oleohidráulica y neumática son muy variadas estaamplitud en los usos se debe principalmente al dise#o y fabricación de elementos de mayor precisión y con materiales de me$or calidad acompa#ado además de estudios mas acabadosde las materias y principios que rigen la hidráulica y neumática. %odo lo anterior se ha vistorefle$ado en equipos que permiten traba$os cada vez con mayor precisión y con mayores nivelesde energía lo que sin duda ha permitido un creciente desarrollo de la industria en general.

&entro de las aplicaciones se pueden distinguir dos móviles e industriales'

Aplicaciones Móviles l empleo de la energía proporcionada por el aire y aceite a presiónpuede aplicarse para transportar e(cavar levantar perforar manipular materiales controlar eimpulsar vehículos móviles tales como'

• %ractores

• )r*as

• +etroe(cavadoras

• ,amiones recolectores de basura

• ,argadores frontales

• -renos y suspensiones de camiones

• ehículos para la construcción y mantención de carreteras

• tc.

Aplicaciones In!s"#iales n la industria es de primera importancia contar con maquinariaespecializada para controlar impulsar posicionar y mecanizar elementos o materiales propiosde la línea de producción para estos efectos se utiliza con regularidad la energía proporcionadapor fluidos comprimidos. /e tiene entre otros'

• 0aquinaria para la industria plástica

• 0áquinas herramientas


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• 0aquinaria para la elaboración de alimentos

• quipamiento para robótica y manipulación automatizada

• quipo para monta$e industrial

• 0aquinaria para la minería

• 0aquinaria para la industria sider*rgica

• tc.

1tras aplicaciones se pueden dar en sistemas propios de vehículos automotores comoautomóviles aplicaciones aeroespaciales y aplicaciones navales por otro lado se pueden tener aplicaciones en el campo de la medicina y en general en todas aquellas áreas en que serequiere movimientos muy controlados y de alta precisión así se tiene'

• 2plicación automotriz' suspensión frenos dirección refrigeración etc.

• 2plicación 2eronáutica' timones alerones trenes de aterriza$e frenos simuladoresequipos de mantenimiento aeronáutico etc.

• 2plicación 3aval' timón mecanismos de transmisión sistemas de mandos sistemasespecializados de embarcaciones o buques militares

• 0edicina' 4nstrumental quir*rgico mesas de operaciones camas de hospital sillas einstrumental odontológico etc.

La hidráulica y neumática tienen aplicaciones tan variadas que pueden ser empleadas inclusoen controles escénicos 5teatro6 cinematografía parques de entretenciones represas puenteslevadizos plataformas de perforación submarina ascensores mesas de levante deautomóviles etc.

$ENTA%AS Y DES$ENTA%AS DE LA HIDRAULICA Y NEUMATICA

Los sistemas de transmisión de energía oleohidráulicos y neumáticos son una garantía deseguridad calidad y fiabilidad a la vez que reducen costos.

La /eguridad es de vital importancia en la navegación aérea y espacial en la producción yfuncionamiento de vehículos en la minería y en la fabricación de productos frágiles. 7or e$emplo los sistemas oleohidráulicos y neumáticos se utilizan para asistir la dirección y elfrenado de coches camiones y autobuses. Los sistemas de control oleohidráulico y el tren deaterriza$e son los responsables de la seguridad en el despegue aterriza$e y vuelo de aviones ynaves espaciales. Los rápidos avances realizados por la minería y construcción de t*neles sonel resultado de la aplicación de modernos sistemas oleohidráulicos y neumáticos.


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La -iabilidad y la 7recisión son necesarias en una amplia gama de aplicaciones industriales enlas que los usuarios e(igen cada vez más una mayor calidad. Los sistemas oleohidráulicos yneumáticos utilizados en la manipulación sistemas de fi$ación y robots de soldadura aseguranun rendimiento y una productividad elevados por e$emplo en la fabricación de automóviles.

n relación con la industria del plástico la combinación de la oleohidráulica la neumática y la

electrónica hacen posible que la producción esté completamente automatizada ofreciendo unnivel de calidad constante con un elevado grado de precisión.

Los sistemas neumáticos $uegan un papel clave en aquellos procesos en los que la higiene y laprecisión son de suma importancia como es el caso de las instalaciones de la industriafarmacéutica y alimenticia entre otras.

La +educción en el costo es un factor vital a la hora de asegurar la competitividad de un paísindustrial.

La tecnología moderna debe ser rentable y la respuesta se encuentra en los sistemas

oleohidráulicos y neumáticos. ntre otros e$emplos cabe citar el uso generalizado de estossistemas en la industria de carretillas elevadoras controladas hidráulicamente las máquinasherramientas de alta tecnología así como los equipos de fabricación para procesos deproducción automatizada las modernas e(cavadoras las máquinas de construcción y obrasp*blicas y la maquinaria agrícola.

,on respecto a la manipulación de materiales y para citar unos e$emplos los sistemasoleohidráulicos permiten que una sola persona pueda trasladar fácil y rápidamente grandescantidades de arena o de carbón.

$en"a&as e la Oleo'i#(!lica

• 7ermite traba$ar con elevados niveles de fuerza o mementos de giro

• l aceite empleado en el sistema es fácilmente recuperable

• elocidad de actuación fácilmente controlable

• 4nstalaciones compactas

• 7rotección simple contra sobrecargas

• ,ambios rápidos de sentido

Desven"a&as e la Oleo'i#(!lica

• l fluido es mas caro

• 7erdidas de carga


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• 7ersonal especializado para la mantención

• -luido muy sensible a la contaminación.

De)iniciones*

+l!io* lemento en estado líquido o gaseoso en estas páginas utilizaremos en los sistemasneumáticos "aire comprimido y en los sistemas hidráulicos "aceites derivados de petróleo".

+l!ios Hi#(!licos* Misión e !n )l!io en oleo'i#(!lica

• %ransmitir potencia

• Lubricar

• 0inimizar fugas

• 0inimizar pérdidas de carga

+l!ios e,pleaos

• 2ceites minerales procedentes de la destilación del petróleo

• 2gua 8 glicol

• -luidos sintéticos

• mulsiones agua 8 aceite

-ene#aliaes

l aceite en sistemas hidráulicos desempe#a la doble función de lubricar y transmitir potencia.

,onstituye un factor vital en un sistema hidráulico y por lo tanto debe hacerse una seleccióncuidadosa del aceite con la asistencia de un proveedor técnicamente bien capacitado.

9na selección adecuada del aceite asegura una vida y funcionamiento satisfactorios de loscomponentes del sistema principalmente de las bombas y motores hidráulicos y en general de

los actuadores.

2lgunos de los factores especialmente importantes en la selección del aceite para el uso en unsistema hidráulico industrial son los siguientes'

• :. l aceite debe contener aditivos que permitan asegurar una buena característica antidesgaste. 3o todos los aceites presentan estas características de manera notoria.


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• ;. l aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las características delubricante y limitante de fugas a la temperatura esperada de traba$o del sistemahidráulico.

• se recomienda una temperatura má(ima de traba$o de ?@A,.

Sis"e,a e "#ans,isión e ene#./a Ne!,("ica e Hi#(!lica0

s un sistema en el cual se genera transmite y controla la aplicación de potencia a través delaire comprimido y la circulación de aceite en un circuito. l sistema puede dividirse en tresgrandes grupos que observamos en el diagrama de bloques de la figura :.:.

,omenzando desde la izquierda deB diagrama la primera sección corresponde a la conversiónde nergía léctrica yCo 0ecánica en un sistema de energía 3eumática yCo Hidráulica.

9n motor eléctrico de e(plosión o de otra naturaleza está vinculado a una bomba o compresora cuya salida se obtiene un cierto caudal a una determinada presión.

n la parte central del diagrama el fluido es conducido a través de tubería al lugar deutilización.

2 la derecha en el diagrama el aire comprimido o el aceite en movimiento produce unareconversión en nergía mecánica mediante su acción sobre un cilindro o un motor neumáticoo hidráulico. ,on las válvulas se controla la dirección del movimiento la velocidad y el nivel depotencia a la salida del motor o cilindro.

Le1es )/sicas #ela"ivas a los )l!ios0


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Hay infinidad de leyes físicas relativas al comportamiento de los fluidos muchas de ellas sonutilizadas con propósitos científicos o de e(perimentación nosotros nos limitaremos a estudiar aquellas que tienen aplicación práctica en nuestro traba$o.

Le1 e Pascal0

La ley más elemental de la física referida a la hidráulica y neumática fue descubierta yformulada por Dlas 7ascal en :?@< y denominada Le1 e Pascal que dice'

La p#esión e2is"en"e en !n l/3!io con)inao ac"4a i.!al,en"e en "oas i#ecciones5 1 lo'ace )o#,ano (n.!los #ec"os con la s!pe#)icie el #ecipien"e

La presión en un líquido sólo depende de la profundidad cualquier incremento de presión en lasuperficie debe transmitirse a cada punto en el fluido. sto lo reconoció por primera vez elcientífico francés Dlas 7ascal y se conoce como Le1 e Pascal.

La figura :!; ilustra la Le1 e Pascal. l fluido confinado en la sección de una tubería e$erce

igual fuerza en todas direcciones y perpendicularmente a las paredes.

La figura :!< muestra la sección transversal de un recipiente de forma irregular que tieneparedes rígidas l fluido confinado en el e$erce la misma presión en todas las direcciones talcomo lo indican las flechas. /i las paredes fueran fle(ibles la sección asumiría forma circular.s entonces la Ley de 7ascal que hace que una manguera contra incendios asuma formacilíndrica cuando es conectada al suministro. s importante la diferencia entre cómo act*a lafuerza sobre un fluido y cómo lo hace sobre un sólido. 7uesto que el sólido es un cuerpo rígidopuede soportar que se le aplique una fuerza sin que cambie apreciablemente su forma. 7or otraparte un líquido puede soportar una fuerza *nicamente en una superficie o frontera cerrada.

3ota que la fuerza que e$erce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene siempreact*a en forma perpendicular a esas paredes. Esta es una característica propia de los fluidosque hace que el concepto de presión sea muy *til. /i se perforan agu$eros a los lados y al fondode un barril con agua se demuestra que la fuerza e$ercida por el agua es en cualquier parteperpendicular a la superficie del barril.

,ualquier persona que haya tratado de mantener una balsa por deba$o de la superficie del aguase convence de inmediato de la e(istencia de una presión hacia arriba. n realidad nos damoscuenta que' Los fluidos e$ercen presión en todas direcciones.


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Aplicación e la Le1 e Pascal po# 6#a,a'

n los primeros a#os de la +evolución 4ndustrial un mecánico de origen británico llamado%osep' 6#a,a' utilizó el descubrimiento de 7ascal y por ende el llamado 7rincipio de 7ascalpara fabricar una prensa hidráulica. Dramah pensó que si una peque#a fuerza actuaba sobreun área peque#a ésta crearía una fuerza proporcionalmente más grande sobre una superficie

mayor el *nico límite a la fuerza que puede e$ercer una máquina es el área a la cual se aplicala presión. sto se puede apreciar en el siguiente e$emplo

FGué fuerza -: se requiere para mover una carga de :I.III JgK ,onsiderar los datos deldibu$o.

,omo' p -C2

2; :I cmM> :I.III Jgf

p; :I.III JgfC :I cmM N p; :.III JgfCcmM

,omo en un circuito cerrado de acuerdo al principio de 7ascal la presión es igual en todasdirecciones normales a las superficies de medición se puede decir que la presión aplicada alárea ; es igual que la aplicada al área :

p: p;

-: :.III JgfCcmM ( @ cmM N -: @.III Jgf

- p ( 2

&e esto se concluye que el área es inversamente proporcional a la presión y directamenteproporcional a la fuerza.

7ara el e$emplo se tiene que el equilibrio se logra aplicando una fuerza menor que el peso yaque el área es menor que la que soporta el peso.


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9n claro e$emplo de esto son los gatos hidráulicos

Le1 e 6o1le

La relación básica entre la presión de un gas y su volumen esta e(presada en la Le1 e 6o1leque establece' La p#esión a7sol!"a e !n .as con)inao en !n #ecipien"e va#/a en )o#,a

inve#sa a s! vol!,en5 c!ano la "e,pe#a"!#a pe#,anece cons"an"e

7ara la resolución de problemas la Le1 e 6o1le se escribe de la siguiente forma'

n estas formulas 7: y : son la presión y volumen inicial de un gas. 7; y ; la presión yvolumen después de que el gas haya sido comprimido o e(pandido

4mportante' 7ara aplicar esta formula es necesario emplear valores de p#esión 8a7sol!"a8 y node p#esión ,ano,9"#ica

La p#esión a7sol!"a es la p#esión 3!e e&e#ce el ai#e a",os)9#ico0

Es"a es i.!al a :5;c,? @ : a",ós)e#a Bilo.#a,o )!e#a po# cen"/,e"#o c!a#ao

Las tres figuras e$emplifican la ley de Doyle.

n la figura :!= 2. =I cmO de gas están contenidas en un recipiente cerrado a una presión 7.


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n la figura :!=D el pistón se ha movido reduciendo el volumen a ;I cmO provocando unincremento de la presión ;7.

n la figura :!= , el pistón ha comprimido el gas a :I cmO provocando un incremento de cuatroveces la presión original =7.

(iste entonces una relación inversamente proporcional entre el volumen y la presión de un gassiempre que la temperatura se mantenga constante y que las lecturas de presión sean"absolutas" es decir referidas al vacío perfecto.

La Ley de Doyle describe el comportamiento de un gas llamado "perfecto".

l aire comprimido se comporta en forma similar a la ley de un gas perfecto a presionesmenores de PI gCcmM y los cálculos empleando la Ley de Doyle ofrecen resultados aceptables.3o ocurre lo mismo con ciertos gases particularmente de la familia de los hidrocarburos comoel propano y etileno.

C(lc!lo07artiendo con =I cmO de gas confinado a una presión manométrica de < gCcmM fig. :!@ 2Fcual será la presión final después de que el gas haya sido comprimido a un volumen cuatroveces menorK

7rimero convertiremos la presión manométrica en absoluta' 5< Q :I


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sta ley define la relación e(istente entre la temperatura de un gas su volumen su presión oambas.

sta es una ley muy importante y es utilizada principalmente por matemáticos y científicos. /ucampo de aplicación es reducido a la práctica diaria.

La ley establece que'Si la "e,pe#a"!#a e !n .as se inc#e,en"a s! vol!,en se inc#e,en"a en la ,is,ap#opo#ción5 pe#,anecieno s! p#esión cons"an"e5 o si la "e,pe#a"!#a el .as seinc#e,en"a5 se inc#e,en"a "a,7i9n s! p#esión en la ,is,a p#opo#ción5 c!anope#,anece el vol!,en cons"an"eF

7ara la solución de problemas deben emplearse valores de p#esión 1 "e,pe#a"!#a8a7sol!"os".

El e)ec"o e la "e,pe#a"!#a en los )l!ios0

s bien conocido el efecto de e(pansión de líquidos y gases por aumento de la temperatura. Larelación entre la temperatura volumen y presión de un gas podemos calcularla por la ley de,harles.

La e(pansión del aceite hidráulico en un recipiente cerrado es un problema en ciertascondiciones por e$emplo un cilindro hidráulico lleno de aceite en una de sus cámaras ydesconectado mediante acoplamientos rápidos de la línea de alimentación no presenta lugar para una e(pansión cuando es e(puesto al calor.

La presión interna puede alcanzar valores de


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&e la misma forma que los dise#adores de estructuras deben tener en cuenta elcomportamiento del acero a la compresión y elongación el dise#ado hidráulico en muchasinstancias debe tener en cuenta la compresibilidad de los líquidos podemos citar comoe$emplo la rigidez en un servomecanismo o el calculo del volumen de descompresión de unaprensa hidráulica para prevenir el golpe de ariete.

T#ans,isión e Po"enciaLa figura :!P muestra el principio en el cual esta basada la transmisión de potencia en lossistemas neumáticos e hidráulicos. 9na fuerza mecánica traba$o o potencia es aplicada en elpistón 2. La presión interna desarrollada en el fluido e$erciendo una fuerza de empu$e en elpistón D.

/eg*n la ley de 7ascal la presión desarrollada en el fluido es igual en todos los puntos por laque la fuerza desarrollada en el pistón D es igual a la fuerza e$ercida en el fluido por el pistón 2asumiendo que los diámetros de 2 y D son iguales.

T#ans,isión e Po"encia a "#av9s e !na "!7e#/a0

l largo cilindro de la figura :!P puede ser dividido en dos cilindros individuales del mismodiámetro y colocados a distancia uno de otro conectados entre si por una ca#ería. l mismoprincipio de transmisión de la fuerza puede ser aplicado y la fuerza desarrollada en el pistón Dva ser igual a la fuerza e$ercida por el pistón 2.

La ley de 7ascal no requiere que los dos pistones de la figura :!T sean iguales. La figura :!Rilustra la versatilidad de los sistemas hidráulicos yCo neumáticos al poder ubicarse loscomponentes aislantes no de otro y transmitir las fuerzas en forma inmediata a través dedistancias considerables con escasas perdidas. Las transmisiones pueden llevarse a cualquier posición.


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aun doblando esquinas pueden transmitirse a través de tuberías relativamente peque#as conpeque#as perdidas de potencia.

La distancia L que separa la generación pistón 2 del punto de utilización pistón D esusualmente de :@ a ? metros en los sistemas hidráulicos y de c,? =.)>c,? 7a#

n la figura :!:I2 se muestra que la fuerza total aplicada al vástago de un pistón se distribuyesobre toda la superficie de este. 7or ello para encontrar la presión que se desarrollará en elseno de un fluido deberemos dividir el empu$e total por la superficie del pistón


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La figura :!:ID una fuerza de ;;II g. e$ercida en el e(tremo del vástago es distribuida sobre;II cmM por lo que la fuerza por cmM será de:I g. y esto lo indica el manómetro

ste principio tiene carácter reversible en la figura :!:: la presión interna del fluido actuandosobre el área del pistón produce una fuerza de empu$e en el e(tremo del vástago.

La presión interna indicada por el manómetro PI gCcmM act*a sobre :;I cmM de área de pistón

produciendo un empu$e de T=II g.

3o olvidemos que para hallar la superficie de un pistón debemos aplicar la formula' 2 U r ;

+ACTOR DE MULTIPLICACIÓN

n la figura :!:; vemos un método de multiplicar la fuerza en un sistema hidráulico. 9na fuerzade PIg. es aplicada sobre el pistón 2. 0ediante el cálculo que hemos descrito se origina unapresión disponible de P gCcmM.


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sta presión act*a sobre la superficie del pistón D de ;I cm ;. produciendo una fuerza deempu$e de :=I g.

s decir que la fuerza aplicada sobre el pistón 2 es multiplicada en la misma relación que lae(istente entre las áreas de los dos pistones.

ste principio de multiplicación de fuerza es empleado en el freno de los automóviles y en lasprensas hidráulicas.

+efiriéndonos nuevamente a la -ig. :!:; vemos que la multiplicación de fuerzas se hace ae(pensas de sacrificar la carrera del cilindro D. l pistón 2 se mueve una distancia de :I cm

desplazando :II cmO 5:I ( lI6.

sta cantidad de aceite mueve el pistón D solo @ cm.

La velocidad de la carrera se ha sacrificado. l pistón D se mueve @ cm. en el mismo tiempoque el pistón 2 recorre :I cm.

n la figura :!:< vemos una analogía mecánica al sistema hidráulico descrito. l producto delas fuerzas por las distancias debe ser igual en ambos sistemas de acuerdo a las leyes de lamecánica. n el e(tremo izquierdo PI ( I:I IPII g en el e(tremo derecho :=I ( I@ IPII g.


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+!e#a e )lo"ación 1 P#incipio e A#3!/,ees

,ualquier persona que esté familiarizada con la natación y otros deportes acuáticos haobservado que los ob$etos parecen perder peso cuando se sumergen en agua. n realidad elob$eto puede incluso flotar en la superficie debido a la presión hacia arriba e$ercida por el agua.

l agua brinda un soporte parcial a cualquier ob$eto dentro de ella. La fuerza hacia arriba que elfluido e$erce sobre el ob$eto sumergido recibe el nombre de fuerza de flotación.

La magnitud de la fuerza de flotación siempre es igual al peso del fluido desplazado por elob$eto.

9n antiguo matemático griego 2rquímedes fue el primero que estudió el empu$e vertical haciaarriba e$ercido por los fluidos.

P#incipio e A#3!/,ees

,ualquier ob$eto sumergido completa o parcialmente en un fluido es empu$ado hacia arriba por una fuerza igual al peso del volumen del fluido desplazado por el cuerpo.

Din(,ica e )l!ios

2hora hablaremos de fluidos en movimiento. ,uando un fluido se mueve su flu$o puedecaracterizarse como uno de dos tipos principales. /e dice que el flu$o será estable o laminar sicada partícula del fluido sigue una trayectoria uniforme por lo que las trayectorias de diferentespartículas nunca se cruzan entre sí. 2sí en el flu$o estable la velocidad del fluido en cualquier punto se mantiene constante en el tiempo.

2rriba de cierta velocidad crítica el flu$o del fluido se vuelve no estable o turbulento. Este es unflu$o irregular caracterizado por peque#as regiones similares a torbellinos. $emplo es el flu$odel agua en una corriente donde éste se vuelve turbulento en regiones donde hay rocas y otrasobstrucciones formando a menudo rápidos de Vagua espumosaW.

n general el término viscosidad se emplea en el flu$o de fluidos para caracterizar el grado defricción interna en el fluido. sta fricción interna o fuerza viscosa se asocia a la resistencia quepresentan dos capas adyacentes del fluido a moverse una respecto de la otra. 7or causa de la


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viscosidad parte de la energía cinética de un fluido se convierte en energía térmica. sto essimilar al mecanismo por el cual un ob$eto pierde energía cinética cuando se desliza sobre unasuperficie horizontal rugosa.

&ebido a que el movimiento de un fluido real es complicado e incluso no comprendido del todohacemos algunas suposiciones simplificadoras en nuestro planteamiento. amos a hacer un

modelo de un fluido ideal. Fluido no viscoso. n un fluido no viscoso no se toma en cuenta la fricción interna. 9n

ob$eto que se mueve a través de un fluido no e(perimenta fuerza viscosa.

Flujo estable. n el flu$o estable suponemos que la velocidad del fluido en cada puntopermanece constante en el tiempo.

Fluido incomprensible. La densidad de un fluido incomprensible se considera quepermanecerá constante en el tiempo.

,uando un fluido está en movimiento su flu$o puede caracterizarse como uno de dos tiposprincipales' -luido estable o laminar y fluido no estable o turbulento. /e dice que el flu$o serálaminar o estable si cada partícula del fluido sigue una trayectoria uniforme por lo que lastrayectorias de diferentes partículas no se cruzan entre sí. /i el flu$o es constante la velocidaddel fluido en cualquier punto se mantiene constante en el tiempo. La ecuación de continuidad sepuede demostrar utilizando el hecho que la masa se conserva.

velocia :Á#ea : > velocia GÁ#ea G

ésta se#ala que en el caso de un fluido incompresible el producto del área y de la velocidad delfluido en todos los puntos a lo largo del tubo por donde se mueve el fluido es una constante.

2 partir del teorema de conservación de la energía para el fluido también es posible demostrar la llamada Ec!ación e 6e#no!lli*

Gue de forma más sencilla nos dice que las presiones son constantes en un fluido.

EL +LU%O DE +LUIDO EN TU6ERAS

La situación ideal del flu$o en una tubería se establece cuando las capas de fluido se muevenen forma paralela una a la otra. sto se denomina "flu$o laminar" figura :!:=. las capas defluido pró(imas a las paredes internas de la tubería se mueven lentamente mientras que lascercanas al centro lo hacen rápidamente. s necesario dimensionar las tuberías de acuerdo alcaudal que circulará por ellas una tubería de diámetro reducido provocará elevadasvelocidades de circulación y como consecuencia perdidas elevadas por fricción> una tubería degran diámetro resultará costosa y difícil de instalar.


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7or lo e(puesto recomendamos el uso del gráfico nro. : para la elección de los diámetrosadecuados en instalaciones hidráulicas.

n la figura :!:@ vemos una situación de flu$o turbulento donde las partículas de fluido semueven en forma desordenada con respecto a la dirección del flu$o. La turbulencia es causadapor el e(ceso de velocidad de circulación por cambios bruscos del diámetro de la tubería y por la rugosidad interna de la misma la turbulencia produce e(cesiva pérdida de presión en lossistemas y sobrecalentamiento del aceite. 2 menudo puede ser detectada por el ruido queproduce la circulación por las tuberías. 7ara prevenir la turbulencia las tuberías deben ser dediámetro adecuado no tener cambios bruscos de diámetro u orificios restrictores de bordesfilosos que produzcan cambios de velocidad.

n la figura :!:? vemos una sección de tubería con flu$o laminar las partículas se mueven aalta velocidad en el centro pero paralelas una a la otra. La restricción se ha realizado de maneratal que presenta una transición lenta de velocidades de esta forma se evita la turbulencia.

Las dos figuras :!:P2 y :!:TD muestran qué sucede con la corriente fluida cuando toma unacurva de radio amplio se mantienen las condiciones de flu$o laminar a la derecha el cambio dedirección es abrupto induciendo un flu$o turbulento.

P9#ia e P#esión en !n Ci#c!i"o A!"o,("ico0

3o todas las caídas de presión son malas. n la figura siguiente hay un diagrama que ilustrauna técnica importante utilizada en la automación de circuitos y aplicada en neumática e


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hidráulica. ,uando el cilindro de la -ig.:!;? llega a su posición de traba$o una se#al eléctrica esobtenida para poner en funcionamiento la pró(ima operación en un ciclo automático.

3uestra descripción comienza con plena presión disponible en la bomba o compresor pero conla válvula de control cerrada de manera que el cilindro se encuentra retraído l primer manómetro indica :II 7/4 5PgCcm;6. Las dos restantes indican cero. l presostato está

a$ustado a TI 7/4.

,on la válvula abierta el fluido se dirige al cilindro. La restricción representa la pérdida de cargade una tubería.

,uando el fluido comienza a circular una perdida de presión es generada y esta ilustrada por la lectura de los sucesivos manómetros. l cilindro se desplaza libremente requiriendosolamente ;I 7/4 para moverse> el remanente de presión disponible es consumido a lo largo dela línea. l presostato a$ustado a TI 7/4 no se conmuta mientras el cilindro hace su carreralibre.

,uando el cilindro llega al final de su carrera o a un tope positivo el movimiento de fluido cesa yen la cámara del cilindro 5y en el presostato6 la presión alcanza su valor má(imo :II 7/4. 9nase#al eléctrica procedente del presostato comandará la siguiente función de un cicloautomático.

CADA DE PRESIÓN EN EL CIRCUITO DE UNA PRENSA HIDRÁULICA0

Las figuras :!;T y :!;R vemos dos diagramas de bloques que muestran dos estados de unmismo ciclo de traba$o de una prensa.


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/e pueden efectuar grandes economías cuando las necesidades de má(ima fuerza adesarrollar por la prensa son necesarias *nicamente en condiciones estáticas o a través demuy cortas carreras.

Las válvulas y tuberías se subdimensionan a propósito por razones económicas pero en laoperación de la prensa esto no tiene efectos per$udiciales. sto es cierto ya que se basa en el

principio ya visto de que no hay caídas de presión cuando no e(iste circulación. He aquí comoopera'

l cilindro recibe fluido hidráulico desde la bomba y se mueve libremente. La restricción en lalínea representa la resistencia a la circulación a través de válvulas y tuberías

subdimensionadas. sta restricción no reduce el volumen de aceite procedente de la bombahidráulica de desplazamiento positivo tal como veremos al estudiar estos elementos.

La restricción en cambio consume una buena proporción de la presión que es capaz dedesarrollar la bomba pero esto no tiene importancia por que solamente una muy peque#apresión es necesaria para mover el cilindro en su carrera libre.


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n este diagrama el cilindro llega a su posición de traba$o. ,uando el cilindro se detiene cesa lacirculación de fluido a través de las válvulas y tubería y la caída de presión desaparece delsistema. %oda la fuerza de empu$e es obtenida entonces a pesar de lo peque#o de las válvulas

y tuberías. stas figuras son diagramas en bloque en la realidad cuando el cilindro se detienetodo el caudal de la bomba es descargado a tanque a través de una válvula de alivio nomostrada en la figura :!;R.

ACUMULADORES

Los fluidos usados en los sistemas hidráulicos no pueden ser comprimidos como los gases yasí almacenarse para ser usados en diferentes lugares o a tiempos distintos.

9n acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluidoincompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una fuerza e(terna.

l fluido hidráulico ba$o presión entra a las cámaras del acumulador y hace una de estas tresfunciones' comprime un resorte comprime un gas o levanta un peso y posteriormentecualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluidohacia fuera otra vez.

Los acumuladores en los cilindros hidráulicos se pueden aplicar como'

• 2cumulador de energía

• 2nti!golpe de ariete

• 2nti!pulsaciones

• ,ompensador de fugas

• -uerza au(iliar de emergencias

• 2mortiguador de vibraciones


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• %ransmisor de energía de un fluido a otro

Ac!,!lao# e con"#apeso

l acumulador cargado por peso e$erce una fuerza sobre el líquido almacenado por medio degrandes pesos que act*an sobre el pistón o émbolo. Los pesos pueden fabricarse de cualquier material pesado como hierro concreto e incluso agua.

)eneralmente los acumuladores cargados por peso son de gran tama#o> en algunos casos sucapacidad es de varios cientos de litros. 7ueden prestar servicio a varios sistemas hidráulicos almismo tiempo y usualmente son utilizados en fábricas y sistemas hidráulicos centrales.

/u capacidad para almacenar fluidos a presión relativamente constante tanto si se encuentranllenos como casi vacíos representa una venta$a con respecto a otros tipos de acumuladoresque no poseen esta característica. La fuerza aplicada por el peso sobre el líquido es siempre lamisma independiente de la cantidad de fluido contenido en el acumulador.

9na circunstancia desventa$osa de los acumuladores cargados por peso es que generansobrepresiones. ,uando se encuentran descargando con rapidez y se detienenrepentinamente la inercia del peso podría ocasionar variaciones de presión e(cesivas en elsistema. sto puede producir fugas en las tuberías y accesorios además de causar la fatiga delmetal lo cual acorta la vida *til de los componentes.

Ac!,!lao# ca#.ao po# ,!elle

n los acumuladores cargados por resorte la fuerza se aplica al líquido almacenado por mediode un pistón sobre el cual act*a un resorte. /uelen ser más peque#os que los cargados por


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peso y su capacidad es de sólo algunos litros. 9sualmente dan servicio a sistemas hidráulicosindividuales y operan a ba$a presión en la mayoría de los casos.

0ientras el líquido se bombea al interior del acumulador la presión del fluido almacenado sedetermina por la compresión del resorte. /i el pistón se moviese hacia arriba y comprimiera diezpulgadas al resorte la presión almacenada sería mayor que en el caso de un resorte

comprimido tan sólo cuatro pulgadas. 2 pesar de los sellos del pistón cierta cantidad de fluido almacenado podría infiltrarse al interior de la cámara del resorte del acumulador. 7ara evitar la acumulación de fluido un orificio derespiración practicado en la cámara permitirá la descarga del fluido cuando sea necesario.

Ac!,!lao# e Pis"ón

9n acumulador de tipo pistón consiste en un cuerpo cilíndrico y un pistón móvil con selloselásticos. l gas ocupa el volumen por encima del pistón y se comprime cuando el fluido entraal interior del cuerpo cilíndrico. 2l salir el fluido del acumulador la presión del gas desciende.9na vez que todo el líquido ha sido descargado el pistón alcanza el final de su carrera y cubre

la salida manteniendo el gas dentro del acumulador.

Ac!,!lao# e .as no sepa#ao

Los acumuladores de gas no separado consisten en un depósito en el que se coloca unvolumen de fluido y a continuación se le da la presión al gas. 3ormalmente se instalan encircuitos donde el volumen de aceite tiene un má(imo y un mínimo dentro del acumulador.

ste acumulador es sencillo de construcción económico y se puede realizar para caudalesmedianos. %iene el inconveniente de que e(iste el peligro de que el gas se mezcle con el aceite.


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Ac!,!lao# e Dia)#a.,a

l acumulador de tipo diafragma se compone de dos hemisferios metálicos atornillados $untospero cuyo volumen interior se halla separado por un diafragma de hule sintético el gas ocupa elhemisferio superior. ,uando el fluido entra en el espacio inferior el gas se comprime. 2ldescargar todo el líquido el diafragma desciende hasta la salida y mantiene el gas dentro del

acumulador.

ste tipo de acumuladores son para caudales relativamente peque#os y presiones medias.

Ac!,!lao# e ve&i.a

l acumulador de tipo ve$iga se compone de un casco de metal en cuyo interior se encuentrauna ve$iga de hule sintético que contiene al gas. ,uando el fluido entra al interior del casco elgas en la ve$iga se comprime.

La presión disminuye conforme el fluido sale del casco una vez que todo el líquido ha sidodescargado la presión del gas intenta empu$ar la ve$iga a través de la salida del acumulador./in embargo una válvula colocada encima del puerto de salida interrumpe automáticamente elflu$o cuando la ve$iga presiona el tapón de la misma.

O7se#vaciones*

• 3o cargar nunca un acumulador con o(ígeno o con aire.


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• &escargar la presión hidráulica antes de quitar el acumulador.

• 2ntes de despiezar el acumulador quitar presión hidráulica y presión de gas

Tan3!es 1 Depósi"os0

La función natural de un tanque hidráulico es contener o almacenar el fluido de un sistemahidráulico. n qué consiste un tanque hidráulico K en un sistema hidráulico industrial en dondeno hay problemas de espacio y puede considerarse la obtención de un buen dise#o lostanques hidráulicos consisten de cuatro paredes 5normalmente de acero6 un fondo condesnivel una tapa plana con una placa para monta$e cuatro patas líneas de succión retorno ydrena$e> tapón de drena$e indicador de nivel de aceite> tapón para llenado y respiración> unacubierta de registro para limpieza y un tabique separador o placa deflectora.

2demás de funcionar como un contenedor de fluido un tanque también sirve para enfriar elfluido permitir asentarse a los contaminantes y el escape del aire retenido.

,uando el fluido regresa al tanque una placa deflectora bloquea el fluido de retorno paraimpedir su llegada directamente a la línea de succión. 2sí se produce una zona tranquila la cualpermite sedimentarse a las partículas grandes de suciedad que el aire alcance la superficie delfluido y da oportunidad de que el calor se disipe hacia las paredes del tanque.

La desviación del fluido es un aspecto muy importante en la adecuada operación del tanque.7or esta razón todas las líneas que regresan fluido al tanque deben colocarse por deba$o delnivel del fluido y en el lado de la placa deflectora opuesto al de la línea de succión.

La mayoría de los sistemas hidráulicos de tama#o peque#o a mediano utilizan los tanques odepósitos como base de monta$e para la bomba motor eléctrico válvula de alivio y a menudo

otras válvulas de control. ste con$unto se llama. "9nidad de bombeo" "9nidad )enerada de7resión" etc.

La tapa del tanque puede ser removida para permitir la limpieza e inspección. ,uando esta noes la lateral y constituye la parte superior del tanque lleva soldadas cuplas para recibir lacone(ión de tuberías de retorno y drena$e. /e colocan guarniciones alrededor de las tuberíasque pasan a través de la tapa para eliminar la entrada de aire.


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l tanque se completa con un indicador de nivel un filtro de respiración que impide la entradade aire sucio.

La posición de los bafles dentro del tanque es muy importante 5ver fig.;!P6. n primer lugar establecer la separación entre la línea de succión y la descarga de retorno.

n segundo lugar la capacidad de radiación de temperatura del tanque puede ser incrementadasi el bafle se coloca de forma tal que el aceite circule en contacto con las paredes e(ternascomo lo muestra la figura ;!P.

7ara sistemas corrientes el tama#o del tanque debe ser tal que el aceite permanezca en suinterior de uno a tres minutos antes de recircular. sto quiere decir que sí el caudal de la bombaes de ?I litros por minuto el tanque debe tener una capacidad de ?I a :TI litros. n muchasinstalaciones la disponibilidad de espacio físico no permite el empleo de tanques de grancapacidad especialmente en equipos móviles. Las transmisiones hidrostáticas en lazo cerradoconstituyen una e(cepción a la regla ordinariamente emplean tanques relativamente peque#os.

%ener un tanque muy grande a veces puede ser una desventa$a en sistemas que debenarrancar a menudo u operar en condiciones de ba$as temperaturas.

Acceso#ios pa#a "an3!es0

n la -ig.;!T vemos un nivel visible para tanques este elemento construido en plástico permiteque el operador no solo verifique el nivel sino también la condición de emulsión del aceite.


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Tapa e llenao* el orificio de llenado debe ser cubierto por una tapa preferentemente retenidapor una cadena. n la figura ;!R ilustramos un tipo que usa una coladera para filtrar el aceiteque se verterá hacia el tanque

Los depósitos hidráulicos están venteados a la atmósfera. 7or ello la cone(ión de venteo debeestar protegida por un filtro.

,uando los sistemas operan en una atmósfera limpia puede emplearse un filtro de respiraciónde ba$o costo como el de la figura ;!:I. 7ero si se opera en atmósferas muy contaminadasdeben emplearse filtros de alta calidad capaces de retener partículas mayores de :I micrones.

+ILTROS

,oladera de /ucción' La mayoría de las bombas utilizan para su protección un filtro destinado aretener partículas sólidas en la aspiración La practica usual cuando se emplean aceitesminerales estándar es utilizar coladeras de malla metálica capaces de retener partículasmayores de :@I micrones. ,uando se emplean fluidos ignífugos que tienen un peso especificosuperior al aceite es preferible emplear coladeras de malla ?I capaces de retener partículasmayores de ;II micrones para evitar la cavitación de la bomba.

,on la introducción de bombas y válvulas con alto grado de precisión operación a presioneselevadas y altas eficiencias el empleo de la coladera de aspiración no es protección suficientepara el sistema si se quiere obtener una larga vida del mismo.

l propósito de la filtración no es solo prolongar la vida *til de los componentes hidráulicos sino también evitar paradas producidas por la acumulación de impurezas en las estrechas

holguras y orificios de las modernas válvulas y servo válvulas . 7ara prolongar la vida *til de losaparatos hidráulicos es de vital importancia emplear aceites limpios de buena calidad y nocontaminado. La limpieza de los aceites se puede lograr reteniendo las partículas nocivas oda#inas y efectuando los cambios de aceite en las fechas y periodos que establecen losfabricantes o que determinan las especificaciones técnicas del aceite yCo elementos del circuito.

Los elementos que constituyen contaminantes para el aceite pueden ser entre otros'

• 2gua

• Xcidos

• Hilos y fibras

• 7olvo partículas de $unta y pintura

y el elemento que debe retener estos contaminantes es el filtro.


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7ara evitar que los aceites entren en contacto con elementos contaminantes> puede procurarselo siguiente'

• :. n reparaciones limpiar profusamente

• ;. limpiar el aceite antes de hacerlo ingresar al sistema

•


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2lgunos circuitos de filtrado.

Los circuitos que veremos a continuación utilizan filtros micrónicos de :I micrones.

En la l/nea e p#esión0

lementos tipo profundidad' los elementos tipo profundidad obligan al fluido a pasar a través demuchas capas de un material de espesor considerable. La suciedad es atrapada a causa de latrayectoria sinuosa que adopta el fluido.

l papel tratado y los materiales sintéticos son medios porosos com*nmente usados enelementos de profundidad.

• Papel micronic . /on de ho$a de celulosa tratada y grado de filtración de @ a :?Im. Losque son de ho$a plisada aumenta la superficie filtrante.

• Filtros de malla de alambre. l elemento filtrante es de malla de un tamiz más o menosgrande normalmente de bronce fosforoso.

•

Filtros de absorción. 2sí como el agua es retenida por una espon$a el aceite atraviesa elfiltro. /on de algodón papel y lana de vidrio.

• Filtros magnéticos. /on filtros caros y no muy empleados> deben ser estosdimensionados convenientemente para que el aceite circule por ellos lo mas lentamenteposible y cuanto mas cerca de los elementos magnéticos me$or para que atraigan laspartículas ferrosas

lementos de tipo superficie' n un elemento filtrante tipo superficie la corriente de fluido tieneuna trayectoria de flu$o recta a través de una capa de material. La suciedad es atrapada en lasuperficie del elemento que está orientada hacia el flu$o del fluido.

La tela de alambre y el metal perforado son tipos comunes de materiales usados en loselementos de superficie.

La figura ;!:< vemos un filtro instalado a la salida de la bomba y delante de la válvulareguladora de presión y alivio. stos filtros deben poseer una estructura que permite resistir lamá(ima presión del sistema. 7or seguridad deben poseer una válvula de retención interna. Lamá(ima perdida de carga recomendada con el elemento limpio es de @ 7/4.


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En el #e"o#no po# alivio0 5ver -ig. ;!:@6

n este punto -ig.;!:= puede emplearse un filtro de ba$a presión. s una disposición 4dealcuando traba$an válvulas de control de flu$o en serie y el caudal de e(ceso se dirige vía laválvula de alivio permanentemente a tanque. La má(ima perdida de carga recomendada es de; 7/4 con el elemento limpio.

En la l/nea e #e"o#no0

l aceite que retorna del sistema puede pasar a través de un filtro cuando se dirige a tanque.

CUIDADO* ,uando seleccione el tama#o de un filtro así recuerde que el caudal de retornopuede ser mucho mayor que el de la bomba debido a la diferencia de secciones de amboslados de los cilindros.

6OM6AS


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9na bomba hidráulica es un dispositivo tal que recibiendo energía mecánica de una fuentee(terior la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistemahidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión.Las bombas hidráulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite o líquido hidráulicotransformando la energía mecánica rotatoria en energía hidráulica.

l proceso de transformación de energía se efect*a en dos etapas' aspiración y descarga.Aspi#ación

2l comunicarse energía mecánica a la bomba ésta comienza a girar y con esto se genera unadisminución de la presión en la entrada de la bomba como el depósito de aceite se encuentrasometido a presión atmosférica se genera entonces una diferencia de presiones lo que provocala succión y con ello el impulso del aceite hacia la entrada de la bomba.

Desca#.a

2l entrar aceite la bomba lo toma y lo traslada hasta la salida y se asegura por la formaconstructiva que el fluido no retroceda. &ado esto el fluido no encontrará mas alternativa queingresar al sistema que es donde se encuentra espacio disponible consiguiéndose así ladescarga.

Clasi)icación e las 6o,7as

Cilin#aa*

/e refiere al volumen de aceite que la bomba puede entregar en cada revolución.


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&onde'

& &iámetro mayor del engrana$e

d &iámetro menor del engrana$e

l 2ncho del engrana$e

9nidades' c,#ev

Ca!al Teó#ico*

s el caudal que de acuerdo al dise#o debiera entregar la bomba 5caudal 4deal6

&onde'

, ,ilindrada 5cm


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9na bomba de desplazamiento positivo consiste básicamente de una parte móvil alo$ada dentrode una carcasa. La bomba mostrada en la figura tiene un émbolo como parte móvil. l e$e delémbolo está conectado a una máquina de potencia motriz capaz de producir un movimientoalternativo constante del émbolo. l puerto de entrada está conectado al depósito en lospuertos de entrada y salida una bola permite que el líquido fluya en un solo sentido a través dela carcasa. stas bombas las constituyen las del tipo oleohidráulico es decir bombas que

además de generar el caudal lo desplazan al sistema obligándolo a traba$ar este fenómeno semantiene a*n a elevadas presiones de funcionamiento.

Las bombas pueden clasificarse además dependiendo de la forma en que se desplaza la partemóvil de éstas> si el desplazamiento es rectilíneo y alternado entonces se llamarán oscilantesy si el elemento móvil gira se llamarán rotativas.

/e dice que una bomba es de desplazamiento No positivo cuando su órgano propulsar nocontiene elementos móviles> es decir que es de una sola pieza o de varias ensambladas en

una sola.

2 este caso pertenecen las bombas centrífugas cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio.n este tipo de bombas se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro!cinéticaimprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección desus velocidades. s muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas notenga contrapresión pues si la hubiera dado que la misma regula la descarga en el caso límiteque la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada la misma seguiría en movimiento31 generando caudal alguno traba$ando no obstante a plena carga con el má(imo consumo defuerza matriz.

7or las características se#aladas en los sistemas hidráulicos de transmisión hidrostática depotencia hidráulica 393,2 se emplean bombas de desplazamiento 31 positivo.

/e dice que una bomba es de desplazamiento positivo cuando su órgano propulsor contieneelementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva unvolumen dado o cilindrada independientemente de la contrapresión a la salida. n este tipo debombas la energía mecánica recibida se transforma directamente en energía de presión que setransmite hidrostáticamente en el sistema hidráulico.


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n las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta puesa medida que la misma se obstruya aumenta la presión en el circuito hasta alcanzar valoresque pueden ocasionar la rotura de la bomba> por tal causal siempre se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad. con una descargaa tanque y con registro de presión.

MONTA%E DE LA 6OM6A0 TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS0

7ara empezar a comprender las unidades de transmisión hidrostática comencemosobservando los diversos tipos y configuraciones de transmisiones hidrostáticas.

l primer tipo es un sistema hidrostático que consiste en una bomba con un motor instaladoremotamente. /eg*n vemos en la figura siguiente'

n este tipo de sistema hidrostático la bomba hidrostática se instala $unto al motor de lasunidades y es impulsada por éste. La bomba está conectada al motor de impulsión hidráulicamediante mangueras y tuberías de acero. stos motores de impulsión hidráulica se puedeninstalar directamente en las ruedas o en el e$e de transmisión.

1tro tipo de sistema de transmisión hidrostática es el sistema de bomba y motor en línea.

n este sistema el motor y la bomba están construidos como unidad *nica lo que elimina la

necesidad de tuberías o mangueras de transmisión de fluidos de alta presión entre la bomba yel motor. sta unidad se instala generalmente en un e$e de transmisión o transa(le.

,uando una bomba es movida en forma directa mediante un motor eléctrico con otros medioses necesaria acoplar los e$es mediante un manchón elástico

La acción del manchón o acoplamiento elástico permite corregir desviaciones angulares ya(iales como las indicadas en las -ig. ;.; y ;.< que de no eliminarse significaría someter a los


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rodamientos de la bomba a una sobrecarga para la cual no han sido originalmente calculados provocando su desgaste prematuro.

MONTA%E LATERAL POR POLEA O EN-RANA%E O TRANSMISIÓN EN 8U80

9na versión similar es la transmisión en 9 . ,uando es necesario disponer de un monta$e lateraldel motor con respecto a la bomba la transmisión puede ser realizada por engrana$es cadenao correa pero en todos los casos esta disposición significaría una carga e(tra para losrodamientos de la bomba.

n este tipo de sistema la bomba y el motor se construyen como un componente com*nubicándose la bomba por lo general encima del motor.

l sistema hidrostático en 9 es más compacto mientras el sistema hidrostático en línea es por lo general más fácil de reparar y mantener.

2lgunas bombas vienen preparadas para soportar estas cargas adicionales y otras no. ,uandoestán construidas para este tipo de monta$e presentan en su interior un rodamiento e(traubicado en el frente de la carcaza.

,uando su efect*a verifica o corrige un monta$e lateral como el de la -ig. ;.= debe tratarseque la distancia entra el motor y la bomba sean la mínimas posible a los efectos de minimizar las cargas sobre el e$e de esta *ltima .

Las bombas que no disponen de este rodamiento e(tra para el monta$e que describimospueden ser utilizadas si se provee una disposición como la que muestra la -ig. ;.@ donde el


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motor transmite el movimiento sobre un e$e con rodamiento y este queda acoplado a la bombamediante un manchón elástico . ste e$e soporta con sus rodamientos la carga e(tra.

9na cuidadosa inspección de los rodamientos de las bombas en funcionamiento permitirá

detectar en forma inequívoca vicios de monta$e que como hemos visto son de fácil solución yredundan en una mayor vida *til de la bomba.

Los tres sistemas funcionan bien en sus aplicaciones de dise#o. l dise#o del motor remotofunciona bien cuando no hay transmisión o cuando la ubicación del motor y del sistema detransmisión e(ige tal configuración.

ADMISIÓN Y SALIDA DE PRESIÓN

n la mayoría de las bombas la sección del orificio de admisión es mayor que el de presiónesta regla casi y en general queda alterada en las bombas de giro bi!direccional donde ambos

orificios presentan el mismo diámetro.

La razón de las diferencias de diámetros anotada queda $ustificada por la necesidad de ingresode aceite a la bomba al valor más ba$o posible 5má(imo :;I mCs6 quedará como consecuenciauna mínima pérdida de carga evitándose de esta forma el peligro de la cavitación

n ning*n caso debe disminuirse por razones de instalación o reparación el diámetro nominalde esta cone(ión que invariablemente esta dirigida al depósito o tanque como así tambiénmantener la altura entre el nivel mínimo de aceite de este *ltimo y la entrada en el cuerpo de labomba 5er -ig. ;.?6 de acuerdo a lo indicado por el fabricante. 7ara las bombas a engrana$espaletas y pistones sin válvulas los fabricantes dan valores de succión del orden de los = a @

pulgadas de mercurio cuando ellas operan con aceites minerales disminuyendo este valor a


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n general podemos decir que la distancia ' de la -ig. ;.?. no debe superar nunca los TIcentímetros.

Las bombas de pistones con igual válvula de admisión y salida no proveen una succiónsuficiente para elevar el aceite y funcionar sin cavitación por ello se recurre al llenado oalimentación por gravedad como vemos en la -ig. ;.P.

La observación de lo anotado permitirá el funcionamiento correcto de las bombas instaladasasegurando su eficiencia mediante una aspiración correcta y preservando la vida *til de lasmismas al limitar las posibilidades de la cavitación por una altura a e(cesiva o una sección deaspiración menor es la indicada.

9no de los problemas que frecuentemente se presentan es la aspiración de aire por parte de labomba teniendo por consecuencia un funcionamiento deficiente perdida de presión e(cesivodesgaste y funcionamiento sumamente ruidoso.

2fortunadamente los puntos por los cuales puede ingresar aire a la bomba están perfectamentelocalizados. ,onsideraremos ahora los que se encuentran entre la bomba propiamente dicha yel tanque.


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n la -ig. ;.T observamos una disposición corriente de una tubería de succión en ella cadacone(ión de accesorio es decir : ; < y = presenta un camino propicio para el ingreso de aire si

bien esta tubería no soporta presión el empaquetado de los accesorios y cone(ionesse#aladas debe efectuarse con e(tremo cuidado para impedir que por succión de la bomba seintroduzca aire.

,uando la tubería de succión se acopla a la bomba mediante una brida 2 es necesario prestar especial atención al aro sello o $unta e(istente entre la brida y el cuerpo de la bomba ya que suestado determinará la posibilidad de ingresa de aire.

9n método que si bien es poco ortodo(o resulta rápido y eficiente para el estado de los puntos 2 : ; < y = o similares es aplicar mediante un pincel espuma obtenida con agua y detergente.9na rápida aparición de las burbu$as nos indicará el sitio e(acto por donde se incorpora aire al

circuito.

l e(tremo de la tubería de succión termina en el tanque a través de una coladera o totalmentelibre seg*n el caso pero en ambos su ubicación debe quedar ; pulgadas por deba$o del nivelmínimo del tanque eliminando de esta forma la *ltima posibilidad de ingreso de aire.

TOLERANCIAS EN 6OM6AS DE PISTONES Y PALETAS

/i bien es muy poco probable que en razón del mantenimiento se intente la fabricación dealg*n de una bomba considero importante se#alar sus principales características constructivasy tolerancias dimensionales.

7ara ello comenzaremos por la que puede ser considerada la mas difundidas de las bombas enel sector industrial argentino es decir la bomba de paletas un aro ovoide.

n la -ig. ;.R observamos un corte de este tipo de bomba fabricada por la firma 4,+/ consus partes identificadas consideremos ahora aquellas que tienen un movimiento relativo entre sícomo la muestra la -ig. ;.:I este con$unto denominado " cartucho de recambio" que puede ser adquirido para cada modelo de bomba permite su reacondicionamiento total.


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Las platinas laterales realizadas en bronce fosforoso y la holgura que presentan con respecto alrotor y paletas es de II:@ o II;I una de cada lado.

La pista realizada en acero al ,r o Y)L /2 @;:II es comentado y templado y seencuentra rectificada interiormente con una rugosidad no mayor a @ micro pulgadas

l rotor de acero al ,r o 0o o /2


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Las paletas a plaquitas están realizadas en acero rápido y sus caras y flancos están rectificadose(istiendo una holgura entre ellas y su ranura de alo$amiento no mayor de II:I mm

l e$e de mando es de acero /2


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La diferencia + ! r determina la altura h de la paleta que en la práctica es igual al =IS de sualtura total.

l n*mero de +.7.0. má(ima así como la anchura má(ima "D" del rotor están limitados por lacantidad de aceite que puede ser aspirado por las ventanas ? y T. &e donde surge que elcaudal de la bomba no puede ser aumentado sino que se cuenta la sección de las ventanas deaspiración la que lleva apare$ado un nuevo trazado del rotor y pista

INSPECCIÓN REPARACIÓN Y REARME DE LAS 6OM6AS A PALETAS DESPLAJA6LES

:6 Lavar todas las partes e(cepto arosellos $untas y empaquetaduras. n un líquido limpioy compatible depositar las piezas en una superficie limpia y libre de impurezas para suinspección se recomienda el reemplazo de arosello $untas y empaquetaduras en cadarevisión

;6 Las paletas gastadas en el borde que están en contacto con la pista pueden revestirsepermitiendo ello su nueva utilización.


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P6 &espués de la inspección y antes del rearmado cada parte debe ser sumergida en aceitehidráulico limpio de la misma calidad y marca del empleado en el equipo.

INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN

a6 2ntes de poner en marcha la bomba'

:. ,ontrolar la libertad de movimiento de las partes internas haciendo girar el e$e conla mano. 3o poner en marcha cuando hay evidencias de que e(iste algo que freneel libre giro

;. /i la bomba es nueva o reconstruida tener la certeza que esté armada conpropiedad. ,ontrolar cuidadosamente el sentido de giros el e$e de alineamiento

el valor de la válvula de alivio y el nivel de aceite.b6 7uesta en marcha de la bomba.

:. 7oner en marcha la bomba mediante impulsos cortos de corriente al motor en una rápidasucesión de tal forma que la velocidad normal de giro sea alcanzada paulatinamente. stopermite a la bomba su cebado interno mientras la velocidad llega a su nivel normal estavelocidad no debe ser mucho menor de la mínima recomendada ya que es necesario la fuerzacentrífuga adecuada para hacer salir las paletas y ponerlas en contacto con la pistas.

;. /i la bomba es nueva o reacondicionada debe ser puesta en marcha ba$o condiciones desde el

primer momento de tal forma que e(ista una contrapresión que asegure la lubricación interna.9na vez que la bomba arranca no deben ser tenidas en cuentas las condiciones de presiónanotadas.

IN$ERSIÓN DEL SENTIDO DE -IRO

Las bombas de paletas desplazables en aros ovoides permiten la inversión del sentido de giropero ello implica el reordenamiento de sus partes internas a los efectos de conservar a pesar dela inversión mencionada su succión y salida invariables.

Los cambios a realizar en el interior de la bomba consisten simplemente en girar RI oel con$unto

platinas y pista con respecto al cuerpo de la bomba tal como la observamos en la -ig. ;.:;.


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ste cambio puede realizarse con la bomba montada ya que para efectuarlo basta retirar latapa posterior de la misma.

n la -ig.;.:< observamos el desplazo de una bomba icJers y en la -ig.;.:= la disposicióninterna de los con$untos platillos rotor y pista en una bomba doble de la misma marca paradistintos sentidos de giros.

/i bien la vida *til de las bombas de paletas es prolongada cuando se las emplea dentro de loslímites se#alados por cada fabricantes una inspección cada ;.@II horas de servicio permitiráprevenir da#os que demandan costas de reparación a reemplaza elevados.

9na de los problemas no considerados que suele presentarse con más asiduidad un este tipode bombas cuando ellas permanecen detenidas por largos períodos es el pegado de laspaletas dentro de sus ranuras de alo$amiento sta adherencia se debe a las lacas que sonproductos de la o(idación del aceite en consecuencia en tales condiciones la bomba al ser puesta en marcha no entrega caudal alguno.


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&ebe procederse a abrir y lavar con solventes limpias el con$unto pista rotor y paletasverificando que estas *ltimas se deslicen con libertad en sus alo$amientos procediendo luego alrearme en las condiciones ya especificadas.

ste procedimiento debe ser aplicado a toda bomba instalada a no que haya permanecido unlargo periodo inactiva.

6OM6AS DE PISTONES0

9n motor hidrostático consta de una bomba hidrostática que bombea aceite al motor deimpulsión.

l componente más importante del sistema hidrostático es la bomba que corresponde a unabomba de desplazamiento variable. sto significa que el flu$o de salida de la bomba se puedemodificar y no sólo está controlada por las +70 del motor como la bomba de desplazamientofi$o. 7ara esto se debe utilizar una bomba de pistones.

stas bombas dise#adas para presiones de servicio más elevadas que las anteriormentemencionadas presentan una gran variedad constructiva.

9na clasificación genérica nos presenta el siguiente esquema'

6OM6AS DE PISTONES

6o,7as e pis"ones en l/nea CAUDAL +I%O ÚNICAMENTE

6o,7as e pis"ones a2iales06o,7as e pis"ones #aiales0

CAUDAL +I%O $ARIA6LE

2 pesar de la variedad se#alada los altos niveles de presión operativa 5hasta PII JgCcm ;6 dancaracterísticas de materiales aleaciones y tolerancias comunes a todas ellas a saber'

ROTOR

Dronces fosforosos y unafunción con la siguientecomposición y con unadureza HD ;II.


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TOLERANCIAS

a6 Holgura entra pistón y cilindro no mayor de III@ aIIIT mm.

b6 1valización má(ima admitida en los pistones III@mm

c) 1valización má(ima del alo$amiento II: mm.

TERMINACIONESSUPER+ICIALES

Los pistones y sus alo$amientos son rodados es decir están

sometidos a un tratamiento de terminación superficial porarranque de material este proceso que en frases lleva elnombre de "+odage a la 7ierre" y en inglés "3onius" no tienedenominación en castellano y difiere del superacabado y dellapidado.

6o,7as #o"a"ivas e pis"ones #aiales e ca!al )i&o0

ste tipo de bombas tiene tantas variantes en la actualidad que un estudio detenido de cada

uno de ellas escaparía a los alcances de esta información. 7or tal motivo nos detendremossolamente en las más conocidas.

n este tipo de bombas e(isten dos clases fundamentales' de caudal fi$o y de caudal variable.stas *ltimas serán analizadas mas adelante.

Las bombas hidráulicas rotativas de pistones radiales pueden clasificarse en general seg*n susválvulas sean de asiento o rotativas. ,omo hemos visto anteriormente las bombasmulticilíndricas de pistones en línea tienen invariablemente sus válvulas de asiento. n lasbombas radiales los asientos pueden ser de válvulas de bola de platillo o de asiento cónico.

/i los cilindros giran las válvulas son de tipo rotativo o "deslizante" y son hermetizadas por unapelícula de aceite entre las superficies móviles y estacionarias.

Las bombas que poseen válvulas rotativas son algo diferentes que las que poseen válvulas deasiento siendo inevitable cierto resbalamiento a presiones altas debido a la fuga de aceite através del $uego en las válvulas. 2demás las presiones de traba$o de las bombas de válvulasrotativas se hallan limitadas con el fin de mantener altas eficiencias volumétricas a una presiónconstante y además por el riesgo de "agarrotamiento " de las válvulas ba$o la acción de cargase(cesivas. 7or tal razón las bombas de muy alta presión tienen válvulas de asiento por lo quesus pistones no giran y esta es la disposición clásica de las bombas de caudal fi$o o sea desuministro constante. Las bombas alternativas de descarga constante comprenden tipos de

pistones radiales con cilindros estacionarios que veremos a continuación bombas de pistonesa(iales con cilindros estacionarlos que veremos más adelante y bombas de pistones en líneaque ya hemos visto> todas estas válvulas de asiento.

http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica7.htm#BOMBAS%20DE%20PISTONEShttp://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica7.htm#BOMBAS%20DE%20PISTONES


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l mecanismo de bombeo de la 7o,7a e pis"ones #aiales consiste en un barril de cilindrospistones un anillo y una válvula de bloqueo.

ste mecanismo es muy similar al de una bomba de paletas sólo que en vez de usar paletasdeslizantes se usan pistones.

l barril de cilindros que alo$a los pistones está e(céntrico al anillo. ,onforme el barril decilindros gira se forma un volumen creciente dentro del barril durante la mitad de la revolución

en la otra mitad se forma un volumen decreciente. l fluido entra y sale de la bomba a travésde la válvula de bloqueo que está en el centro de la bomba.

,on las bombas de alta velocidad de pistones radiales con válvulas de asiento se obtieneneficiencias volumétricas sumamente altas a valores de un RTS. 7or lo general cada cilindro ocualquier otra cámara en la bomba es peque#o en relación bloque de acero que la rodea y lospistones están tan pulidos que se adaptan' a los cilindros sin necesidad de empaquetaduraalguna.


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3aturalmente que en esta $uega un rol fundamental la viscosidad del aceite por lo que en lossistemas hidráulicos que emplean este tipo de bombas la temperatura del sistema debe estar siempre lo más ba$a y constante posible.

La descarga de cada cilindro adopta la forma de peque#as pulsaciones de muy alta frecuencia

6o,7a 8SECO80 sta bomba es mostrada en corte en la figura 3A ;.:?

,onsta de un cuerpo de acero en el cual van alo$adas las válvulas de asiento de bola. La deadmisión que naturalmente es mas grande que la de impulsión va alo$ada en sentido radialdentro de un casquillo hueco que tiene un asiento plano que desliza sobre las carashe(agonales de un dado central que asienta sobre un co$inete muy robusto de rodillos que vamontado sobre un e$e con una leva e(céntrica central circular maquinada sobre el mismo e$e deentrada que es el mando de la bomba y que está conectado con un manguito a un motor eléctrico.

l casquillo mencionado es en realidad un embolo hueco retorna por la acción de un resortecontenido en la tapa del cilindro que es del tipo roscado o atornillable en forma a(ial vandispuestos las cámaras de impulsión que tienen sus válvulas de asiento de bola bloqueadascontra su asiento por medio de un resorte. /on en realidad válvulas de retención. La salida serecoge en una tapa colectara frontal.

ste tipo de bomba permite el logro de muy altas presiones del orden de @.III libras por pulgada cuadrada.

,omo la admisión a los cilindros se opera por la parte central de la bomba donde se encuentraalo$ado el e$e e(céntrico con sus correspondientes rulemanes la lubricación de todas las partesmóviles y deslizantes de la bomba se encuentran permanentemente lubricadas por el mismoaceite hidráulico. &emás está decir por razones de lubricación que estas bombas utilizane(clusivamente aceite hidráulico. ,on agua se destruirían a los pocos minutos defuncionamiento.

Dombas rotativas de pistones radiales de caudal variable.


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l rotor giratorio lleva alo$ado en su interior a manera de e$e el distribuidor y colector de caudal5pintle6 esencialmente un e$e estacionario que lleva agu$eros en su interior que se conectan por medio de toberas con las diferentes cámaras de aspiración y de impulsión. &e hecho esta forma

un sistema de válvulas rotativa deslizante y este sistema es característico de las bombasrotativas de pistones radiales o en "estrella " de caudal variable.

)racias a un n*mero relativamente elevado de pistones y a su corta carrera las pulsaciones delcaudal son enteramente despreciables. La presión de salida de estas bombas está limitadaprincipalmente por las reacciones sobre los co$inetes que llegan a ser muy importantes conpresiones elevadas.

6o,7a HeleKS'a

Las bombas de descarga variable son vastamente empleadas y ellas están construidas de

acuerdo con los principios establecidos hace muchos a#os ! hacia :RIT ! por el iniciador deeste tipo de dise#o el &r. Hele!/ha\ que comenzó a construirlas en 4nglaterra. -ue la primerabomba que utilizó válvulas rotativas o deslizantes en las que debe procurarse a toda costamantener una estanqueidad contra la alta presión mediante una película de aceite entre lassuperficies rozantes. &e esta manera no solo proporcionan un suministro de caudalinfinitamente variable desde cero hasta un má(imo sino que también son reversibles como yase ha dicho.

l resbalamiento o fugas de aceite por las válvulas rotativas o deslizantes. aumentaconsiderablemente a presiones altas y si las cargas son e(cesivas se hace presente el riesgode agarrotamientos que puede da#ar seriamente a la bomba. 7or tal causa esta bomba no

traba$a a presiones mayores de :=I atmósferas. &e bombas de este tipo se construyen en unvasto rango de capacidades con potencias elevadas como ;II H7.

Las bombas Hele!/ha\ de tama#o grande traba$an a velocidades del orden de @II r.p.m. y laspeque#as a velocidades de :@II r.p.m.

n la figura ;.:T se ilustra una unidad de este tipo.


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n el cuerpo del cilindro 2 se hallan fundidos formando una sola pieza un cierto n*mero decilindros radiales. &icho cuerpo se encuentra soportando por sendos co$inetes a bolas D y ,conectado el árbol de mando &. ste cuerpo gira alrededor de la válvula central fi$a quecontiene las lumbreras ] e ^ cada una de las cuales conduce al ramal de admisión o dedescarga de aceite que son - y ) respectivamente.

l $uego entre el cuerpo de los cilindros 5rotor6 y la válvula central está ocupado por una películade aceite que act*a como un sello. ,ada pistón H está conectado a dos co$inetes _ por mediode un perno de pistón sobra el que puede oscilar.

Los co$inetes están alo$ados en ranuras practicadas en el anillo flotante L que gira sobre losrulemanes a bolas 0 y 3 .stos están alo$ados sobre las guías 1 que es deslizan librementeentra las caras paralelas maquinadas dentro de las tapas. &e esta manera el anillo flotante Lgira cuando lo hace el cuerpo del cilindro y el e$e de rotación depende de la posición de losco$inetes de bolas 0 y 3 determinado por el recorrido de las guías 1.

,ada diagrama corresponde a una sección realizada a través de la válvula fi$a central por unplano que pasa por los e$es de los cilindros.

Las lumbreras ] e ^ cada una de las cuales está en este caso por duplicado comunican conlos cilindros a través de ranuras practicadas en la cara de la clavi$a central o válvula.! La figura5a6 representa el estado en el que el e$e de rotación del perno de pistón coincide con el e$e de laclavi$a cuando las guías 1 están a mitad de su recorrido. n dicha posición la rotación del


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cilindro no causa el movimiento radial de los pistones y no se produce suministro de aceite enninguna de ambas direcciones. l movimiento de las guías 1 se representa por eldesplazamiento del elemento rotativo sobre la línea 7G. l desplazamiento hacia 7 figura 5b6causa la e(centricidad de la rotación de los pistones alrededor del cuerpo del cilindro de lamanera que el aceite se encuentra aspirado por la lumbrera ] y descargado por la lumbrera ^.

7or otra parte el desplazamiento hacia G que se aprecia en la figura 5c6 invierte el sentido delflu$o de manera que el aceite es aspirado de ^ y descargado por la lumbrera . La variación dela e(centricidad varía el volumen suministrado en ambas direcciones.

n esta bomba como en todas las que tienen válvulas rotativas o deslizantes el factor defrotamiento entre las superficies de frotamiento crece con n 5n*mero de vueltas6 y la potenciaperdida en rozamientos crece con n5


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n este caso los pistones radiales de la bomba en lugar de tener mu#equillas patines orulemanes en sus cabezas para asegurar un contacto con la pista interior del aro de registroterminan sus cabezas en superficies esféricas que como se ve en la figura nro. ;.;: seapoyan en una pista de acero templado % dise#ada de tal forma que el punto de contacto sehalla descentrado del e$e del cilindro. l movimiento circunferencial relativo se obtiene mediantela rotación parcial de los pistones que giran dentro de su alo$amiento cilíndrico al mismo tiempoque todo el con$unto gira alrededor del e$e de rotación de la bomba. 9tilizando dos grupos depistones en dos planos separados normales al e$e de la bomba los empu$es laterales paralelosal e$e del árbol se equilibran entre sí.

sta bomba viene provista de diversos accesorios de fábrica que permiten seg*n el pedido delcliente ser operadas com*n a dos etapas de presión tener comando del registro de caudal por sistema de mando manual eléctrico automático o por piloto hidráulico.

Los fabricantes producen esta unidad para un rango de presiones de ?I :;I y :P@ atm concapacidades de hasta :@I H7.

7ara igualdad de caudales esta bomba es de un más reducido tama#o que la Hele!/ha\.

6o,7as e pis"ones es)9#icos

La bomba de pistones en forma de bolas ha resultado interesando a los proyectistas de bombashidráulicas debido el ba$ísimo desgaste de las partes en rozamiento. 3o es lo mismos desdeluego el rozamiento contra una pista interior circular de patines o cilindros de rodadura de bolas

perfectamente esféricas y pulidas de acero e(tra duro tratado.l principio de funcionamiento hidráulico es enteramente similar a los anteriores

+eferencias e(istentes indican que este tipo de bombas ya había sido ensayado en 4nglaterraalrededor de :R:? pero el estado de la tecnología en lo que hace a caldades de aceroe(traduros antifricción tratados térmicamente imperante en aquella época no permitió evitar lose(cesivos desgastes que se ocasionaran en aquellas bombas ya que se veían limitadas en suaplicación por el aumento de las fugas ocasionadas por esas desgastes prematuras.


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,on los materiales y acabados e(traduros antifricción y antiescoriables que actualmente latecnología pone a disposición del ingeniero proyectista es posible fabricar bombas de pistonesesféricos que tengan una duración razonablemente mayor .stas bombas se utilizanactualmente en algunas equipos au(iliares de aviación.

(perimentos realizados recientemente en 4nglaterra con bombas de pistones esféricas

recubiertos con capas metalizadas de carburos de tungsteno permitieron funcionamientoscontinuos de @II horas sin desgastes apreciables ni perdidas por fugas internas ponderables.

7or razones de dise#o en función de la geometría de este tipo de bombas la carrera de lasbolas que hacen las veces de pistones esta limitada a la tercera parte del diámetro de la misma.7or tal motivo y para aumentar los caudales sin aumentar el tama#o físico de la bombas se hanconstruidos bombas con pistas ovaladas lo cual permite obtener dos carreras por revoluciónduplicando así el caudal con el mismo tama#o de bomba.

n la -ig. ;.;< se ve un esquema de este interesante tipo de bomba que encuentra muchaaceptación para presiones no mayores de


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n la primera parte del proceso los pistones se retraen provocando un aumento de volumen yuna disminución de la presión con lo que se genera la aspiración. n la segunda etapa lospistones comienzan a entrar y con esto se disminuye el volumen y como consecuencia seproduce la descarga.

/i fuera posible variar la inclinación de la placa la bomba será de caudal variable.

Las correderas del pistón pivotean y se deslizan por una arandela endurecida llamada arandelade empu$e.

La arandela de empu$e se sit*a en el plato distribuidor. Este pivotea sobre dos pasadores desoporte y controla la salida de la bomba. ,uando el operador mueve el pedal de control detracción para aumentar la velocidad de desplazamiento el ángulo del plato distribuidor seacent*a.

2 medida que gira el grupo de pistones los pistones se mueven hacia adentro y hacia fuera desus orificios y bombean el aceite. La cantidad de aceite bombeada es controlada por el ángulodel plato distribuidor.


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0ientras el plato distribuidor se mantenga en posición neutral no se bombeará aceite. ,uandoel operador mueve el pedal de control de tracción aumenta el ángulo del plato distribuidor loque a su vez aumenta la carrera del pistón. ,uando la carrera del pistón aumenta la cantidadde aceite bombeado aumenta y la velocidad de desplazamiento cambia.

/i bien está placa oscilante en parte es un sustitutivo de la manivela y se la conoce desde hacemucho tiempo en ingeniería mecánica no ha tenido mayores aplicaciones en diversos tipos de

maquinarias debido a la comple$idad de los mecanismos a que ella daba lugar. La bombahidráulica de alta presión es posiblemente la *nica aplicación donde el dispositivo se haempleado con é(ito y tanto es así que actualmente e(iste la definida tendencia de utilizar masy más este tipo de bomba en todas las utilizaciones industriales desplazando a las bombas depistones radiales o en "estrella" a pesar de ser más robustas simples y durables y ello muyposiblemente sea debido a la influencia de la técnica hidráulica aeronáutica ya en la aviación lacuestión peso es de vital importancia y este tipo de bomba es la que asegura mayor potenciapor Jilogramo de peso 7ero aparte esta razón las bomba con placa motriz circular oscilante decilindros a(iales 5 paralelos al e$e de la bomba6 tiene tres venta$as fundamentales respecto a lasbambas de pistones radicales .

a6 Los cilindros se hallan muy cerca respecto del e$e central de giro por lo cual la fuerzacentrífuga sobre los pistones es considerablemente menor.

b6 l mecanismo que se encarga de producir el movimiento alternativo de los pistones esmás rígido. 7or esta razón los golpes de ariete que se presentan en estas bombas sonmucho menores ya que los pistones pasan del tiempo de aspiración al de presión yviceversa de una manera más suave condicionando un menor nivel de ruido.

c6 La utilización de bombas de cilindros a(iales permite el empleo de válvulas deslizantesrotativas planas mientras que en las bombas de pistones radiales las válvulas rotativasdeslizantes eras cilíndricas y las primeras permiten presiones tan' altas como


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manufacturadas por empresas diversas en stado 9nidos 4nglaterra uropa ,ontinental y_apón han permitido dar a la hidráulica del aceite el increíble desarrollo que ha tomado hoy día.

n la -ig. nro. ;;= daremos una ilustración de esta bomba en su versión original.

n el grabado se puede apreciar la bomba original en su corte longitudinal. l árbol & querecibe el movimiento de un motor eléctrico que no figura en el dibu$o ste árbol & va guiado endos co$inetes a bu$es. 0ontado sobre este árbol se encuentra un manguito estriado sobre elcual a su vez se encuentra montado el bloque de cilindros , que recibe a través del manguitoel movimiento de rotación

&entro del bloque de cilindros se desplazan en cada cilindro su correspondiente pistón que estávinculado mediante una biela que en sus dos e(tremidades tiene una cabeza esférica paralograr una articulación rotulante universal una de ellas para fi$ar la biela a su pistón y la otrapara fi$ar la biela a un anillo porta mu#ones que va montado dentro de un receptáculo anular _.

ste *ltimo va enca$ado dentro de un co$inete liso el cual a su vez se encuentra montadodentro de una mu#onera ). %odo este con$unto se encuentra fi$ado a una $unta universal doble0 que se halla situada entre el con$unto descrito y el árbol &.

La mu#onera ) puede girar parcialmente alrededor de unas soportes giratorios que no semuestran en la -ig. antedicha. /i la bomba comienza a funcionar conservando las mismasdistancias que se muestran en el dibu$o de manera que el e$e del receptáculo anular coincidacon el e$e del árbol los pistones 31 se desplazan en sus correspondientes cilindros y la bombano suministra ning*n caudal al circuito hidráulico.

4nclinando ahora la mu#onera hacia un lado que en esta versión original de la bomba Yilliams

_anney se lograba con un mecanismo accionado por una palanca de accionamiento manualsituada en el e(terior del cuerpo de la bomba los pistones se desplazarán dentro de suscorrespondientes cilindros alternativamente y bombeando aceite ! desde 2 hacia Dinversamente desde D hacia 2 invertimos el desplazamiento de la mu#onera. ale decir que labomba no solamente es el caudal variable sino que también de flu$o reversible.

La estanqueidad de las válvulas deslizantes planas se obtiene inicialmente gracias a la accióndel resorte ] montado sobre el árbol &. Las superficies de las lumbreras tienen talesdimensiones que hacen que puede quedar desequilibrada una peque#a parte del empu$e final


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total del pistón permitiendo que una fuerza resultante mantenga a las válvulas superficiales encontacto.

La acción valvular se obtiene gracias a las lumbreras de cada pistón que se encuentran talladasen el bloque de los cilindros las cuales comunican alternativamente con dos lumbreras de formareniforme que constituyen la admisión y escape en la válvula superficial estacionaria que es un

disco plano no mostrado en el dibu$o./i bien el bloque de cilindro , se encuentra montado sobra un manguito al árbol & no estárígido sobre dicho árbol sino que entre ellos se encuentra una peque#a $unta universal H demanera tal que esta le permita alinearse por si mismo sobre la válvula superficial por la que lassuperficies de contacto de estas no quedan separadas por cualquier posible tensión odeformación en el mecanismo.

sta descripción que acabamos de dar nos muestra como ya fue dicho la versión original deesta bomba. Los diversos fabricantes licenciatarios que encararon su fabricación fueron en elcurso de los a#os y a través de la e(periencia de la práctica modificando sensiblemente el

dise#o original si bien respetando el principio fundamental de la bomba. Las modificaciones yalteraciones básicas consistieron en montar el árbol & sobre robustos co$inetes a bolasencamisar los cilindros dentro del bloque giratorio eliminar todo tipo de resortes utilizar robustas crapodinas de empu$e en la mu#onera ). y sobre todo perfeccionar el sistema demando para la inclinación de la mu#onera oscilante . 9na versión actual de esta bomba semuestra en la -ig. nro. ;.;@.

n la fig. ;.;@ que nos muestra el corte de una bomba moderna actualmente fabricada por unaprestigiosa firma alemana apreciamos claramente que la periferia del disco oscilante tiene undentado que engrana con los filetes de un tornillo que al accionarse desde el e(terior sobre unaplatina graduada permite desplazar la inclinación del plato oscilante para lograr el caudaldeseado.

n los modelos actuales se traba$a con presiones de servicio de ;II atm a velocidadesnormales de rotación de :.@II r.p.m.

6o,7a e e,7olo 7!o a2ial 8Elec"#(!licaF


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La firma inglesa %o\ler que fabrica la bomba multicilindrica de pistones en línea vistaanteriormente también manufactura otro tipo de bomba de pistones a(iales de la cualrepresentamos en la -ig. ;;? un corte longitudinal de la misma.

La bomba consta de dos grupos de tres pistones accionados por una placa motriz circular. nlugar de utilizar patines o bielas los e(tremos libres de los pistones tienen una cabezasemiesférica. Los pistones se encuentran empu$ados por contacto directo con la superficie durade la plata motriz circular sobra la cual se deslizan formando un contacto de rodadura perfecto.

n la figura se muestra una de estas bombas en la cual el empu$a a(ial del' plato oscilante essoportado por una robusta crapodina de empu$e planos colocada contra la pared interior de lacarcaza y otra similar montada sobre la corona oscilante. stas crapodinas se individualizan enel plano con las letras -.

Los émbolos tienen libertad de rotación dentro de sus cilindros y para asegurar un contactosatisfactorio entra las cabezas

hidraulica basica (notas)

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