Manual De Oleohidraulica.pdf

Capítulo 18

Accesorios

El elemento poroso restringe el caudal.

AGUJA DE CONTROL

TAPON ROSCADO

ABERTURA ESTRANGULADA

Conducto en espiral largo y estrecho para el caudal.

Figura 18-12. Los amortiguadores del manómetro lo protegen contra las puntas de presión

Figura 18-13. Caudalfmetro con manómetro y termómetro incorporados

MANOMETROS Los manómetros son necesarios para ajustar las válvulas de control de presión y para determinar las fuerzas ejercidas por un cilindro o el par desarrollado por un motor hidráulico. Los dos tipos principales de manómetro son el tubo de Bourdon y los tipos Schrader. En el manómetro tipo Bourdon (Fig. 18-8),un tubo cerrado tiene forma de arco. Cuando se aplica presión al orificio de entrada, el tubo tiende a enderezarse, accionando un acoplamiento que gira un engranaje y una aguja ligada a éste que indica la presión en un cuadrante.

En el manómetro Schrader (Fig. 18-9), la presión se aplica a un pistón y a una camisa accionada por muelle. Cuando la presión mueve la camisa, ésta acciona la aguja indicadora mediante una conexión mecánica. La mayoría de los manónetros indican cero a la presión atmosférica y están calibrados en libras por pulgada cuadrada ":~llilg~~?n~E'2~'.i1:;;.sin tener en cuenta la presión atmosférica en toda su escala. La presión a la entrada de una bomba es frecuentemente inferior a la presión atmosférica y debe medirse en unidades

absolutas pulgadaso los 30 pulgadaso

, utilizándose,generalmente,las considerándoseque corresponden alvacíoperfecto.

18-9 - -

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Hidráulica Industrial VICKERS

) El flujo a través del tubo hace que el indicador se eleve.

d

El caudal en litros por minuto se lee directamente en la escala, a este lado del indicador.

Figura 18-14. Caudalímetro típico

La figura 18-10 muestra un vacuómetro calibrado en pulgadas de mercurio.

Instalación del manómetro En un sistema hidráulico, es deseable incorporar una o más conexiones para los manómetros a fin de facilitar las puestas en marcha y las medidas, a pesar de que en la mayoría de las válvulas de seguridad y otros elementos hidráulicosexistenconexionespara manómetros.Cuando un manómetro se instala permanentemente en una máquina, normalmente se debe incluir también una válvula con amortiguación para poder abrir o cerrar el paso del aceite (Fig. 18-11). Esta válvula prolonga la vida del manómetro, aislándolo del sistema cuando no hay necesidad de medir la presión. El amortiguador (Fig.18-12) impide la oscilación del manómetro y lo protege contra las puntas de presión. En el caso de no encontrar amortiguadores comerciales, una pequeña bobina (aproximadamente de dos pulgadas. de un tubo de 1/8"IIJIII, sirve como un dispositivo excelente de amortiguamiento.

Caudalímetros Los caudalímetros se utilizan, normalmente, en los bancos de pruebas, pero hay también disponibles unidades portátiles incluyendo algunas, además del

18-10

caudalímetro, un man6metro y un termómetro (Fig. 1813). Casi nunca se instalan de forma permanente en una máquina. No obstante, conectados a una tubería hidráulica, son muy útiles para verificar el rendimiento volumétrico de una bomba y para determinar las fugas internas de un circuito. Un caudalímetro típico (Fig. 18-14) está formado por un peso en un tubo calibrado vertical. El aceite bombeado entra por la parte inferior del tubo y sale por la parte superior, elevando el peso. a una altura proporcional al caudal. Para una medida más precisa, puede utilizarse un motor hidráulico de desplazamiento conocido para hacer girar un tacómetro. El caudal en gpmlll es :

r. p. m x desplazamiento

gpm

=

(in3 / rey

)

231

Natural mente, el tacómetro puede calibrarse directamente, tanto en l/min como en r.p.m. Los caudalímetros tipo turbina son dispositivos más sofisticados que originan un impulso eléctrico cuando giran y transductores de presión, situados en lugares

-

Cap(tulo18

Accesorios 3. Un dispositivo electrónico se conecta al sensor para convertir los impulsos en información sobre el caudal.

2. El dispositivo sensor origina una señal eléctrica cada vez que pasa una paleta de la turbina.

ENTRADA

l. El caudal hace que la turbina gire a una velocidad determinada por su magnitud.

La presión es detectada por un medidor de tensiones situado dentro del transductor.

Indicador para muchas aplicaciones

o

Figura 18-15. Caudalímetro tipo turbina y transductor de presión con lectura digital

adecuados del sistema, transmiten señales eléctricas proporcionales a las presiones aplicadas. Estas señales pueden ser calibradas y observadas en un osciloscopio u otro dispositivo adecuado de lectura. Véase la figura 1815.

de mantenimiento utilizado en aquellas empresas donde las técnicas de mantenimiento asumen aspectos más sofisticados.

Estas unidades se encuentran con mayor frecuencia en laboratorios, aunque también forman parte del equipo

Las máquinas modernas funcionan a presiones más elevadas que las de los años anteriores y estas

AMORTIGUADORES

ACUSTICOS

18-11

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Hidráulica Industrial VICKERS

BOMBA

MOTOR DE ACCIONAMIENTO

oO

BANCADA

SOPORTES ANTlVIBRAlTORIOS DEPOSITO

Figura 18-16. Bancada para el grupo moto-bomba

MOTOR DE ACCIONAMIENTO

oO

SOPORTES ANTIVIBRAITORIOS

DEPOSITO

Figura 18-17. Aislamiento adicional de la bomba

18-12

Capitulo 18 Accesorios

ACOPLAMIENTO FLEXmLE DE AISLAMIENTO BONDTRU

ACOPLAMIENTO FLEXIBLE METALICO HERCULES

ACOPLAMIENTO FLEXmLE DE ACERO TIPO FALK

ACOPLAMIENTO DE CORONAS DENTADAS TIPO FALK

Figura 18-18.Acoplamientos aceptables

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18-13

-- - -

- - - - - --.-

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Hidráulica Industrial VICKERS

MAL TODO ACERO

PEOR TODO MANGUERA FLEXIBLE

MEJOR UNA SECCION DE MANGUERA FLEXIBLE

OPTIMA Para un buen aislamiento. utilizar una de estas dos combinaciones

DOS SECCIONES DE MANGUERA FLEXffiLE Figura 18-19. Aislamiento utilizando mangueras

presiones crean niveles elevados de ruido que pueden minimizarse utilizando dispositivos amortiguadores que se utilizan para aislar las bombas y los motores eléctricos de sus bancadas de montaje utilizando acoplamientos adecuados, y mangueras como aislantes acústicos.

Aislamiento de las bancadas de bombas y motores Este método se aplica a bombas y motores de accionamiento que se montan sobre una base común. Este subconjunto se monta elásticamente sobre la

máquina. La teoría del aislamiento sl1pone que los aisladores se instalan sobre una estructura rígida (Figura 18-16). Algunas veces puede conseguirse un control adicional montando elásticamente únicamente la bomba del subconjunto. No obstante, si se utiliza un montaje flojo para la misma se permite que la reacción del par, que es transmitida por la montura, cambie su línea central cuando la bomba se carga. Esto origina una mala alineación del eje y una reacción sobre las líneas' hidráulicas unidas a la bomba (Figura 18-17).

Figura 18-20. Soportes elásticos en línea

18-14

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Capítulo 18 Accesorios

Acoplamientos Los acoplamientos(Fig. 18-18)aislanlas vibraciones entre la bomba y su motor de accionamiento y reducen el efecto de un mal alineamiento. Para fines de aislamiento, se prefiere utilizar materiales tipo goma. No obstante, muchas unidades son todo metal y suministran un aislamiento adecuado. Una mala alineación de la bomba puede originar ruido por producirse cargas elevadas que son transportadas por los cojinetes de la bomba y del motor. Con una buena alineación, casi todos los acoplamientos flexibles comerciales pueden corregir una mala alineación debido a estas cargas. Cuando no puede conseguirse una buena alineación, o cuando la reacción del par crea una mala alineación porque s6lo está montada elásticamente la bomba, pueden utilizarse dos acoplamientos separados por un eje corto.

Línea aisladora desde la máquina al depósito Las Hneas hidráulicas son frecuentemente responsables de la propagación de la energía acústica (vibraciones en las líneas) desde el foco sonoro a los componentes. Estos reaccionan a la energía e irradian ruido. Para impedir que las vibraciones de las líneas lleguen a los elementos de la máquina, éstas pueden aislarse utilizando soportes elásticos, disponibles comercialmente (Fig. 18-20). Estos soportes suspenden los tubos o mangueraslejos de la máquina, disminuyendo la energía radiada cuando el fluido hidráulico fluye por ellos.

Aislamiento con mangueras Cuando el foco acústico está montado elásticamente, debe utilizarse una manguera flexible para conseguir el aislamiento (Fig. 18-19). Las tuberías rígidas unidas al emisor de ruido interfieren con la acción aisladora del montaje. No obstante, si se utilizan incorrectamente,las líneas flexibles pueden hacer aumentar el ruido en vez de disminuirlo. Puesto que la manguera es tan sensible a las pulsaciones del fluido, puede ser un foco intenso de radiación si se utilizan longitudes largas. Cuando se dobla, la manguera actúa como un tubo Bourdon, enderezándosecuando la presióngenera una fuerza.Estas pulsaciones de presión se convierten en fuerzas cíclicas que pueden originar vibraciones en las tuberías y otros elementos de la máquina. Similarmente, la presión hace cambiar la longitud de la manguera. Si este cambio no se impide,se generan fuerzasproporcionalesa la presión. Este mecanismo convierte las pulsaciones de presión en fuerzas vibratorias. Se consigue el mejor aislamiento cuando se unen dos mangueras cortas y flexibles, bien en paralelo
CUESTIONARIO 1. ¿Qué tipo de acumulador trabaja a presión constante? ¿Cómo puede cambiarse esta presión? 2. ¿Qué clase de gas se prefiere para cargar un acumulador? 3. ¿Cómo se origina la presión en el acumulador de pistón libre? 4. Mencionar dos funciones de un acumulador. 5. ¿Para qué sirve un multiplicador de presión? 6. ¿Cómo funciona un presostato? 7. Citar tres casos en los que se requiera un manómetro. 8. ¿Cómo se calibran los vacuómetros? 9. Conociendo el desplazamiento y la velocidad de un motor hidráulico, ¿cómo puede calcularse el caudal gpm _que lo atraviesa? 10. Citar tres tipos de dispositivos amortiguadores.

1R-1 <;

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CAPITULO

19 SISTEMAS Este capítulo empieza con una sección explicando el funcionamiento de varios circuitos hidráulicos genéricos que realizan funciones tales como descarga, "venting", y sujeción, en los sistemas hidráulicos. Después de la descripción de éstos circuitos se expone un sistema completo de inyección de plásticos para ilustrar como se combinan estos para formar sistemas hidráulicos industriales.

CIRCUITOS HIDRAULICOS INDUSTRIALES Los circuitos expuestos en este capítulo son muy utilizados en la maquinaria industrial y presentan los principios básicos de aplicación de la oleohidráulica en varios tipos de trabajo. Debido a que hay tantas aplicaciones distintas de los principios y componentes descritos en este manual, sólo se expondrán aquí unos cuantos ejemplos. Muchos de estos circuitos se presentan en diagramas o con los componentes seccionados, para que se vea con más facilidad el recorrido del aceite. Se muestran diagramas gráficos para todos los circuitos con el fin de facilitar la comprensión del uso de los símbolos.

Circuitos de descarga Un circuito de descargaes un sistemadonde el caudal de la bomba se desvía ~l tanque, a baja presión, durante parte del ciclo. La bomba puede ponerse a descarga porque las condiciones de la carga, en ciertos momentos, exceden de la capacidad de potencia disponible en el motor o, simplemente, para evitar la pérdida de energía o disipación de calor durante los períodos de reposo. Sistema de descarga con dos bombas. Con frecuencia es conveniente combinar el caudal de dos bombas para obtener una velocidad mayor cuando un cilindro avanza a baja presión. Cuando la alta velocidad ya no se necesita o la presión aumenta hasta el punto en que el caudal combinado a esta presión, excede de la potencia disponible en el motor, la bomba grande descarga a tanque.

Avance rápido a baja presión. La figura 19-1,vista A, muestra la disposición de los componentes en este sistema y las condiciones de caudal a baja presión. El aceite procedente de la bomba mayor pasa a través de la válvula de descarga y de la válvula antirretorno, para combinarse con el caudal de salida de la bomba menor. Este funcionamientocontinúamientrasla presión del sistema sea inferior al taraje de la válvula de descarga. Avance lento a alta presión. En la vista B, la presión del sistema excede del taraje de la válvula de descarga, que se abre y permite que la bomba mayor descargue al tanque prácticamente a presión nula. La válvula antirretorno se cierra, impidiendo que el caudal procedente de la línea de presión llegue a la válvula de descarga. En estas condiciones, se utiliza mucha menos potencia que si las dos bombas estuvieran funcionando a alta presión, no obstante, el avance fmal es más lento debido a que al cilindro sólo le llega el caudal procedente de la bomba menor. Cuando termina el movimiento, la bomba menor descarga a tanque a través de la válvula de seguridad a su taraje.

Descarga automática a presión reducida ("venting") En los sistemas en los que no es necesario mantener la presión al fmal del ciclo, es posible poner a descarga la bomba a través de la válvula de seguridad a presión casi nula ("venting"). La figura 19-2muestra un sistema de este tipo, utilizando una válvula piloto accionada por una leva. Salida a mitad de carrera (Figura 19-2A). El ciclo de la máquina empieza cuando se excita el solenoide de la válvula direccionalcon retorno por muelle. La bomba envía el caudal a la sección mayor del cilindro, mientras que la línea de tanque de la válvula direccional queda bloqueada por la válvula piloto. (Obsérvese que esta válvula es de dos vías, en vez de las cuatro habituales).

19-1

Hidráulica Industrial

VICKERS

AL SISTEMA

@

A. FUNCIONAMIENTO

A BAJA PRESION

La presión del sistema es inferior a los tarajes de las válvulas de control de la presión (C) y (E). Por consiguiente, ambas válvulas se mantienen en sus posiciones nonnaImente cerradas. El caudal de la bomba (B) se dirige al sistema a través de (E) y el de la bomba (A) mediante (C) y la válvula antirretorno (D), y se combina con el caudal de (B) para dirigirse también al sistema.

o

AL SISTEMA

@

B. FUNCIONAMIENTO

o

La presión del sistema es igual al ajuste de la válvula de seguridad (E) pero superior al de la válvula de descarga (C). El caudal de la bomba (B) retorna al depósito a través de la válvula (E) a su taraje. El caudal de la bomba (A) pasa al tanque a través de la válvula (C) a una presión muy baja (descarga) mientras (C) se mantiene completamente abierta por la presión del sistema.

Figura 19-1. Circuito de descarga

19-2

A ALTA PRESION

Capítulo 19 Sistemas

@

VENTING A. SALIDA A MITAD DE CARRERA Para la carrera de salida se ha mantenido excitado el solenoide "b" de la válvula (F). La línea de pilotaje de la válvula (D) está bloqueada por la válvula (G). El caudal de la bomba (B) se dirige directamente a través de (F) a la sección mayor del cilindro (H). El caudal de salida de éste descarga al tanque a través de

@

las válvulas (F) y (C).

o

@ VENTING B. ENTRADA A MITAD DE CARRERA

Al final de la carrera de salida, la leva del cilindro (H) entra en contacto con el interruptor de final de carrera LS lo que origina que se desexcite el solenoide "bUde la válvula F. La corredera de ésta desplaza a la posición mandada por muelle y dirige el caudal de la bomba (B) a la sección anular de (H). El caudal de salida de la sección mayor de (H) descarga al tanque mediante las válvulas (F) y (C). Figura 19.2. "Venting" automático alfinal del ciclo (1 de2)

19-3

Hidráulica Industrial VICKERS

o

@

@

VENTINO

50psi

C. PARADAAUTOMATICA Al final de la carrera de entrada, la leva del cilindro (H) deprime la válvula (O) y el "venting" de la válvula (D) quede comunicado al tanque a través de las válvulas (E), (O) Y(C). La bomba (B) descarga al depósito a baja presión por la válvula (D). La pérdida de presión a través de (C) suministra presión de

@

pilotajepara el funcionamientode (F).

@ @

@ VENTING

D. BOTON DE PUESTA EN MARCHA El apriete de este botón hace que el solenoide "b" de la válvula (F) se mantenga excitado. La corredera de (F) se desplaza para conectar la sección llena del cilindro (H) a la bomba (B), y su sección anular al tanque. El caudal de pilotaje del "venting" cesa cuando se cierra la válvula antirretorno (E). Las presiones en los extremos del agujero del hidrostato de (O) se igualan haciendo que esta válvula empiece a cerrarse. (H) se acelera durante el cierre del hidrostato de (D). Figura 19-2 "Venting" automático al final del ciclo (2 de 2)

19-4

Capítulo 19 Sistemas

Entrada a mitad de carrera (Figura 19-2B).Al fmal de la carrera de salida, la leva del cilindro entra en contacto con el interruptor de final de carrera, desexcitandoel solenoide.El caudalde la bomba se dirige entonces a la sección anular del cilindro a través de la válvula direccional. La línea de "venting" de la válvula de seguridad continúa todavía bloqueada. Parada automática (Figura 19-2C). Al fmal de la carrera de entrada, la leva del cilindro pone en comunicación a tanque la válvula piloto. El orificio de "venting" de la válvula de seguridad queda conectado a la línea de entrada al cilindro y la válvula se comunica al depósito a través del antirretorno, válvula direccionaly el antirretornoen la línea del tanque. La presión de pilotaje para la válvula direccional se mantiene a un valor determinado mediante el muelle de la corredera de la válvula de seguridad equilibrada hidráulicamente, y los antirretornos en las líneas de "venting" y de tanque. (En este circuito, un muelle fuerte en la válvula de seguridad eliminaríala necesidadde poner el antirretorno en la línea de tanque). Accionamiento del botón de arranque (Figura 19-2D). Al accionar este botón, se excita el solenoide. La corredera de la válvula direccional se desplaza para dirigir la salida de la bomba a la sección mayor del cilindro lo que origina el cierre del antirretorno de la línea de "venting:', cerrando la válvula de seguridad. Cuando la presión vuelve a aumentar otra vez, el ciclo se repite.

DESCARGA DE LA BOMBA DEL ACUMULADO. CONTROL ELECTRICO La bomba se pone a descarga cuando se alcanza una presión máxima predeterminada y vuelve a cargar el acumulador cuando la presión disminuye hasta un valor nñnimo predeterminado. Una electroválvula distribuidora de retorno por muelle (Fig. 19-3) actuada por un presostato, se utiliza para poner o quitar el ("Venting") a la válvula de seguridad, según se requiera. Carga (Figura 19-3A). Los dos rnicrointerruptores del presostato están interconectados a un relé eléctrico de tal forma, que para el ajuste de baja presión, el solenoide está excitado y el orificio de "Venting" de la válvula de seguridad bloqueado. El caudal de salida de la bomba se dirige, a través de las válvulas de seguridad y antirretorno, hacia el sistema donde carga el acumulador.

Descarga (Figura 19-3B). Cuando la presión alcanza el taraje máximo del presostato, el solenoide es desexcitado, se corta el "Venting" y la bomba descarga a tanque. La válvula antirretorno se cierra e impide que un caudal en sentido contrarío, procedente del acumulador, llegue a la bomba, manteniéndose así la presión en el sistema.

CIRCUITOS DE SEGURIDAD PARA ACUMULADORES Seguridad por descompresión del acumulador. El circuito de la figura 19-4 se utiliza para descomprimir automáticamente un acumulador cargado cuando la bomba está parada, impidiéndose así el funcionamiento accidental de un actuador, y permitiendo que se pueda desmontar una línea del sistema sin riesgos, en caso de mantenimiento. La descompresión se realiza mediante una electroválvula distribuidora, de retorno por muelle y una restricción fija. El solenoide de la electroválvula es excitado mediante el interruptor del motor eléctrico (Fig. 19-4A) de la bomba, de formaque cuandoésta se pone en marcha el solenoidequeda excitado y el pasaje de descompresión queda bloqueado en condiciones normales de funcionamiento. Cuando la bomba se para (Fig. 19-4B) el solenoide se desexcita y el muelle de la corredera la desplaza y comunica el acumulador con el tanque a través de la restricción fija. La llave de paso mostrada en la figura 19-4se utiliza para controlar el caudal de descarga del acumulador al sistema. La válvulade seguridadauxiliardebe tararseun poco más alta que la válvula de seguridad principal, a fin de limitar el aumentode presión producido por la expansión térmica del gas del acumulador. El acumuladordebe llevar una superficie separadora interna, es decir, una membrana, vejiga o pistón, para impedir pérdida de gas cada vez que la máquina se para.

CIRCUITOS ALTERNATIVOS Los circuitos alternativos convencionales utilizan una válvula direccional de cuatro vías, conectada directamente a un cilindro o a un motor para obtener la inversión. La velocidad de retroceso del vástago de un cilindro es mayor que la de extensión, debido al volumen del vástago, cuando se utiliza un cilindro diferencial. Una formano convencionalde un circuitoalternativo

es el llamadocircuitodiferencial,en el que el aceite,

19-5

L Hidráulica Industrial VICKERS

OELA BOMBA

o AL SISTEMA

A

B

b

A. CARGA Un acumulador puede u}ilizarse para:

·· ·

Mantener la presión durante la operación de fijación. Aumentar el caudal de la bomba durante la operación de mantenimiento. Absorver las puntas de presión.

Este circuito muestra un sistema de poner a descarga la bomba cuando el acumulador está completamente cargado. Consiste en una válvula de seguridad (A), una válvula antirretomo (B), un acumulador (C), un presostato (O) y una válvula direccional (E). El ajuste de presión de la válvula (A) debe ser superior al mayor ajuste de (O). El circuito eléctrico realiza las operaciones siguientes: l. Excitar el solenoide (Eb) cuendo el motor eléctrico se pone en marcha. 2. Oesexcitar (Eb) cuando la presión del sistema alcanza el ajuste superior del presostato. 3. Excitar (Eb) cuando la presión del sistema se reduce al ajuste inferior del presostato.

4. Oesexcitar(Eb) cuando se para el motoreléctrico.

.

La vista A muestra el circuito cuando la presión del sistema es inferior al ajuste inferior de (O). El solenoide (Eb) está excitado haciendo que la válvula (E) bloquee la conexión de "venting" de la válvula (A). Así, el caudal de la bomba se dirige a través de (B) al sistema. El acumulador (C) se carga si la demanda de caudal del sistema es inferior al caudal de la bomba.

Figura 19-3. Descarga de la bomba (control eléctrico) (1 de 2)

19-6

..

Capítulo 19 Sistemas

@ @ AL SISTEMA

DE LA BOMBA

b

B. Descarga La vista B muestra el acumulador cargado habiendo alcanzado la presión del sistema el ajuste superior del presostato (D). El solenoide (Eb) está desexcitado, uniendo el orificio de "venting" de la válvula (A) a tanque y haciendo que el caudal de la bomba descargue libremente al depósito a través de la válvula (A). La válvula antirretomo (B) está celTada, permitiendo que el acumulador aplique caudal y presión al sistema. La alimentación y la descarga del sistema continúan automáticamente hasta que el motor eléctrico se para. Los límites, máximo y mínimo de presión. vienen detenninados por el presostato (D) que establece también los regímenes de trabajo de la bomba "en carga" o "en descarga". La válvula (A) protege al sistema contra las sobrecargas y su ajuste de presión es superior al mayor ajuste del presostato (D).

Figura 19-3. Descarga de la bomba (control eléctrico) (2 de 2)

19-7

l

Hidráulica Industrial VICKERS

@

AL SISTEMA

o

A B

DE LA BOMBA

A. FUNCIONAMmNTO NORMAL La presión en el acumulador(B) se descargaautomáticamenteal depósitopara proporcionarun mantenimientoseguro del sistemacuando se para el motor de la bomba.El circuitoestá formadopor una válvula de aguja (A), un acumulador(B), una válvulade seguridad(C), y una electroválvuladireccional (D). Un circuito eléctrico de control mantiene el solenoide (Db) excitado cuando el motor de la bomba está girando, y lo desexcita cuando el motor se para. La vista A muestra el circuito durante el funcionamiento normal del sistema cuando el motor de la bomba está girando. El solenoide (Db) está excitado para accionar la válvula (D) y bloquear el caudal del acumulador (B) al depósito. El acumulador se carga o descarga a través de la válvula (A) según cuales sean los requerimientos del sistema. Frecuentemente, se utiliza la válvula de aguja (A) para controlar el caudal de descarga del acumulador al sistema.

Figura 19-4. Circuito de descarga de un acumulador (1 de 2)

19-8

1

\

Capítulo 19 Sistemas

@

@

PJ;--d,

AL SISTEMA

A

T~B

DE LA BOMBA

B. DESCARGA La vista B muestra el estado del circuito cuando se para el motor de la bomba. El solenoide (Db) está desexcitado y el acumulador (B) se descomprime hacia el tanque mediante la válvula (D). La relación de descompresión viene controlada por una restricción fija en la válvula (C). El taraje de la válvula (C) es ligeramente superior a la presión máxima de control y suministra protección contra presiones excesivas debidas a expansiones térmicas.

Figura 19-4. Circuito de descarga de un acumulador (2 de 2)

19-9 ---

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-

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HidráulicaIndustrial VICKERS

@

o VALORES CONOCIDOS

A =AREA DEL CILINDRO (in2) (cm2) a =Area del vástago (in2) (cm2)

P

=PRESION (psi) (bar) (kPa)

v = CAUDALDE LA BOMBA(inJ/min)(lpm) A. TIEMPO MUERTO

La vista A muestra el tiempo muerto del circuito cuando ambos solenoides (Da) y (Db) está desexcitados. La bomba descarga un caudal al depósito a través de la válvula (D) y el antirretomo de 75 psi (5.17 bar) (517.05 kPa).

@

Fuerza (lb) (newton)

= AP K

Velocidad (inlmin) (cm/min).= VAK ..

.

B.AVANCE La vista B muestra las condiciones de caudal y fuerza cuando se excita el solenoide (Da) para el avance en circuito diferencial. El caudal que sale de la sección anular del cilindro se une al caudal de la bomba en el orificio "p" de la válvula (D) para aumentar la velocidad del pistón. No obstante, obsérvese que la presión del sistema actúa también en la sección anular del cilindro y reduce la fuerza ejercida a la salida. Las fórmulas dadas se utilizan para el cálculo de velocidades, fuerzas y caudales, y demuestran que durante el avance en circuito diferencial, la velocidad aumenta y la fuerza disminuye a medida que aumenta la relación de áreas.

Figura 19-5. Circuito diferencial. (1 de 2)

19-10

Capítulo 19 Sistemas

la@

p

..

-

' ' ' d nJ ) ( mi ) VK Veloclda (1 nun c nun - A (K-l) ,

Fuerza (llb) (newton) = A: (K-l)

...

C.ENTRADA La vista e muestra las condiciones de caudal y fuerza cuando se excita el solenoide (Db). El caudal de la bomba se dirige a la secci6n anular del cilindro y el caudal que sale de la sección mayor retorna al dep6sito desde la vía "A" a "T' a través de la válvula (D) y del antirretomo de contrapresión. Figura 19-5. Circuito diferencial (2 de 2)

procedente del lado del vástago del cilindro, se dirige al otro extremo para aumentar la velocidad. AVANCE EN MONTAJE DIFERENCIAL El principio del circuito diferencial se muestra en la figura 19-5. Obsérvese que el orificio "B" de la electroválvula distribuidoraque, convencionalmente,deberíaconectarse al cilindro, está taponado y que el extremo del vástago del cilindro está conectado directamente a la línea de presión (Figura 19-5A). Con la corredera desplazada para conectar el orificio "P" de la electroválvula a la sección llena del cilindro (Figura 19-5B),el caudalque sale del extremodel vástago se une al que procede directamente de la bomba para aumentar la velocidad del cilindro. En la posición inversa (Figura 19-5C),el caudalde la bomba se dirigeal extremo del vástago, y el caudal procedente de la sección llena retorna a tanque a través de la electroválvula distribuidora. En casode que la relaciónde áreas entrelas secciones llena y anular del cilindro sea de 2:1,el cilindro avanzará y retrocederá a la misma velocidad. Sin embargo, la presión durante el avance será el doble que la presión

requerida para un circuito convencional. Esto es debido al hecho de que en un circuito diferencial, la presión del sistema actúa también en la sección anular del cilindro, neutralizando así la mitad de la fuerza ejercida en la sección llena. Con una relación de áreas más elevada, la velocidad de extensión aumentará proporcionalmente. Avance en montaje diferencial y cambio a montaje convencional. El principio diferencial puede también utilizarse en un circuito para obtener una velocidad de avance elevaday cambiardespués a avance convencional para doblar la fuerza ejercida en condiciones de trabajo (Figura 19-6). En este sistema, una válvula de control de presión que está normalmente cerrada bloquea el orificio "B" de la electroválvula distribuidora durante el avance diferencial. Cuando se llega al taraje de la válvula, ésta se abre y dirige el caudal, procedente de la sección anular del cilindro, directamente al tanque a través de la electroválvula distribuidora. Una válvula antirretorno, con muelle de 5 psi

lE

, permite que el aceite procedente de la sección anular del cilindro se una al caudal procedente de la bomba durante el avance diferencial, pero impide esta unión durante el trabajo convencional.

19-11

Hidráulica Industrial

VICKERS

@

o

A. TIEMPO MUERTO Se utiliza un cilindro diferencial con una relación de áreas de 2: l aproximadamente. En el tiempo muerto, ambos solenoides (Ea) y (Eb) están desexcitados y la bomba (B) descarga su caudal al tanque a través de las válvulas (C), (D), Y(E). La válvula (D) suministra pilotaje externo para el funcionamiento de la válvula (E).

Figura 19.6. Avance en circuito diferencial con cambio de presiones para el avance convencional. (1 de 4)

19-12

Capítulo 19

Sistemas

@

a

A0

b

B. AVANCE EN CIRCUITO DIFERENCIAL Se obtiene el avance rápido cuando, con el solenoide "Ea" excitado y presión de funcIonamiento inferior al taraje de la válvula (G), el caudal de la bomba se dirige a la sección mayor de "H" mientras que el caudal que sale de la sección anular pasa por las válvulas (G) y (F) para combinarse con el caudal de la bomba. La velocidad del pistón viene determinada por el caudal de la bomba y el área de la sección recta del vástago de (H).

Figura 19-6. Avance en circuito diferencial en cambio de presiones para el avance convencional. (2 de 4)

19-13 - -

-

Hidráulica Industrial VICKERS

C. AVANCE CONVENCIONAL Cuando se llega a la presión de trabajo, se abre la válvula (G), permitiendo que el caudal de salida de (H) fluya libremente al tanque a través de (G) y (E). La velocidad del pistón de (H) desciende a la mitad, y el esfuerzo depende ahora del área total del pistón y de la presión máxima de trabajo.

Figura 19.6. Avance en circuito diferencial con cambio de presiones para el avance convencional. (3 de 4)

19-14

Capítulo 19

Sistemas

o

D. RETORNO RAPIDO El retorno rápido se obtiene excitando el solenoide (Eb). El caudal de la bomba se dirige a la sección anular de (H) a través de "E" y el antirretomo incorporado en (G). El caudal que sale de la sección mayor de (H) pasa libremente al depósito atravesando (E). La velocidad del pistón viene detenninada por el caudal de la bomba y el área anular de (H), y es igual a la velocidad de avance.

Figura 19.6. Avance en circuito diferencial con cambio de presiones para el avance convencional. (4 de 4)

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-Hidráulica Industrial VICKERS

CILINDRO DE CIERRE

b

(1)

a b

o

CILINDRO DE TRABAJO

@

o A. TIEMPO

MUERTO

Cuando todos los solenoides están desexcitados, las válvulas direccionales (G) y (H) están centradas por muelles y el caudal de la bomba (C) pasa al depósito a través de las válvulas (D), (E), (F), Y(G).

Figura 19.7. Circuito de cierre controlado hidráulicamente.

19-16

(1 de 6)

Capitulo 19 Sistemas

b

o b

o

CILINDRO DE TRABAJO

a

@

o B. AVANCE DEL CILINDRO

DE CIERRE

Cuando se excita el solenoide (Ga), se desplaza la corredera de (G) y el cilindro de cierre (J) avanza.

Figura 19.7. Circuito de cierre controlado hidráulicamente.

(2 de 6)

19-17

Hidráulica Industrial VICKERS

b

CILINDRO DE TRABAJO

o @

o C. AVANCE DEL CILINDRO DE TRABAJO Al final de la carrera de cierre se excita el solenoide (Ha) cuando la presión en la sección mayor del cilindro de cierre (J) l1ega al taraje de la válvula (E). El caudal de la bomba se dirige por esta válvula, al cilindro de trabajo (K). La válvula E asegura una presión mínima de cierre igual a su taraje duante la carrera de (K).

Figura 19-7. Circuito de cierre controlado hidráulicamente. (3 de 6)

19-18

Capítulo 19

Sistemas

b

a

CILINDRO

o

DE TRABAJO

a

@

o D. LIMITANDO

LA PRESION MAXIMA DE CIERRE

Cuando la presión del sistema excede de la presión de cierre máxima permitida durante la carrera de trabajo, la válvula reductora (F) se desplaza hacia su posición cerrada. manteniendo la presión de cierre igual a su taraje. La válvula de seguridad (D) del sistema limita la presión máxima de trabajo.

Figura 19-7. Circuito de cierre controlado hidráulicamente.

(4 de 6)

19-19

Hidráulica Industrial

VICKERS

b

CVI a

CILINDRO DE TRABAJO

@ 01

@

a

o E. ENTRADA

DEL CILINDRO

DE TRABAJO

Cuando se desexcita el solenoide (Ha) y se excita el (Hb), el cilindro de trabajo (K) entra y la válvula de secuencia (E) mantiene una presión mínima de cierre. La válvula reductora (F) limita esta presión.

Figura 19-7. Circuito de cierre controlado hidráulicamente.

19-20

(5 de 6)

Capitulo 19

Sistemas

CILINDRO DE CIERRE

o

CILINDRO DE TRABAJO

@

o F. ENTRADA DEL CILINDRO DE CIERRE Cuando se desexcita el solenoide (Hb). la corredera de la válvula (H) se desplaza a la posición centrada por muelles y el cilindro de trabajo (K) se para. Cuando se des excita el solenoide (Ga) y se excita el (Gb) entra el cilindro de cierre (K). Al final de la entrada, se desexcita el solenoide (Gb). La válvula G se desplaza a la posición centrada por muelles y el sistema retorna a la posición de tiempo muerto.

Figura 19-7. Circuito de cierre controlado hidráulicamente.

(6 de 6)

19-21

Hidráulica Industrial VICKERS

A. ACELERACION Un circuito de frenado se utiliza para detener una carga con un mínimo de choque cuando cesa la fuerza de accionamiento. Puede también utilizarse para mantener un control cuando la fuerza impuesta por la carga actúa en la misma dirección que el giro del motor (carga negativa). La fuerza de frenado se ajusta mediante una válvula de frenado (D) pilotada externa o internamente. El pilotaje externo principal proviene de la línea de entrada del motor hidráulico y actúa sobre el área total de la corredera de la válvula. La presión de salida del motor actúa sobre el pistón pequeño (D) a través de un pasaje interno. La válvula (D), normalmente cerrada, puede ser abierta por cualquiera de las dos presiones que actúan contra una tensión de muelle ajustable. Cuando el motor (E) se acelera, la presión de entrada a (E) y la presión piloto a distancia de la válvula (D) son iguales al taraje de la válvula de seguridad (B). Por consiguiente, la válvula (D) se mantiene completamente abierta, no originando ninguna contrapresión en la línea de descarga del motor (E).

Figura 19-8. Circuito de frenado. (1 de 4)

19-22

Capítulo 19

Sistemas

@

B. GIRO A TODA VELOCIDAD

CON CARGA OPUESTA AL MOVIMIENTO

La carga se opone a la dirección de rotación del motor (E) durante el funcionamiento normal. La presión de trabajo requerida para accionar la carga actúa sobre el área mayor de la corredera de (D) para mantenerla completamente abierta. El caudal de descarga de (E) retorna libremente al tanque pasando por (D) y (C). El caudal de la bomba (A) determina la velocidad de (E).

Figura 19-8. Circuito de frenado. (2 de 4)

19-23

--

-

Hidráulica Industrial VICKERS

C. CARGA NEGATIVA En ciertas aplicaciones la carga puede actuar en la misma dirección de rotación del motor (E). Esta carga "negativa" absorve una parte del par del motor que reduce la presión a la entrada del mismo. Esta presión reducida a la entrada del motor actúa sobre la corredera de la válvula (D) cerrándola, restringiendo así la descarga del motor (E). El caudal restringido a través de (D) origina una contrapresión a la salida de (E) que actúa sobre el pistón pequeño de (D). La suma de las presiones que actúan sobre la corredera y sobre el pistón pequeño de (D) sitúa esta corredera en una posición tal que origina una contrapresión que mantiene el control de la carga en (E). La magnitud de esta carga negativa determina el valor de la contrapresión en (E).

Figura 19-8. Circuito de frenado. (3 de 4)

19-24

Capítulo 19

Sistemas

P88T

D. FRENADO La válvula (C) está en la posición central para permitir el frenado de la carga del motor (E). La bomba (A) descarga a tanque a través de la válvula (C). La inercia de la carga hace que el motor (E) continúe girando y actúe como una bomba, siendo suministrado su caudal de entrada a través de (C). Con la entrada de (E) comunicada a tanque, la presión piloto que actúa sobre la corredera de (D) es nula y ésta tiende a cerrarse, lo que restringe la descarga de (E), originándose una contrapresión a la salida que actúa sobre el pistón pequeño de (D) contra su muelle. Estas dos fuerzas opuestas hacen que la corredera de la válvula asuma una posición de equilibrio. El ajuste de (D) determina la presión de frenado y el grado de desaceleración.

Figura 19-8. Circuito de frenado. (4 de 4)

19-25

---

----

Hidráulica Industrial VICKERS

I

UNIDAD DE CIERRE

UNIDADDE INYECCION

I PLACA PLACAS PROTECCIONDE EXPULSION MOVILES FRONTAL '\. CIERRE

IPROTECCION

I

I I

PURGA I

TOLVA 1

-1

FILTRO

"O

TRANSPORTADOR

PUERTA

CAlDA DEL I PUESTODE CONTROL PANELDE CONTROL MATERIAL I DEL OPERADOR ELECTRONICO I I VISTA FRONTAL PROTECCIONES TRASERAS

REFRIGERADOR BLOQUEDE INYECCION

BOMBA Y

MOTOR

AREADE SALIDA

VISTA TRASERA

Figura 19.9. Máquina horizontal de moldeo por inyección

19-26

BLOQUE DE CIERRE

Capitulo 19 Sistemas

Cuando se acciona la electroválvula distribuidora para conseguir la entrada del vástago del cilindro, el caudal de la bomba se dirige a la sección anular de éste a través de la válvula antirretorno de la válvula de control de presión. CIRCUITOS DE SECUENCIA Y FIJACION En muchas aplicaciones, tales como la fijación de una pieza para un mecanizado, es necesario que las operaciones se realicen en un orden determinado y mantener la presión en la primera operación mientras se verifica la segunda. Se muestra a continuación uno de estos circuitos. Circuito de fijación con presión controlada. En la aplicación de fijado y mecanización de una pieza, es necesario que las operaciones se efectuen en un orden determinado. La presión de la primera operación debe mantenerse mientras se efectúa la segunda. El circuitos mostrado en la figura 19-7 suministra una secuencia y además una presión controlada de fijación que puede ser mantenida durante el ciclo. La secuencia de operaciones es la siguiente: Al pulsar el botón de arranque se desplaza la corredera de la electroválvula direccional y el cilindro de fijación se extiende. Al contacto con la pieza, un interruptor eléctrico, de fmal de carrera, excita el solenoidede otra electroválvula direccional para'iniciar la carrera de trabajo. La válvula de secuencia asegura que la presión de fijación se mantiene a un valor mínimo predeterminado durante la carrera de trabajo. La válvula reductora de presión limita la presión de fijación, para no dañar la pieza, cuando se requieren presiones más elevadas para realizar el trabajo. Controles eléctricos adicionales pueden invertir la electroválvula "H" mientras se mantiene la presión de fijación. La mordaza de fijación se abre cuando el cilindro de trabajo ha retrocedido completamente.

La figura 19-8Bmuestra el motor en funcionamiento normal. La figura 19-8C muestra el funcionamiento cuando el motor tiende a acelerarse, creando una disminución de presión en la línea de salida de la bomba. El frenado del motor, mediante una contrapresión originada por la válvula de frenado, pilotada internamente, puede verse en la figura 19-8D. SISTEMA DE MOLDEO POR INYECCION El moldeo por inyección es uno de los procesos más importantes por los que los termoplásticos son transformados en productos utilizables. Los dos componentes básicos de una máquina de moldeo por inyecciónson la unidad de cierre y la unidad de inyección o plastificación. Casi todas las máquinas utilizan la potencia hidráulica para la actuación y control de estos dos circuitos (Figura 19-9). El desarrollo de las válvulas de cartucho y de .la tecnología de los bloques ha afectado muchísimo al diseño de los controles hidráulicos para la industria de las máquinas de moldeo por inyección. Los circuitos con válvulas de cartucho han reemplazado a los de válvulas con corredera debido a que suministran tiempos de respuesta más rápidos, circuitos menos complicados, menos fugas, y una duración más larga. Circuito total de la máquina El proceso de moldeo por inyección está formado por varias etapas de funcionamiento en secuencia que se exponen a continuación en forma simplificada: Se alimenta la sección de inyección 'de la máquina con material termoplástico en forma de polvo o granos. El cilindro principal de cierre avanza, cerrando las dos mitades del molde.

· ·

·

Circuito de frenado La figura 19-8muestra una aplicaciónde una válvula de frenado para mantener, en caso necesario, una contrapresión en un motor hidráulico y para frenar el motor cuando la corredera de la electroválvula, de centro abierto, se sitúe en su posición central. La figura 19-8A presenta el motor en aceleración, con la válvula de frenado mantenida completamente abierta por la presión del sistemaque actúaen la conexión auxiliar de control remoto.

·

Se presuriza el área total de cierre para proporcionar la fuerza necesaria para mantener completamente apretadas las dos mitades del molde durante la inyección del material termoplástico fundido y también durante el período de enfriamiento. El material es transportado hacia del molde y al mismo tiempo es fundido y mezclado por el husillo giratorio de inyección que es actuado por el motor de extrusión.

Cuando el husillo gira, los granos de plástico son cortados por sus filetes y entonces fundidos por

19-27

Hidráulica Industrial VrCKERS

DEPOSITO

b

AQl

IR

CR

CF

IF ET BLOQUE

BLOQUE

DE INYECCION

DE SUJECION

P1

P1

52 BOMBADE

I~

MANTENIMIENTO DE LA PRESION DE CIERRE

BLOQUE P/Q 1

P1

Figura 19-10. Diagrama de bloques de toda la máquina

19-28

ER

Capítulo 19 Sistemas

M4

NUMERO ITEM

IJ]J IllDROSTATO

DE LA VALVULA DE

SEGURIDAD

CONTROL EQUILIBRADO HIDRAULICAMENTE (SENSOR DE CARGA)

12.0 I HIDROSTATO DE LA VALVULA DE SEGURIDAD

[DJ

[ITI VALVULA DE CONTROL DE LA PRESION MAJOMA

ITII TAPA DE LA VALVULA DE CARTUCHO

cm

NUMERO ITEM

SEGUNDA ETAPA DE LA VALVULA DE CONTROL DEL PQ

LIIJ

VALVULA PROPORCIONAL ELECTROHIDRAULICA PARA EL CONTROL DE LA PRESION PILOTO

[IQ]

VALVULAANTIRRETORNO DE CARTUCHO

14.0 I VALVULA REGULADORA DE CAUDAL PROPORCIONAL ELECTROHIDRAULICAMENTE

Figura 19-11. Diagrama del circuito del bloque PIQ

19-29

Hidráulica Industrial

VICKERS

to

= lOros.

(RESPUESTA DE LA SEGUNDA ETAPA DE LA VALVULA DE CONTROL PQ PARA DESCARGAR EL CARTUCHO 2.0)

1

ü;¡fI)

--

-

~

PUNTO DE MEDIDA EN EL BLOQUE -

---

~ M1

....---------------

RESPUESTA AL ESCALON PRESION DE MANDO 585 (117011755/2340 psi (*) CAUDAL DE MANDO 100%

LA PENDIENTE DE LA CURVA REFLFJA LA REGIDEZ DELSISTEMA

SISTEMA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

CARGA

VISCOSIDAD DEL ACEITE

COMPLETAMENTE EXTENDIDO) 38 eSl

MANTENIDA

(CILINDRO

VOLUMEN COMPRIMIDO. . . . . .. 7.6 galones I (Rigidez)

----

Ml

1500 1.28 ros. (TIEMPO DE DESCARGA PARA LA BOMBA Q2)

M1

1000

TIEMPO CAMBIO

TODO EL

t '=

CARTUCHO (CERRADO)

50 ros

v

M1

500

M2 TIEMPO

--

o O

~

5'0

100

.

INICIO DEL ESCALON

200

300

- RESTUESTA

Figura 19-12. Bomba descargando/respuesta

calefactores cuando se desplazan al extremo frontal de la cámara del muelle.

·

·

·

400

(ms)

SEÑAL DE MANDO A PQ 1

al escalón de presión

El molde cerrado se abre y los cilindros de expulsión

empujan las piezas completas fuera del molde.

El material tennoplástico fundido es obligado a pasar

durante la carrera de inyección, dentro del molde ceITado y presurizado. Este paso debe controlarse muy bien para asegurarse de que todas las secciones del molde están llenas a la velocidad adecuada. Cuando el husillo retrocede se introduce desde la tolva, tennoplástico nuevo dentro de la cámara del husillo. El material inyectado se solidifica según la fonna de la cavidad del molde.

19-30

Es muy importante el poder proporcionar un buen control de la presión y del caudal a 10largo de todo el proceso, 10que asegura la repetibilidad del ciclo que es esencial para mantener a un mínimo las pérdidas de material. La figura 19-10 muestra el diagrama de bloques de todo el circuito de la máquina de moldeo por inyección. El sistema lleva tres bloques principales que controlan este proceso de moldeo. Estos bloques y las funciones que controlan son los siguientes:

Capítulo 19 Sistemas

JlIM4

ifIDU I! I :

I

[I[]

M2

T2. T1

ESTRANGULAMIENTO ABIERTO 20%

l.

La con-edera 2.1 se desplaza contra el muelle vía caída de presión a través del orificio A que descarga el caudal de pilotaje desde la parte superior del obturador 2.0.

2.

La salida de Q2 descarga al tanque

3.

2.3 controla la presión de pilotaje en la parte superior de 1.0 (Presión del sistema)

4.

J.0 descarga el exceso de caudal al depósito a la presión del sistema

5.

4.0 está abierta y envía el caudal al sistema

Figura 19-13. Función de control de la presión. El caudal del sistema es inferior a la salida de la bomba Ql

19-31

Hidráulica Industrial VICKERS

Jf

) M4

cm I I I

cm

--WJ

I I I

)I(

M2

T21 T1

P1

M1 ESTRANGULAMIENTO ABIERTO 75%

1. El obturador 1.0 está cerrado 2. La válvula 2.3 modula la primera etapa de la presión piloto sobre la corredera 2.1 3. La corredera 2.1 modula la segunda etapa de la presión piloto sobre el obturador 2.0 en combinación con el ajuste del muelle y la caída de presión a través del orificio A 4.

La presión piloto sobre el obturador de 2.0 controla la presión de la 3" etapa (etapa principal)

5.

El obturador 2.0 descarga el exceso del caudal al depósito a la presión del sistema

6.

4.0 está abierta y envía el caudal al sistema

Figura 19-14. Función de control de lapresión. El caudal del sistema es superior a la salida de la bomba Ql

19-32

Capítulo 19 Sistemas

--

CAUDAL

GPM]

PERDIDA DE CARGA ~p MI-M3 EN EL ESTRANGULAMIENTO

=

l

-

214 PSI

78

-

..

142

52

-

71

26

CAUDAL DE MANDO AL

o o

25

50

75

O.. 100

CONTROL PROPORCIONAL DE CAUDAL (%)

Figura 19-15. Caudal y pérdida de carga en función de la demanda de caudal

· · ·

Bloque de control presión/caudal (bloque P/Q) que controla el caudal y la presión del sistema. Bloque de cierre que controla el cierre, la protección

del molde, la presión de cierre, el preIlenado, la descompresión y las funciones de abertura del cierre. Bloque de inyección que controla las funciones de avance de la inyección, su retorno, carrera de extrusión y el control de la contrapresión.

Bloque presión/caudal (P/Q) El bloque P/Q es un bloque que controla el caudal solicitado a la bomba, diseñado para utilizarlo con dos o más bombas de desplazamiento fijo. La carga y descarga de la bomba mayor vienen reguladas por la demanda de caudal y no se requieren señales electrónicas adicionales. Las señales de mando de electrónica analógica generadas a distancia proporcionan un control programable de la presión y del caudal del sistema. El sistemapuede adaptarsefácilmentepara el control de la producción mediante el ordenador de la factoría. Funciones básicas del bloque P/Q. La figura 19-11 muestra los componentes del bloque P/Q, conjuntamente con una bomba grande (Q2) y otra pequeña (Ql). La relación de caudales (Q2:Ql)

depende de los requerimientos de la máquina. Pueden utilizarse relaciones entre 60:40% y 85: 15%. En la práctica la relación 80:20% es un buen compromiso entre el rendimiento energético y la flexibilidad de la aplicación. Q2 puede representar una o más bombas según cual sea el caudal requerido. El bloque P/Q funciona en la forma de control del caudal o de la presión. Si la presión (M 1) a la entrada de la válvula reguladorade caudalproporcional4.0 es inferior al taraje del control de presión proporcional 2.3, el bloque P/Q funciona regulado como control de caudal, compensado por presión, y sensor de carga. Si el caudal que llega a la carga es inferior al caudal regulado, por ejemplo, cuando el cilindro ha llegado al fmalde su carrera, la presión (MI) aumenta hasta el taraje de presión regulado.En este caso, el bloque P/Q funciona controlando la presión. La bomba pequeñaQ 1suministracaudalespequeños para los movimientos lentos y el mantenimiento de la presión. Si la demanda de caudal del sistema es inferior a la salida de Q 1, la bomba grande Q2 descarga al depósito. Si el sistema requiere más caudal, Q2 se pone en cargaautomáticarnente.

19-33

--HidráulicaIndustrial VICKERS

TOLVA VALVULA ANTIRRETORNO

HUSILLO

MASA ACUMULADA

CARRO

CILINDRO DE EMPUJE DEL CARRO

Figura 19-16. Diagrama pict6rico de la unidad de inyección

19-34

MOTOR DE EXTRUSION

Capitulo 19 Sistemas

SOLENOIDE

Y1

CARRERADEEXTRUSION CONTRAPRESION

X

Y2

Y3

Y4

X X

RETROCESO INYECCION

X X

AVANCE INYECCION

X X

RETORNODELCARRO

X

AVANCECARROY MANTENIMIENTO SOLENOIDE SOLENOIDE SOLENOIDE SOLENOIDE SOLENOIDE

YI Y2 Y3 Y4 Y5

(VALVULA (VALVULA (VALVULA (VALVULA (VALVULA

1) = VALVULA DE CARTUCHO CARRERA DE EXTRUSION 2) = VALVULA DE CARTUCHO RETORNO INYECCION 3) VALVULA DE CARTUCHO INYECCION 7) VALVULA DIRECCIONAL EMPUJE CARRO 7) = VALVULA DIRECCIONAL EMPUJE CARRO

= =

VALVULA I = VALVULA DE CARTUCHO VALVULA VALVULA VALVULA VALVULA

2 3 4 5

VALVULA 6 VALVULA 7 VALVULA 8

Y5

CARRERA DE EXTRUSION

(SOLENOIDE Yl) Y2)

=VALVULA DE CARTUCHO RETORNO INYECCION (SOLENOIDE =VALVULA DE CARTUCHO INYECCION (SOLENOIDE Y3) =VALVULA SELECfORA PILOTO = VALVULA DE CARTUCHO DE CONTRAPRESION 4: 1 = VALVULA

DE CARTUCHO

=VALVULA DIRECCIONAL = CONTROL

MANUAL

AL DEPOSITO

EMPUJE CARRO

DEL CAUDAL

Figura 19-17. Tabla de los solenoides del ciclo de inyección

Los tiempos de carga y descarga son muy cortos con sobre impulsos y subimpulsos mínimos de presión y virtualmente sin golpes de ariete. La figura 19-12 muestra las características de respuesta a los escalones de presión de un bloque de control P/Q sin carga, por ejemplo, un cilindro completamente extendido. Empezando con la condición de tiempo muerto son señal de mando nula a la válvula de presión piloto 2.3, las válvulas de seguridad 1.0 y 2.0 están abiertas con ambas bombas descargando al depósito a unos 200 psi (:~$;;7.8:t).~'H1:~~;8q~). Una presión inferior afectaría adversamente al funcionamiento dinámico. Las curvas de la figura 19-12muestran los resultados

de aplicar distintosescalonesde presión a la válvula

piloto 2.3 en el tiempo cero. Durante los primeros 50 milisegundos (ms), las válvulas de seguridad 1.0 y 2.0 se están cerrando para poner las bombas en estado de carga y poder enviar caudal a través de la válvula reguladora del sistema. La pendiente de la línea recta de aumento de presión refleja el volumen de fluido bajo presión, o rigidez del sistema. Los sistemas con rigidez más pequeña tendrán, por consiguiente, tiempos más cortos de respuesta a la función escalón. Cuando la presión del sistema llega a la señal regulada, la válvula piloto 2.3 controla la presión. La segunda etapa 2.1 de la válvula de control del P/Q se abre con un tiempo de respuesta de aproximadamente 10ms.,(Fig. 19-12)y envíael fluidode controlde la

19-35

HidráulicaIndustrial VICKERS válvula de seguridad 2.0 al depósito iniciando una descarga controlada de la bomba Q2 que dura 28 ms. Al mismo tiempo, la válvula de seguridad 1.0 viene controlada por la válvula piloto 2.3 para mantener la presión del sistema (M3) al valor regulado. El caudal procedente de la bomba Q 1 que no hace falta al sistema es desviado al tanque, a la presión del sistema, por la válvula de seguridad 1.0. Función de control de la presión. La válvula 2.3 es una válvula de presión piloto proporcional electrohidráulicamente (Figura 19-13) que controla la presión de la válvula de seguridad 1.0 (MI) o de la 2.0 (M2). Si el caudal del sistema es inferior al de salida de la bomba Q1, el control de la presión se efectúa en la válvula 1.0 y la bomba Q2 descarga al depósito por la válvula 2.0. Cuando el caudal del sistema es mayor que la salida de la bomba Ql (Figura 19-14), la válvula de seguridad 1.0está cerrada y la presión del sistema viene controlada por la válvula de seguridad 2.0. Función de control del caudal (Detección de la carga). La detección de la carga se consigue mediante un hidrostato de cartucho combinado con una válvula reguladora de caudal proporcional que mantiene prácticamente constante la diferencia de presiones entre MI y M3 (Figura 19-15). En consecuencia, hay una nueva característica caudal/señal regulada casi lineal dentro de todo el intervalo de variación de la presión de carga y del caudal. El control de regulación de caudal proporcional con realimentación de la posición asegura una repetibilidad muy elevada. Puede conseguirse una buena adaptación entre el caudal máximo y el valor más elevado de la señal seleccionada escogiendo el intervalo adecuado de caudal para la válvula reguladora proporcional 4.0. Esta válvula (Figura 19-14)es una válvulareguladora de caudal proporcional eléctricamente. Combinada con la válvula de cartucho 1.0 ó 2.0 (actuando como un hidrostato),suministrauna válvula reguladorade tresvías (tipo derivación) compensada por presión o la función sensora de carga. Si el caudal de mando de la válvula 4.0 es inferior a la salida de la bomba QI, el exceso de caudal va al depósito a través de la válvula 1.0. Esta válvula actúa como un hidrostato compensado por presión para mantener una caída de presión casi constante a través del estrangulamiento 4.0 de aproximadamente 215 psi con caudal nulo. La válvula de carfucho 2.0 se abre para descargar la bomba Q2 al depósito.

19-36

Si el caudal de mando de la válvula 4.0 es superior a la salida de la bomba Ql, la válvula de cartucho 1.0 se cierray el exceso de caudalde la bomba Q2 pasa al tanque atravesandola válvula 2.0. En este caso esta válvula actúa como un hidrostato compensado por presión. La caída de presión (M3-MI) es igual a los 100 psi de presión de abertura de la de 8 bar de la válvula 1.2.

~

El caudal en función de las curvas características de la figura 19-15 muestra que el bloque P/Q suministra una compensación por presión excelente. Sólo se origina una pequeña variación de caudal para un gran cambio en la presión de carga.

Bloque de inyección El ciclo de inyección está formado por las fases siguientes: Carrera de extrusión / Control de la contrapresión Descompresión de la masa fundida (Retorno de la inyección) Avance de la inyección

·

Como se muestra en la figura 19-16, la unidad de inyección está formada por los siguientes elementos: husillo y camisa, tolva, motor de extrusión, y cilindro de inyección, y están todos montados sobre un carro móvil. El tomillo, motor de extrusión y el cilindro de inyección formanuna solaunidad que es capaz de moversemientras el carro permanece estacionario. Es esencialun buen controlde la unidad de inyección para poder mantener un ciclo repetible con precisión que asegure la producción de piezas de calidad. Debido a que los moldes son cada vez más complicados, las tolerancias de acabado más exactas, y los materiales utilizados más exóticos, las máquinas de inyección de plástico utilizadas hoy en día requieren controles más sofisticados. El bloque de inyección debe ser capaz de controlar las siguientes variables de la unidad de inyección:

·

· · . ·

La velocidad del motor de extrusión durante la fusión

del plástico. La contraprcsión contra el plástico durante el proceso

de fusión. La temperatura del calefactor de la camisa La velocidad de inyección (perfil de inyección) El control de la presión de llenado del molde y las secuencias de mantenimiento.

CARRO

TOLVA

MOTOR DE EXTRUSION

~

Sólo se mueve el husillo

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.

~ \C

Q3. M4

04

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01

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VALVULA SEI.ECTORA I'ILOTO

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CARTUCHO CARRERA EXTRUSION

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CARTUCHO RETROCESO INYECCION

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CONTROL MANUAL DEL CAUDAL

! ascgumht presiónmás elevada disponible IXiram:mtener cerradoel l'ilrtltCtU)

CARTUCHO A' INYECCIO

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MOTOR DE EXTRUSION Sólo se mueve el husillo

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CONTROL MANUAL DEL CAUDAL

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Figura 19-21. Esquema de la unidad de cierre

La figura 19-17 muestra la tabla de solenoides que indica el estado de los solenoides de las válvulas durante las diversas fases de la inyección. Las figuras 19-18, 19-19 Y 19-20 muestran el circuito de la unidad de inyección durante cada parte del ciclo. Habrá que referirse a estos diagramas cuando se proceda a continuación a describir este ciclo. Durante el funcionamiento normal, el carro se mantiene en la posición más avanzada contra el molde mediante el cilindro de empuje del carro (Figura 19-18), lo que impide cualquier movimiento hacia atrás de éste que puede ser originado por la fuerza de la inyección durante la parte del ciclo de avance de la inyección. El solenoide Y5 en la válvula direccional de empuje del carro permanece excitado durante todo el proceso de la inyección. En el caso en que deba limpiarseel materialalrededor de la boquilla del cilindro de inyección, o si se requiere el mantenimiento de la unidad de inyección, se desexcita el solenoide Y5 y se excita el Y4 para que el carro pueda separarse del molde. Carrera de extrusión / Control de la contrapresión. Durante esta fase inicial del ciclo de inyección, los granos de plástico se transforman en un material viscoso que puede inyectarse dentro de un molde. El motor de extrusión es un motor hidráulico de

19-40

baja velocidad y par elevado que está acoplado al husillo de inyección. Cuando el motor y el husillo giran, los granos de plástico descienden por gravedad de la tolva, y son empujados hacia adelante por el movimiento del husillo a ]0 largo de los filetes de éste y dirigidos a la parte delantera de la camisa. Cuando los granos pasan entre los filetes del husillo y el interior de la camisa, se aplica sobre los granos una energía calorífica al polímero mediante resistencias calefactoras eléctricas. El husillo que gira continuamente proporciona una acción mezcladora que se combina con cualquier colorante y ayuda a mantener una mezcla homogénea. Algunos materiales requieren más energía calorífica que otros para una planificación y consistencia óptimas. Las acciones de fusión y de mezcla de la unidad de inyección pueden controlarse regulando la velocidad del husillo y ejerciendo una cQntrapresiónconstante sobre éste y la mezcla cuando el husillo gira. De esta forma, la energía aplicada al material se mantiene contante, originando una densidad uniforme de éste material antes de que se inyecte dentro del molde. El husillo gira y empuja el material plástico viscoso hacia la parte delantera de la camisa donde se acumula. Esta acción ejerce una presión sobre el husillo y el cilindro de inyección haciendo que la unidad se aparte

Capítulo 19 Sistemas

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Figura 19-22. Tabla de solenoides del movimiento de cierre

del extremo de la boquilla y de la camisa. Este movimiento es retrasado y controlado por la oposición de la contrapresión en el cilindro de inyección fijada por el bloque de inyección. El movimiento continúa hasta que la unidad de inyección seha alejadolo suficientepara llegar al tamaño de carga prefijado. La distancia que retrocede el husillo viene nonnalmente controlada por algún tipo de transductor de posición o limitador de carrera. La realimentación desde este dispositivo se dirige al controladorelectrónico que envía la orden de mando al motor de extrusión y al husillo. Cuando se ha llegado a la carga adecuada, el controlador para el motor de extrusión. Como se muestra en la Fig. 19-18, el motor de extrusión es activado por la selección del solenoide Y 1

por el controlador. Al mismo tiempo, la velocidad del motor viene controlada por un mando analógico enviado al circuito de control del caudal en el bloque P/Q. La velocidad del motor de extrusión puede controlarse en lazo abierto o cerrado según la sofisticación requerida. En muchos casos, se requiere una contrapresiónmuy pequeña para proporcionar una consistencia adecuada. La contrapresión viene regulada controlando la presión piloto de la válvula de cartucho 5 en el bloque de inyección. La presión de control es suministrada por el bloque de control de la presión auxiliar a través de la conexión S1 del bloque de inyección.Todas las válvulas de control de presión pueden controlar una presión mínima. La válvula de contrapresión mostrada en la figura 19-18 tiene una relación de áreas de 4:1 entre la parte inferior y superior del cartucho. Utilizando esta

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HidráulicaIndustrial VICKERS relación, la presión mínima controlable puede disminuirse y conseguir una presión de control igual a 1/4de la presión piloto. El fluido procedente del cilindro de inyección es obligado a pasar, por el movimiento de retroceso del husillo, a través de la válvula 5 al depósito, a una presión controlada por la válvula. El otro orificio (Z2) que cierra la válvula está comunicado al depósito durante este ciclo, a través de una válvula direccional en el cartucho 3. Descompresión de la masa fundida. Mientras el motor de extrusión y el husillo están cargando la camisa con el material fundido, el plástico contenido en el molde procedente de la carga anterior se ha endurecido. Este plástico debe retirarse antes de que se inicie un nuevo ciclo de inyección. Si el molde se abre mientras hay contrapresión en la masa fundida en la camisa, el material plástico sería obligado a salir por el extremo de la boquilla de la unidad de inyección. Por este motivo, esta masa debe descomprimirse antes de que se abra el molde. Esto se consiguie excitando el solenoide Y2 en la válvula de cartucho (2) del retorno de la inyección. (Ver la figura 19-19). Esto hace que la presión piloto en el área Ap de la válvula quede comunicada al tanque. El caudal a travésde la válvula es aplicado al extremo del husillo del cilindro de inyección y mueve la unidad de retorno de la inyección una distancia muy pequeña mientras el molde se abre para extraer la pieza anterior. El control de la contrapresión desde el bloque P/Q es eliminado por el controlador y el fluido desde el otro lado del cilindro de inyección retorna al depósito a través de la válvula 5. Entonces se cierra el molde para la fase de inyección del ciclo. Avance de la inyección. El paso siguientees inyectar el poümero dentro del molde a una presión y velocidad controladas. (Verla figura 19-20).Excitando el solenoide Y3, se abre la válvula 3 y envía el caudal desde el bloque P/Q hacia el cilindro de inyección. Se suministra un mando analógico del caudal para controlar la velocidad a la que el plástico llena las diversas partes del molde.A medida de que avanza este cilindro, el aceite de su lado opuesto se dirige al depósito a través de la válvula de cartucho 6. La presión piloto queda aplicada a los dos orificio cerrados de la válvula 5 manteniéndola cerrada durante la inyección. Las válvulas 1 y 2 están también cerradas mientras el cilindro de inyección avanza. A medida que el plástico viscoso es obligado a entrar dentro del molde, se crea una resistencia que tiende a empujar la unidad de inyección lejos de este. de forma que ésta debe mantenerse hacia adelante aplicando presión al cilindro de empuje de esta unidad. El solenoide

19-46

Y5 permanece excitado para aplicar presión a través de la válvula 7. Una vez el molde está lleno con el plástico fundido, debe mantenerse una presión sobre éste hasta que se enfríe.El solenoideY3 permaneceexcitado y se mantiene un mando analógico sobre el control de presión en el bloque P/Q para conseguir el perfil de presión programado por el controlador.

Bloque de cierre Este bloque controla la dirección y la velocidad de los movimientos de cierre durante el ciclo del proceso de la inyección por moldeo. Este ciclo incluye cierre del molde, su protección a baja presión, su presurización, cambio de prellenado, descompresión, y molde abierto en circuito diferencial. Como se muestra en la figura 19-21. la unidad de cierre está formada por dos placas, una móvil y otra estacionaria. las dos mitades del molde. un cilindro principal, un tubo amplificador. una válvula de prellenado. y un depósito. La figura 19-22muestra una tabla de solenoides que indica el estado de los mismos durante las diversas fases de funcionamiento. Las figuras 19-23 y 19-26 muestran el circuito direccional de cierre para cada fase del ciclo. Hay que referirse a estas ilustraciones cuando se siguen las descripciones del movimiento de cierre presentadas a continuación. Cierre del molde.La figura 19-23 muestra el paso del caudal por las vías de presión y de tanque involucradas en el cierre del molde al principio del ciclo de cierre. El fluido a la presión principal entra en el bloque de cierre por P1 ya la presión piloto a través de la válvula de cierre (12) por R. La válvula (12) se muestra en la posición que indica que la reja enfrente del área del molde está cerrada. La presión piloto actúa para mover de su asiento la esfera de la válvula antirretorno pilotada en la parte superior de la válvula 2. Esto comunica a tanque la presión en el área Ap de la válvula de cartucho y permite que se abra la válvula 2 debido a la presión principal aplicada en el orificio B de la válvula de cartucho. El caudal principal queda bloqueado en la válvula 3 debido a la presión que actúa en el áreaAp de este cartucho combinada con la fuerza del muelle. Este caudal está también bloqueado en la válvula 11. El fluido a la presión principal atraviesa la válvula 2 y después la válvula 1, el cartucho de cierre. En este instante, se excita el solenoideY5 abriendo una vía desde el área Ap de la válvula l al lado de baja presión del

Capítulo 19 Sistemas cartucho, permitiendo que la presión principal en el orificio A separe el obturador de su asiento. El fluido a la presión principal atraviesa entonces la válvula 1 del cilindro de cierre originando una fuerza que hace que éste se mueva hacia adelante. En este instante se excita el solenoide Y4 Ymantiene la presión piloto en el área Ap de la válvula 9 que bloquea el caudal a esta válvula durante el cierre. El caudal está también bloqueado en las válvulas 8 y 6. El solenoide Y7 está desexcitado permitiendo que la presión abra la válvula de prellenado lo que permite que el fluido del depósito llene el cilindro principal mientras el cilindro de cierre se mueve hacia adelante. El fluido procedente del cilindro principal de cierre atraviesa la válvula 7 y el cartucho de cierre del molde pasando al depósito. La presión del aceite de retorno que puede pasar por la válvula 7 viene determinada por la presión piloto en el área Ap . La vía para el caudal de pilotaje es a través del orificio 18 en el inserto, la tapa, el orificio 27 y al tanque por la válvula 4 (Y2 está excitado). El orificio 18 determina el caudal piloto, mientras que el orificio 27 fija la presión de pilotaje en la parte superior del cartucho 7. Estas condiciones, a su vez, determinan la contrapresión presente durante el cierre. Esta presión debe ser lo suficientemente elevada para impedir la cavitación debida a una carga negativa durante el mismo. El caudal de retorno está bloqueado en ambas válvulas 3 y 11. Protección del molde a baja presión. Esta protección (PMBP) es una previsión en el circuito hidráulico que ayuda a proteger el molde contra daños que puede experimentar por una obstrucción entre sus dos mitades o por una velocidad de mando excesiva. Durante el cierre rápido (antes de la carrera de protección del molde) el tubo multiplicadormueve la masa del cierre hacia adelante a velocidadelevada con una contrapresión baja en el lado de la línea de retorno. Cuando se selecciona el PMBP (actuando un interruptor en el panel de control) se activa su circuito cerca del final de la carrera de cierre en un punto que viene determinado por su parámetro de carrera, vgr. 2 pulgadas

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Este parámetro se inserta en un

programa de control por microprocesador durante el proceso de puesta en marcha de la máquina. La figura 19-24 muestra las vías del caudal en el circuito direccional de cierre durante la carrera de PMBP, cuando debe limitarse la fuerza total que actúa sobre el molde. Cuando se activa el circuito PMBP,el caudal de la válvula reguladora del bloque P/Q queda limitado al 10% de su valor máximo y la presión desciende a la mínima requerida para mantener el molde en

movimiento. Estas acciones limitan el caudal al tubo amplificadorque reducela velocidad de cierre.Al mismo tiempo, el circuito PMBP excita al solenoide Y6 permitiendo que la válvula 11 suministre un caudal adicional a través de la válvula de cartucho 7 al depósito a una pérdida de carga aproximadamente igual a la presión de abertura del muelle. Esto ocurre cuando el cierre se mueve o está parado por una obstrucción en el molde. Esta presión de abertura está también presente en el extremo del vástago del cilindro de cierre que se opone a la fuerzadel tubomultiplicador.Aumentando la presión de mando sobre el bloque P/Q justamente lo suficiente para vencer la combinación de contrapresión y fricción, puedecontrolarseel valormínimode la fuerzapara cerrar. El estrangulamiento 17 se dimensiona para que suministre suficiente caudal para originar una contrapresión adicional que es lo suficientemente baja para mantener el movimiento del cierre. Normalmente, no aparecen obstrucciones y el cilindro cierra completamente bajo la presión más pequeña. Bajo las condiciones PMBP, cualquier obstrucción crea una fuerza adicional que cerrando se combina con la fuerza de contrapresión existente, vence a la fuerzacerrandoel molde lo que impide que el cilindro se cierre más y protege al molde. Presurizacion del cierre I Cambio de prellenado. La figura 19-25 muestra las condiciones del circuito direccional de cierre durante el ciclo de presurización del mismo. El cartucho principal de enclavamiento (2) y el cartucho de cierre (1) están todavía abiertos y permiten que el caudal a la presión del sistema, llegue al cilindro de cierre. El solenoide Y4 está excitado manteniendo cerrado el cartucho 9. El solenoide Y6 está desexcitado porque el PMBP ya no está activado cuando el cierre está completamente cerrado. Las otras condiciones del circuito son las de antes con la excepción del solenoide Y7 que está excitado durante el ciclo de presurización. Esto permite que la presión desde MI en el bloque P/Q aplique una fuerza para cambiar la válvula de prellenado a su posición cerrada. Al cerrarse la válvula de prellenado se bloquea la vía entre el área principal de cierre y el depósito pero se establece una comunicación entre esta área y el área del tubo multiplicador. El área principal de cierre puede ahora presurizarse bajo el control del bloque P/Q y la bomba variable. El valor permitido de la presión máxima viene controlado por un programa con microprocesador. Un

19-47

HidráulicaIndustrial VICKERS parámetro que depende de la fuerza a aplicar, se inserta

en el programa durante la instalación del molde para limitar la presión máxima a un valor especificado. Descompresión. El aceite bajo presión en el cilindro principal de cierre debe descomprimirse antes de la abertura. Esta descompresión se consigue desexcitando el solenoide Y4 un corto período de tiempo para eliminar la presión piloto en la válvula 9, el cartucho de cierre comunicado al depósito, permitiendo que se abra y envíe el aceite al depósito. Los estrangulamientos en este cartucho controlan la velocidad de abertura para regular la magnitud del caudal del aceite presurizado, manteniéndola lo suficientemente baja para evitar el sobrecalentamiento. Cuando ya se ha efectuado la descompresión, se excita el solenoide Y4 para que el cilindro de cierre se abra en circuito diferencial. Cierre abierto con circuito diferencial. La figura 19-26 muestra el circuito direccional de cierre durante el ciclo de abertura del mismo. El circuito incluye también un montaje diferencial para permitir que el fluido procedente del tubo multiplicador ayude a la apertura del cierre. La velocidad diferencial depende normalmente de la relación de áreas 2:1 entre el tubo multiplicador y el cierre abierto (retroceso del empuje) y debe, por consiguiente, considerarse cuando se diseña éste. El circuito diferencial permite la misma velocidad para la abertura y el cierre aún cuando las áreas respectivas sean diferentes. Al principio del ciclo de abertura del cierre, se excita el solenoide Y3 permitiendo que se abra el cartucho (3) de abertura. Inicialmente, el fluido a la presión principal, está presente en el orificio B de la válvula 3. El áreaAp del cartucho está unida a la línea procedente del orificio A a través de la válvula direccional de la tapa, de forma que el caudal en el orificio B abre la válvula. La pérdida de carga desde B a A hace que el fluido de pilotaje desde el área AP fluya a la línea conectada al orificio A. El caudal a través de la válvula 3 va directamente a el área de retroceso del cilindro de cierre y empieza a abrirlo. La válvula de cartucho 2 está abierta, si la llave de paso está cerrada, pero la válvula de cartucho 1 se mantiene cerrada por la fuerza del muelle. La válvula 1 tiene una relación de áreas 1:2 entre las áreas A:Ap que mantiene la válvula cerrada en condiciones normales. No obstante, durante la deceleración de la abertura del cierre, la presión del tubo multiplicadortiende a aumentar por encima de la presión de accionamiento lo que origina una presión adicional en el orificio B de la válvula 1, que puede abrir la válvula. En este caso, no obstante, la

19-48

válvula selectora se desplaza para dirigir la presión en el orificio B al área AP, manteniendo la válvula cerrada. El solenoide Y7 está desexcitado de forma que la válvula de prellenado está abierta permitiendo que el fluido del cilindro principal de cierre retroceda al depósito. La línea desde el área de este cilindro al área del tubo amplificador está cerrada de forma que el fluido contenido en el área de éste fluye fuera del cilindro hacia el orificioB de la válvula 8, el cartucho diferencial.Todas las otras líneas de retorno permanecen bloqueadas durante la abertura del cierre. El solenoide Y 1 está excitado durante el ciclo de abertura del cierre de forma que la válvula piloto (6) diferencial suministra una vía para comunicar el área AP de la válvula 8 a la línea procedente del orificio A de la misma válvula. Esto permite que la fuerza en el orificio B, originada por el caudal del tubo multiplicador, abra la válvula. Debido a la pérdida de carga a través de ésta, la presión en el orificio A es inferior a la del B de forma que el caudal de pilotaje se unirá con el caudal principal a través de la válvula. El caudal a través del cartucho diferencial es dirigido también al área de retroceso del cierre principal y ayuda al caudal principal procedente de la válvula 3 para abrir el cierre. Circuito de seguridad del movimiento del cierre. La válvula de seguridad 5, impide que se dañen los componentes hidráulicos debido a la multiplicación de presiones. Si la válvula 4 falla o está taponada, la válvula de prellenado tiende a cerrar antes de que se toquen las dos mitades del molde y el área del cilindro de cierre queda presurizada. La única oposición a esta fuerza es la debida al fluido contenido en el área de retroceso del cierre. Esta área es normalmente 1/20del área principal de cierre, de forma que una presión de cierre de 2500 psi crearía una presión de . .. ... en el área más 50000 psi pequeña lo que originaría evidentemente el fallo de los componentes y, muy probablemente, daños al personal. La válvula 5 es una válvula de seguridad de presión ajustable que puede tararse entre 72 y 4569 psi" bar) Sise presenta la multiplicación de presiones, esta válvula se abre a su presión de taraje suministrando una comunicación al depósito que impide un aumento mayor de la presión. Otra característica de seguridad del bloque de cierre viene proporcionada por la válvula 2, el cartucho de enclavamiento de la etapa principal. Las normas de seguridad industriales requieren que debe suministrarse tanto un enclavamiento mecánico como otro eléctrico

Capítulo 19 Sistemas

en el circuito que controla el caudal de aceite que llega al cilindro de cierre. Cuando la llave de paso está ceITada, crea una señal hidráulica y otra eléctrica pennitiendo que el aceite llegue alIado de cieITedel cilindro principal. La señal eléctrica es suministradapor una leva en la llave de paso que cieITaun interruptor eléctrico. La señal hidráulica es proporcionada por la presión piloto desde la llave de paso 30 a la válvula antiITetomo pilotada en la parte superior de la etapa principal de la válvula de cartucho de enclavamiento. Cuando esta válvula está cerrada, una leva que lleva incorporada cambia la válvula direccional (12) para enviar aceite a la válvula piloto. Si la válvula está abierta, o hay una rotura en la línea de pilotaje, la válvula antiITetorno pilotada se cierra y la presión principal estará presente en el área AP de la válvula 2. Esta presión junto con la fuerza del muelle cierra la válvula 2, cortando el caudal principal al cilindro.

Algunos circuitos incluyen también un interruptor de proximidad que detecta la posición de la cOITedera para asegurar que el obturador de la válvula 2 no se mantenga abierto. Si este interruptor envía una señal al controlador diciendo que el obturador está abierto cuando debería estar ceITado,el controlador activa el circuito para parar las bombas. El sistema no puede funcionar hasta que el eITorno se corrija.

19-49

---Hidráulica Industrial VICKERS

CUESTIONARIO l. Citar dos motivos para utilizar el circuito de descarga. 2. ¿Por qué la bomba de desplazamiento elevado de un sistema con dos bombas se descarga frecuentemente durante el funcionamiento a alta presión? 3. ¿Por qué es adecuado el "venting" automático? 4. En un circuito de descarga bomba / acumulador ¿cuándo se descarga la bomba? 5. Si un cilindro en un circuito diferencialtiene una relación de áreas de 2.1 entre la superficie mayor y la anular, ¿el cilindro entrará y saldrá a la misma velocidad? Una relación de áreas mayor ¿hará que la velocidad de salida aumente o disminuya proporcionalmente?

19-50

6. ¿Como puede mantenerse la presión en un cierre mientras sale el cilindro de trabajo? 7. ¿En que grado una válvula de frenado restringe el caudal cuando un motor se acelera? 8. Si la presión en un cilindro de inyección llega al ajuste de la válvula de control de presión modulada eléctricamente porque el molde está lleno, ¿cuál será la presión de la bomba P2? 9. Cuando el motor de extrusión hace girar el husillo y los granos se están plastificando,¿cómo se mantiene la densidad del plástico fundido? 10. ¿Que le ocurre al aceite contenido en el tubo amplificador durante la abertura diferencial del cierre?

APENDICE

A DEFINICION DETERMINOSTECNICOS NOTA: Estas definicionesse refieren al contexto en que estos términos se utilizan en el manual. Una definición más general de los mismos puede encontrarse en "Glossary of Terms for Fluid Power NFPA RecommendedStandard T2.70.1."

Absoluta-Medida que tiene su base o punto cero en la ausenciacompletade la magnitudque está siendomedida. Actuador-Dispositivo que convierte la energía hidráulica en energía mecánica. (Motor o cilindro.) Actuador lineal-Actuador que transforma la energía hidráulica en un movimiento rectilíneo. (Un cilindro.) Actuador rotativo-EI dispositivo que transforma la energía hidráulicaen un movimientogiratorio.(Un motor hidráulico.) Acumulador-Recipiente en el quepuedealmacenarseun fluidobajo presión,como unafuentede energíahidráulica. Aireación-Es la presencia de aire en el fluido hidráulico. Una aireación excesiva provoca la formación de espuma en el aceite, siendo causa del funcionamiento irregularde los componentes,debidoa la compresibilidad del aire retenido por el fluido hidráulico. Aislador-Un material que bloquea el paso de la corriente eléctrica y que se utiliza para cortocircuitos y prevención de picos de corriente. Amortiguador-Dispositivo colocado algunas veces en los extremos de un cilindro hidráulico para reducir el caudal de aceite en el orificio de salida, disminuyendo, por lo tanto, la velocidad del vástago del cilindro al final de la carrera. Ampacidad de un conductor-El número máximo de amperios que pueden pasar continuamente, con toda seguridad, por un conductor eléctrico. Amplificador-Un dispositivo que amplifica la tensión o la intensidad de corriente.

Amplificador operacional-Un amplificador en circuitointegradocon caractelÍsticasespeciales(ganancia elevada, alta impedancia de entrada, baja impedancia de salida, amplificación diferencial) que es especialmente adecuado para el control de los sistemas electrohidráulicos. Amplitud del sonido-Es ruido.

la intensidad acústica de un

Area anular-Are a con forma de anillo. Se refiere, frecuentemente, al área efectiva en el lado del vástago de un cilindro, es decir: el área del pistón menos el área de la sección recta del vástago. Atenuador-Un dispositivo de resistencia variable para reducir el valor de la corriente o de la tensión. Atmósfera (una)-Una medida de presión igual a 1.01 bar (14.7 psi) (101.34 kPa). Bar-Una unidad normalizada de presión equivalente a 100,000 pascals 0106 newton/m2. 1 Bar = 1.02 Kp/cm2. Es aproximadamente igual a 14.5 psi. Barrilete-Bloque de pistonesen una bomba de pistones axiales. Bloque-Bloque conductor de fluido con muchas aberturas para conexiones. Bomba-Dispositivo que convierte la energía mecánica en transmisión fluida de esta energía. Brazo de palanca-Se consigue un aumentode la fuerza de salida disminuyendo la distancia a que se aplica. Multiplicación de la fuerza.

A-I

Hidráulica Industrial VICKERS Bucle cerrado-Un sistema en el que la realimentación procedente de uno o más elementos se compara a la señal de mando, suministrandouna señalde error para controlar la salida del bucle.

Carrera1. Longitud de trabajo de un cilindro. 2. A veces denota el cambio de desplazamiento de una bomba o motor de desplazamientos variables.

Bucle cerrado y digital (BCD)-Un sistemaen el que se implanta un circuito basado en microprocesador,dentro de una servoválvula para que pueda funcionar como un dispositivo inteligente respondiendo a señales de mando digitales, transmitidas en serie, a velocidad elevada.

Cartucho-1. Elemento reemplazable de un filtro. 2. Unidad impulsara de una bomba de paletas, formada por rotar, anillo, paletas y una o dos placas laterales.

Bucle de realimentación-Cualquier circuito cerrado fonnado por uno o más elementos de realimentación que transmiten una señal a una conexión sumadora.

Caudal1. Volumende fluido descargado por una bomba en un tiempo dado, expresado, generalmente, en litros por minuto O/min). 2. El volumen de fluido que pasa a través de una conducción por unidad de tiempo.

By-Pass. (Derivación)-Pasaje caudal de un líquido.

secundario para el

Caballo de vapor-Es la potencia necesaria para elevar 75 kp a una altura de un metro en un segundo o la requerida para elevar 550 libras un pie en un minuto. 1 CV =75 kp. m/sg =0.746 kw =42.4 BTU/min. Cadena cerrada-Ver

bucle cerrado.

Caída de presión-Diferencia de presiones entre dos puntos de un sistema o componente. Calibrador de alambres-Un dispositivo utilizadopara detenninar los tamaños normalizados de los conductos metálicos. Calor-Es una forma de energía que puede originar calentamiento o aumentar la temperatura de una substancia. Toda la energía utilizada para vencer un rozamiento se convierte en calor. El calor se mide en calorías o en BTU. Una caloría es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de l gr. de agua en l "'C (de 14.5"'C y 15.5"'C) en un segundo. l BTU/min = 252 calorías/sg.

Cavitación-Exceso de vapor en una corriente líquida, que ocurre cuando la presión es inferior a la tensión de vapor del líquido. Central hidráulica-Grupo transmisor de potencia formado, usualmente, por una bomba, depósito, válvula de seguridad y válvula direccional. Centro abierto. (Válvula de)-Todos los orificios de la válvula están comunicados al tanque en la posición central o neutra. Centro cerrado. (Válvula de)-Todos los orificios de la válvula están incomunicados entre sí, en la posición central o neutra. Centro tandem (Válvula de)-EI orificioP de la válvula está comunicadoal tanque en la posición central o neutra. Los orificios A y B están incomunicados. Cilindro--Elementos que transfonna energía hidráulica en movimiento y fuerzas lineales. La fuerza es proporcional al área de la sección recta y a la presión hidráulica que actúa sobre la misma.

Cámara-Compartimiento dentro de una unidad hidráulica. Puede contener elementos para ayudar a funcionar o controlar una unidad. Ejemplos: cámara para un muelle, cámara de drenaje, etc.

Cilindro buzo--Cilindro de simple efecto con un solo vástago en vez de pistón y vástago.

Canal-Pasaje para el fluido, cuya longitud es muy grande con relación a su sección transversal.

Cilindro de doble efecto--Cilindro en el que la fuerza del fluido puede ser aplicada en ambas direcciones.

Carga-Energía

Cilindro de simple efecto--Citindro en el que la energía hidráulica produce fuerza o movimiento en una sola dirección. (El retorno se efectúa mediante la acción de la gravedad o por muelles.)

referida a la unidad de peso.

Carga estática-Altura de una columna de líquido, respecto a un punto determinado, expresada en unidades de longitud. Suele indicar una presión manométrica, que es igual a la altura multiplicada por el peso específico del fluido.

A-2

Cilindro diferencial-Cualquier cilindro en el que las áreas de avance y retorno no son iguales.

Apéndice A Definición de terminos tecnicos Circuito-Una disposición de componentes interconectados para realizar una función específica dentro de un sistema. Circuito abierto-Un circuito en el que no existe paso libre para la corriente eléctrica. Circuito cerrado-Un circuito para el que existe paso libre para la corriente eléctrica. Circuito de centro abierto-Cireuito en el que el caudal de descarga de la bomba, después de haber atravesado los otros elementos hidráulicos, retorna a tanque. Circuito de centro cerrado-Circuito en el que el caudal de descarga de la bomba queda bloqueado en la posición central y la presión a la salida de la bomba se mantiene al taraje máximo de la válvula de seguridad. Circuito diferencial-Disposición de tuberías para un cilindro diferencial en el que el caudal de descarga, procedente de la sección anular del cilindro, se combina con el caudal procedente de la bomba para ser dirigido a la sección llena del cilindro. Circuito lógico-Un circuito digital (también llamado puerta) que tiene entradas y salidas binarias y es capaz de tomar decisiones realizando funciones. Colador-Filtro

grueso.

Componente-Una

sola unidad eléctrica o hidráulica.

Compresibilidad-Modificación del volumen de un fluido cuando está sometido a una variación de presión. Conexión delantera-Sistema de montaje donde la conexión de tuberías se realiza, normalmente, sobre superficies expuestas del equipo hidráulico. Conexión directa digital (DDL)-Un sistema de realimentación digital utilizado con las servoválvulas para permitir que la válvula se comunique con un dispositivo digital principal, tal como un PLC, o con un ordenador personal. El dispositivo principal transmite serial mente señales de mando a la válvula, y la información sobre la posición se reenvía al ordenador principal que responde con una señal de corrección del error. Conexión trasera-Sistema de montaje donde la conexión de tuberías se realiza, normalmente, sobre superficiesno expuestasdel equipohidráulico. (Unidades montadas sobre placa base o en panel.)

Contaminación-Cualquier substancia extraña al fluido hidráulico que ejerza un efecto perjudicial al funcionamiento del sistema. Puede ser por partículas sólidas, líquidas o gaseosas. Contrapresión-Generalmente se refiere a la presión que existe en la línea de retorno a tanque. Hace aumentar la presión necesaria para mover la carga: Control-Dispositivo utilizado para regular el funcionamiento de una unidad. (Véase: control hidráulico, control manual, control mecánico y control por compensador). Control hidráulico-Control que es actuadopor fuerzas inducidas hidráulicamente. Control manual-Control accionado por el operador con independenciadel mediode accionamiento.Ejemplo: controlde palancao pedal para las válvulas direccionales. Control manual de emergencia-Método de actuación manual de un dispositivo controlado automáticamente. Control mecánico-Cualquier control accionado por engranajes, tornillos,levas y otros elementos mecánicos. Control por compensador-Control, para bombas y motores variables, que hace cambiar el desplazamiento de acuerdo con las variaciones de presión en el sistema y según los ajustes de presión establecidos. Controlador lógico programable (PLC)-Un dispositivoprogramablede estado sólidoque proporciona el control de una máquina o proceso basándose en las condiciones de entrada y de salida. Convertidor de par-Acoplamiento hidráulico rotativo capaz de multiplicar el par motor. Corredera-Término aplicado indiscriminadamente a cualquier pieza móvil, de forma cilíndrica, que se mueva dentro de un elemento para dirigir el caudal a través del elemento. Corriente-EI paso directo de cargas eléctricas desde un punto a otro alrededor de un circuito eléctrico cerrado. Se mide en unidades llamadas amperios. Corriente alterna (CA)-Una corriente cuya magnitud varía continuamente, producida por una fuente de alimentación (vgr. generador, alternador). Corriente continua (CC)-Una corriente eléctrica constante producida por una fuente de alimentación (vgr. batería,par termoeléctrico),que pasaen un sola dirección en un circuito.

A-3

-Hidráulica Industrial VICKERS Delimitación de un montaje-Rectángulo dibujado alrededor del símbolo gráfico de uno o varios componentes para indicar los límites de un montaje. Depósito--Recipiente para almacenar el líquido en una central hidráulica. Derivación-Véase

By-Pass.

Descargar-Dirigir el caudal de una bomba, por lo general, directamente al depósito para impedir que la presión quede aplicadaal sistemao a una partedel mismo. Descompresión-Acto de dejar fluir lentamente un líquido confinado para ir reduciendo gradualmente la presión sobre el mismo. Desplazamiento--La cantidad de líquido que puede pasar a través de una bomba, motor o cilindro en una sola revolución o carrera. Desplazamiento positivo--Característica de una bomba o de un motor que tenga la salida incomunicada con la entrada, de tal forma que el líquido no pueda volver a circular dentro del elemento. Diferencia de potencial entre dos puntos-Es el trabajo efectuado para transportar la unidad de carga eléctrica positiva desde un punto al otro. La unidad de diferencia de potencial es el voltio, y la de carga eléctrica es el culombio. 1 amperio = 1 culombio/l segundo. Diodo rectificador-Un dispositivo utilizado para convertir la tensión de CA en impulsos de Cc. Dither-Señal eléctrica periódica de baja amplitud y de frecuencia elevada que se aplica a la entrada del motor par de una servoválvula o de un solenoide proporcional para mejorar la resolución del sistema. El dither se expresa por su frecuencia (Hz) y la tensión pico a pico. Drenaje-Pasaje en un componente hidráulico o procedente de éste que hace volver independientemente el caudal de fugas al depósito. Energía-Habilidad o capacidadpara realizarun trabajo. Se mide en unidades de trabajo. Energía cinética-Energía que tiene un sólido o un fluido en virtud de su masa y velocidad. Envoltura de un elemento-Ver montaje.

delimitación de un

Equilibraje hidráulico-Caso en que fuerzas hidráulicas iguales y opuestas actúan sobre una parte de un componente hidráulico.

A-4

Error. (Señal de)-Señal que es la suma algebraica de una señal de entrada y una señal de realimentaci6n. Escala del manómetro--Escala de presión que no tiene en cuenta la presión atmosférica que coincide con su punto cero. Estrangulamiento-Restricción cuya longitud es pequeña, comparada a su sección transversal. Permite el paso de un caudal restringido. Puede controlar el caudal o crear una pérdida de presión determinada. Filtración proporcional-Cuando parte del caudal atraviesa el elemento filtrante proporcionalmente a la caída de presión a través del mismo. Filtración total-Cuando todo el fluido pasa a través del elemento o medio filtrante. Filtro-Dispositivo cuya función principal es retener los contaminantes insolubles en el fluido. Filtro de aire-Dispositivo que permite que el aire limpio pase del exterior del depósito al interior para mantener la presión atmosférica. Filtro de aspiración-Ver

colador.

Fluido-1. Lí
Apéndice A Definición de terminas tecnicas Hidrostática-Ciencia liquidos en reposo.

que trata de la energía de los

Impedancia-La combinación de resistencias de CC y de CA en un circuito. Se mide en ohmios. Indice de viscosidad-Medida de las variaciones de viscosidad de un fluido originadas por las variaciones de temperatura. Intercambiador de calor-Dispositivo que transfiere calor, de un fluido a otro, a través de una pared divisoria. Interlerencia electromagnética (IEM)-Modificación de las señales contenidas en el cableado de un circuito (o almacenadas en un microprocesador) originada por un campo magnético fuerte irradiado por otros dispositivos o conductores eléctricos o electrónicos. Lazo cerrado-Ver

bucle cerrado.

Ley de Ohm-La corriente que pasa por un circuito es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia. Se expresa como 1 EIR.

=

Ley de Watt-Cuando una corriente de un amperio circula a través de un dispositivocon una caída de tensión de un voltio, se disipa un vatio de potencia en forma de calor. W

= LE.

Linea- Tubo, tubería o manguera flexible que actúa como conductor de un fluido hidráulico. Línea de aspiración-Línea hidráulica que conecta el depósito con la entrada de la bomba. Línea de presión-Línea que lleva el fluido hidráulico de la salida de la bomba al orificio presurizado del actuador. Línea de retorno-Línea utilizada para llevar el fluido de la salida del actuador al depósito.

Modem . Modulador / demodulador-Un dispositivo utilizado para suministrar comunicaciones con datos digitales entre dos microprocesadores separados. El modulador envia la información digital en tonos que son transmitidos por líneas telefónicas y el demodulador transforma los tonos recibidos en datos digitales. Modulación por impulsos-Una señal electrónica de frecuencia y amplitud constante con anchura variable de los impulsos para controlar el nivel de potencia al solenoide. Motor-Dispositivo que transformala energíahidráulica en energía mecánica de rotación. Motor par-Un tipo de transductorelectromecánicocon movimiento angular que se utiliza para accionar las servoválvulas. Movimiento alternativo-Movimiento línea recta.

de vaivén en

Multímetro-Un dispositivo utilizado para medir las magnitudes eléctricas. National Electric Code (NEC)-Código eléctrico nacional. Normas, prácticas recomendadas y especificaciones para el cableado eléctrico de edificios residenciales, comerciales, e industriales, y granjas. Publicado por la National Fire Prevention Association. Obturador-Elemento de ciertas válvulas que impide el paso del caudal cuando queda ajustado en su asiento. Orificio-Final interno o externo de un pasaje en un componente hidráulico. Par-Fuerza giratoria. El par de un motor hidráulico se mide generalmente en newton. m. o pulgadas. libra. Pasaje-Conducto que pasa a través de un componente hidráulico para permitir el paso del fluido.

Manómetro-Escala de presión que no tiene en cuenta la presión atmosférica y el punto cero es 1 kp/cm absoluto.

Pérdida de presión-La diferencia de presiones entre dos puntos de un sistema y componente.

Margen de sobrepresión-Es la diferencia entre la presión de abertura de una válvula y la presión aleanzada cuando pasa a través de ella todo el caudal.

Pistón-Pieza de fOlmacilíndrica que se ajusta dentro de un cilindro y transmite o recibe un movimiento mediante un vástago conectado a la misma.

Micra-Millonésima del milímetro.

parte del metro o milésima parte

Microprocesador-Un computador digital basado en un solo circuito integradominiaturaque ofrece capacidad computacional y programable para utilizarla en aplicaciones de control electrohidráulico.

Placa base-Montura auxiliar para un componente hidráulico que suministra un medio de conectar las tuberías al componente. Placa de presión-Placa estacionaria utilizada en las bombas de pistones axiales, que origina el movimiento alternativo de los pistones cuando gira el bloque de los cilindros.

A-5

-¡

Hidráulica Industrial VICKERS Placa de presión-Placa lateral en el lado del orificio de presión de las bombas o motores de paletas.

Refrigerador-Intercambiador de calor utilizado para extraer calor de un fluido hidráulico.

Placa oscilante-Placa rotativa oscilante, en las bombas de pistones rodales. que empuja los pistones dentro de sus alojamientos durante su movimiento.

Régimen laminar-Régimen en el que las partículas del fluido se mueven según trayectorias paralelas.

Placa separadora-Dispositivo, generalmente una placa, instalada en un depósito para separar la aspiración de la bomba de las líneas de retorno. Potencia-Trabajo por unidad de tiempo. Se mide en CV (caballos de vapor), o watts (vatios). Potenciómetro-Elemento de control en los servosistemas que mide y controla un potencialeléctrico. Presión-Es la fuerza por unidad de área. Se expresa normalmente en bar, kilopascals o psi. Presión absoluta-Es la escala de presión donde el punto cero es el vacío perfecto, es decir, la suma de la presión atmosférica y de la presión indicada por un manómetro. Presión atmosférica-Presión ejercida por la atmósfera en un lugar determinado. Al nivel del mar es aproximadamente: 1.01 bar (14.7 psi) (101.34 kPa). Presión de abertura-Presión a la que una válvula, accionada por presión, permite el paso del fluido. Presión de carga-Presión del gas comprimido en un acumulador, antes de llenarlo de fluido. Presión piloto-Presión auxiliar utilizada para accionar o controlar los componentes hidráulicos. Presostato-Interruptor presión del fluido.

eléctrico accionado por la

Régimen turbulento-Régimen en el que las partículas del fluido se mueven según trayectorias que se cruzan, originándose torbellinos. Regulación a la entrada-Regular la cantidad de fluido que entra en un accionador o sistema. Regulación a la salida-Regular el caudal de un fluido a la salida de un sistema o actuador. Regulación por derivación-Regular el caudal de un fluido enviando parte del suministro de la bomba directamente al depósito. Regular-Regular

la cantidad de fluido.

Relé-Un dispositivo electromagnético que permite que un circuito controle a otro sin una conexión eléctrica directa entre los dos circuitos. Relé lógico-Un sistema para controlar una máquina o proceso basado en la situación de varios relés interconectados. Rellenar-Añadir fluidopara mantenerel nivel de aceite en un depósito hidráulico. Rendimiento-Relación entre la salida y la entrada. El rendimiento volumétricode una bomba es igual al caudal de salida (en l/min o gpm) dividido por el caudal teórico de salida. El rendimiento total de un sistema hidráulico es la potencia de salida dividida por la potencia de entrada. El rendimiento se expresa, generalmente, en porcentajes.

Presurizar-Aplicar una presión superior a la atmosférica en la entrada de una bomba.

Resistencia-La oposición al paso de lá corriente que presentan los componentes de un circuito eléctrico.

Puerta lógica AND-Un circuito digital en el que el estado de salida es igual al binario 1si y sólo sí todas sus entradas son un binario 1 al mismo tiempo.

Restricción-Reducción en la seccióntransversalde una línea o pasaje que produce una caída de presión.

Puerta lógica OR-Un circuitodigital en el que el estado de salida es igual al binario 1 si cualquiera de todas sus entradas es un binario 1.

Ruido (eléctrico)-Interferencias. problemas en los circuitos eléctricos y el cableado asociado que pueden originar un funcionamiento inadecuado y errático del equipo.

Punta de presión-Aumento un circuito.

instantáneo de presión en

Realimentación. (Señal de realimentación)-Señal salida de un elemento de realimentación.

A-6

de

Secuencial. Orden de una serie de operaciones o movimientos. 2. Desviar un caudal para realizar una operación o movimiento subsiguiente.

Apéndice A Definición de termlnos tecnicos Señal analógica-Una señal de corriente o tensión, CC o CA, que representa cantidades físicas continuamente variables (vgr. tensión, corriente, presión, temperatura, o velocidad). Señal de error-(Véase

error).

Señal de mando. (Señal de entrada}-Señal externa de mando para los servomecanismos representando una nueva posición o velocidad a la que el servo debe responder. Señal de realimentación-La elemento de realimentación.

señal de salida de un

Señal digital-Una tensión o corriente que varía entre dos niveles fijos distintos. Servomecanismo. (Servo)-Mecanismo sometido a la acción de un dispositivo de control que operará como si fuese accionadodirectamentepor el dispositivode control y capazde suministraruna potenciade salidamuy superior a la de éste, derivada de una fuente externa e independiente.

Servoválvula electrohidráulica-Una válvula direccional que recibe una señal eléctrica variable de control y que también regula el caudal. Sincro-Dispositivo giratorio electromagnético, utilizado generalmente como generador de señal de realimentación de corriente alterna, que indica una posición. Puede también utilizarse como generador de una señal de referencia.

Trabajo-Aplicación de una fuerza en una distancia determinada.Semide en unidadesde fuerzapor distancia. Por ejemplo: newton . metro = julio, o libra.pie. Transductor (o transductor de realimentación)-Un dispositivo que convierte una tipo de energía en otro. Un ejemplo podría ser el transductor sensor de presión que genera una señal eléctrica proporcional a la presión. Transformador-Un dispositivo que transfiere energía de CA de un circuito a otro sin contacto eléctrico entre ambos. Transmisión de datos en paralelo-Una forma de transmisión de datos digitales en la que todos los bits de una palabra binaria se transmiten o procesan al mismo tiempo. Es una forma más rápida que la transmisión en serie pero requiere circuitos separados para cada bit. Transmisión serial de datos-Una formade transmisión de datos digitales en la que los bits de una palabra binaria se procesan o transmiten uno cada vez. Más lenta que la transmisión de datos en paralelo, pero no requiere circuitos separados para cada bit. Thrbina-Dispositivo giratorio actuado, por el impacto de un fluido en movimiento, contra los álabes o paletas. Vacío-Presión inferior a la atmosférica o pulgadas de Se expresa, generalmente, en mercurio BiD. milímetros de mercuriolilllll, referidos a la presión atmosférica.

Sistema de números binarios-Un sistema numérico utilizado en los equipos digitales, que tiene por base 2. Los digitos 1 YO son los únicos utilizados para formar números en este sistema.

Válvula-Dispositivo que controla la dirección, presión o caudal de un fluido.

Solenoide-Un dispositivo electromagnético que convierte la energía eléctrica en movimiento mecánico lineal. Se utiliza para accionar las válvulas direccionales. Puede ser con entrehierro de aire o de aceite.

Válvula de asiento cónico-Una válvula que se mueve perpendicularmente hacia o fuera de su asiento.

Tacómetro-Dispositivo que genera una señal, en corriente alterna o continua, proporcionalmente a la velocidad a que se le hace girar y cuya polaridad depende de la dirección de rotación del rotor. Tanque-Depósito

del fluido.

Tensión eléctrica-Ver

diferencia de potencial.

Tierra-Un punto de referencia cero para los circuitos eléctricos al que se comparan todos los voltajes del circuito. También, conectar a tierra un dispositivo significahacer conexiones a tierra por fmes de seguridad.

Válvula antirretorno-Válvula fluido en una sola dirección.

que permite el paso del

Válvulas de cartucho-Válvulas que van insertadas en una cavidad de tamaño normalizado dentro de un bloque y quedan mantenidas en su alojamiento bien mediante conexiones roscadas o por una tapa asegurada con pernos. Pueden ser para insertar o para roscar y realizan funciones de control de la dirección, de la presión o del caudal. Válvulas de cuatro vías-Válvula direccional que admite cuatro pasos distintos para el fluido. Válvula de descarga-Válvula que envía fluido al depósito cuando semantiene una presión predeterminada en su línea de pilotaje.

-- - - -

A-7

-

--

HidráulicaIndustrial VICKERS Válvula de dos vías- Válvula direccional con dospasos distintos para el fluido. Válvula de equilibraje-Válvula de control de presión, que mantiene una contrapresiónpara impedir el descenso de una carga vertical. Válvula de frenado-Válvula que se utiliza en la línea de salida de un motor hidráulico para (1) impedir un exceso de velocidad cuando se aplica una carga al eje del motor y (2) impedir una aumento excesivo de presión cuando se decelera o se para una carga. Válvula de secuencia-Válvula accionada por presión, que desvía el caudal hacia un actuador secundario, mientras mantiene una presión mímima predetenninada o en la línea primaria. Válvula de seguridad-Válvula accionada por presión que desvía el caudal procedente de la bomba a tanque, limitando la presión del sistema a un valor máximo predetenninado. Válvula direccional-Válvula que envía caudal o impide el paso del mismo en direcciones determinadas previamente. Válvula piloto-Una válvula auxiliar utilizada para controlar la operación de otra válvula. Válvula de mando de una válvula de dos etapas. Válvula proporcional-Válvula que controla y hace variar la presión, el caudal,la dirección, la aceleración y la deceleracióndesde una posición remota. Estas válvulas se ajustan eléctricamente y son actuadas por solenoides proporcionales más bien que por motores par o fuerza. El caudal de salida es proporcional a la señal de entrada. Estas válvulas proporcionan un control moderadamente preciso, del fluido hidráulico.

A-S

Válvula reductora de presión-Una válvula que limita la presión máxima a su salida con independencia de la presión de entrada. Válvula reguladora de caudal-Válvula el caudal.

que controla

Válvula seguidora-Válvula de control que dirige el aceite hacia un actuador, de tal fonna que el movimiento de salida resultante sea proporcional al movimiento de entrada de la válvula. Vástago-Pieza de forma cilíndrica, de diámetro constante, que se utiliza para transmitir un empuje. Embolo. Velocidad1. Es la rapidez con que el fluido se desplaza en una línea hidráulica. Se expresa en m/sg,.cm/sg, pulgadas por segundo o pies por segundo. 2. La rotación de un motor medida en revoluciones por minuto. Ventear-Poner a descarga el caudal de una bomba a través de su válvula de seguridad, uniendo a tanque (presión atmosférica) el orificio de descarga, a presión reducida (Venting)de la válvula. Viscosidad-Medida del rozamiento interno o de la resistt:ncia de un fluido a fluir. Volumen-Tamaño de un espacio o cámara en unidades cúbicas. Zona muerta-Región o zona sin respuesta, donde una señal de error no origina el accionamiento correspondiente de la variable controlada.

APENDICE

B SIMBOLOSPARALOSSISTEMAS HIDRAULICOS Esta sección del manual proporciona una guia para los símbolos básicos que son los elementos constituyentes de cualquier circuito hidráulico. Los diagramas compuestos aquí mostrados deben

considerarse sólo como ejemplos ya que cualquier modificación es posible cambiando elementos tales como las vías para el caudal y los dispositivos de control.

LINEAS LINEADE TRABAJO (PRINCIPAL)

LINEASQUE SE CRUZAN ----

LINEA DE PILOTAJE (PARA

+ O

+

CONTROL) LINEAS UNIDAS

INTERNAMENTE

----------

LINEADE DRENAJE

LINEA CON UNA

ENVOLTURADE UN COMPONENTE

RESTRICCIONFIJA

I I

L_

-1

I

I

[>-

CAUDALPNEUMATICO

FLEXIBLE

V

ORIFICIOTAPONADO,PARA COMPROBACIONO MEDIDA. PARACOMUNICACIONAL DEPOSITOO PARAPILOTAR

---x

DEL FLUIDO

. .

LINEA AL DEPOSITO

DEPOSITOCOMUNICADOAL AIRE

DEPOSITO

PRESURIZADO

'-' ...-..

..

CAUDALHIDRAULICO

ALMACENAMIENTO

--L

I I

I

I

POR ENCIMA DEL NIVEL

DEL FLUIDO

1

POR DEBAJO DEL NIVEL DEL FLUIDO

BLOQUECOMUNICADOAL AIRE

--

-i B-1

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO CONSTANTE SIMPLES, CON VALVULA DE PRIORIDAD INCORPORADA

SIMPLES, TIPO PALETAS, PISTONES ,Y ENGRANAJES

SIMPLES, DE DIRECCION HIDRAULICA CON VALVULAS DE SEGURIDAD Y DE REGULACION DE CAUDAL, INCORPORADAS

SIMPLES, TIPO PISTONES CON DRENAJE EXTERNO

B-2

SIMPLES, CON VALVULA DE REGULACION DE CAUDAL INCORPORADA

---,I

L.I..J

DOBLES, TIPO PALETAS Y ENGRANAJES

Apéndice B

51mbolos para los sistemas hidráulicos

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO VARIABLE

CONTROL MANUAL POR VOLANTE

CONTROL POR COMPENSADOR DE PRESION

CONTROL POR COMPENSADOR DE .PRESION Y LIMITADOR DE PAR

CONTROL SENSOR DE CARGA

CONTROL SENSOR DE CARGA CON LIMITACION DE PRESION

CONTROL ELECTROHIDRAULICO

B-3 - ---

Hidráulica Industrial VICKERS

VALVULAS DE CONTROL DE LA PRESION

q

VALVULA DE SEGURIDAD

I

1 I V ALVULA

DE

EQUILIBRAJE

CON

11 ANTIRRETORNO VALVULA

INCORPORADO

I

DE

I

SEGURIDAD

I

CONTROLADA ELECTRICAMENTE

,I 1119

I

A----

I

I

!

...J

111

II

VALVULA DE SEGURIDAD MODULADA ELECTRICAMENTE

VALVULADE SEGURIDAD Y DESCARGA CON ANTIRRETORNO INCORPORADO

I I VALVULA REDUCTORA

VALVULADE SEGURIDAD TIPO CARTUCHO

wp I

I

I

I

I

V ALVULA REDUCTORA CON ANTIRRETORNO

>:r ¡¡i( I I I !s.

I I I

.

L__

INCORPORADO

I

11

I

VALVULA REDUCTORA TIPO VALVULA DE SECUENCIA

VALVULA DE SECUENCIA CONTROLADA A DISTANCIA

B-4

I 1

II

I

ta+I

UJ

11 CARTUCHO

¡r--1:I I

'--'-+9 '1

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-

-

_J

ClJ I

I

ApéndiceB 51mbolos para tos sistemas hidráulicos

VALVULA DE CONTROL DEL CAUDAL CONTROL DE CAUDAL, AJUSTABLE NO COMPENSADO

-

*'

CONTROL DE CAUDAL CON ANTIRRETORNO INCORPORADO

VALVULA DE CONTROL DEL CAUDAL COMPENSADA POR PRESION y TEMPERATURA (SIMBOLO SIMPLIFICADO) VALVULADECONTROLDELCAUDAL COMPENSADA POR PRESION y TEMPERATURA CON ANTIRRETORNO INCORPORADO (SIMBOLO SIMPLIFICADO)

VALVULADECONTROLDELCAUDAL MODULADA ELECTRICAMENTE CON ANTIRRETORNO INCORPORADO I Ll..J

CONTROL DE CAUDAL CON VALVULA DE SEGURIDAD CONTRA SOBRECARGAS

r--I

CONTROL DE CAUDAL COMPENSADO POR PRESION TIPO CARTUCHO

-

I )I( I I

B-5

Hidráulica Industrial VICKERS

V ALVULA DE CONTROL

DIRECCIONAL 11

DOS POSICIONES. DOS VIAS

I

Gm

11AIRE

DOS POSICIONES, TRES VIAS

I

11

DOS POSICIONES.

CUATRO VIAS

MUELLES O POR POR CENTRADA

I

PRESION

DOS POSICIONESCON POSICION CENTRAL TRANSITORIA

HIDRAULICA,

[]mJ

VALVULA DE INFINITAS POSICIONES, INDICADAS POR LAS DOS LINEAS HORIZONTALES

MUELLES.

I

CENTRADA ACCIONADAPOR POR SOLENOIDES

I

11

D

I I ACCIONADA HIDRAULICAMENTE y CONTROLADA 11 ELECTRICAMENTE

SIM MUELLES. CON RETENCION MECANICA y ACCIONAMIENTO MANUAL

RETORNO POR MUELLE. ACCIONADA MECANICAMENTE

RETORNO POR MUELLE. ACCIONADA POR PALANCA.

DOS VIAS

SIN MUELLES, CON RE1ENCION MECANICA, ACCIONADA PALANCA

B-6

POR

VALVULA PILOTADA

11

11

TRES POSICIONES.

CUATRO VIAS

CENTRADA POR MUELLES. ACCIONADA POR

11

I

..

11

I

I L1

11

I

CENTRADA POR MUELLES. CONTROLADA POR SOLENOIDES ACCIONADA HIDRAULICAMENTE

CENTRADAPOR

PRESION HIDRAULICA, CONTROLADA POR SOLENOIDES. ACCIONADA HIDRAULICAMENTE (SIMBOLO SIMPLIFICADO)

I

I

L.lJ

I

wI

51mbolos para los sistemas

Apéndice B hidráulicos

VALVULAS DE CONTROL DIRECCIONAL (CONT.)

CONSTRUCCION UNIDADES

MULTIPLE

DE

II I

SENSORA DE CARGA

I ...J

I

>1 I

VALVULA TIPO CARTUCHO

)I(

):(

I

1

L_,--,IrI r-.l--

)I(

r-..J r

. LlJ II IL___ ---

>1

* I J

B-7

Hidráulica Industrial VICKERS

VALVULASPROPORCIONALES VALVULA PROPORCIONAL

SERVOV ALVULAS SERVOV ALVULA DE DOS ETAPAS

VALVULASANTIRRETORNO V ALVULA

ANTIRRETORNO

VALVULA

----<>--

ANTIRRETORNO PILOTADA

VALVULASDECELERADORAS V AL VULA

VALVULA DECELERADORA NO AJUSTABLE

w

DECELERADORA

r_ r .., .1 I.

AJUSTABLE CON ANTIRRETORNO INCORPORADO

¡u.-o

I

vwo lK. I

w

MOTORES HIDRAULICOS DESPLAZAMIENTO

DESPLAZAMIENTO FilO. Y REVERSIBLE

-11

VARIABLEEN AMBAS DIRECCIONES

I

np-'

"

CILINDROS UN SOLO V ASTAGO, UN AMORTIGUADOR AJUSTABLE EN EL EXTREMO

UN SOLO V ASTAGO, SIN AMORTIGUACION I

DEL VASTAGO

UN SOLOVASTAGO, AMORTIGUADORES AJUSTABLES EN AMBOS

EXTREMOS

ror

UN SOLO V ASTAGO. PARA SERVICIO PESADO

I

[}J

(D

UN SOLO VASTAGO.UN AMORTIGUADOR AJUSTABLE EN EL EXTREMO DE LA TAPA

B-8

ro

DOBLE VASTAGO r

:

I

II=

: I

I

j

I

--

51mbolos para los sistemas

Apéndice B hidráulicos

ACCESORIOS MOTOR ELECTRICO

e

FILTRO, COLADOR

-<J>-

MOTOR DE

COMBUSTION INTERN A

[8]

ACUMULADOR CON MUELLE

PRESOSTATO

-

INDICADOR DE PRESION INDICADOR

ACUMULADOR

es:>

DE

G)

TEMPERATURA

CARGADOCON GAS

r--,

RESISTENCIA CALEFACTORA

--+

REFRIGERADOR

-+

CONTROL

DE

TEMPERATURA MEDIDA

VALVULA DE PURGA DE AIRE

-+

O

EFECTO DE LA TEMPERATURA

!

: MULTIPLICADOR DE

(:: I

PRESION

IIX:1

J.t

B-9

APENDICE

e

DATOSTECNICOS FORMULAS Y UNIDADES 1. La hidráulica es una forma de transmisión de potencia que puede utilizarse para multiplicar la fuerza o para modificar el movimiento. 2. Ley de Pascal. La presión ejercida sobre un fluido en reposo se transmite integramente en todas las direcciones y actúa con igual fuerza sobre áreas iguales y perpendicularmente a las mismas. 3. Para hallar el área de un pistón circular, hay que multiplicar el cuadrado del diámetro por 0.7854. A

= D2

x 0.7854

4. La fuerza (en newtons) ejercida por un pistón puede determinarse multiplicando su área (pulgadas2)

11II

por la presiónaplicadapsiI'IIJJ

& P

F=PxA

A

5. Para determinar el volumen del líquido, pulgadas3(cm3)requerido para mover un pistón a una distancia dada, hay que multiplicar el área del pistón (pulgadas2) por la carrera requerida (pulgadas) (cm) Vol =A x L

_

rIII

6. El trabajo es una fuerza por una distancia: TRABAJO =FUERZA X DISTANCIA =Fuerza (lbs.) x distancia (pulgadas)_ Ejemplo. Trabajo (in. lbs.)"

7. La potenciaes el trabajorealizadopor unidadde tiempo. . Trabajo= Fuerzax distancia P otencla= Tiempo Tiempo 8. El aceite hidráulico actúa como lubricante y es prácticamente incomprensible. Se comprime aproximadamente un 0.4% a 1000 psi ;{;:;.}!;:.~c>:rn{;~:.;;.;-tJ:~~~~';:;~ a 12011F (4911C) y un 1.1% a 3000 psi

9. El peso específico del aceite puede variar con la viscosidad. Esta variación está comprendida . 'hidráulico . ' ..", '/,'" , ..,,~, '.' -''-d' .">",..0' /, 194.8 c St a 3811C para un mterv alo de entre 55 y 581lb ras por pie cu bICO:.~:¿:;~iY¿X~:2.~,~:.~;:?:~:,:;1%¿.%'.~';;j~;;;:~t:Y/;,~?-. '

viscosidades de 150 a 900 SSU a 10011F 10. La presión en la base de una columna de aceite de un pie (0.3048 metros) de altura es aproximadamente de 0.4 psi ;:;,?X?~.~.~%,(iÍ,~J.r;¡tfJ3.W/J Para encontrar la presión aproximada en la base de cualquier columna de aceite, basta multiplicar su altura en pies (m) por 0.4. 11. La presión atmosférica al nivel del mar es igual a 14.7 psi 12. Las lecturas de un manómetro no incluyen la presión atmosférica a menos que la escala venga graduada en psia o bar ab. 13. Tiene que haber una caída de presión (pérdida de carga) a través de un orificio u otra restricción para que el caudal pueda circular por él. Recíprocamente, si no hay paso del caudal, no hay pérdida de carga. 14. Un fluido es empujado hacia la bomba, no es arrastrado por ella.

Información útil (1 de 2)

Col

Hidráulica Industrial VICKERS

15. Una bomba no da presión, su misión es crear un caudal, Las bombas que se utilizan para transmitir potencia, son generalmente del tipo de desplazamiento positivo. 16. La presiónviene originada por una resistenciaal pasodel caudal.El manómetroindica,en cada momento, la presión debida a la carga. 17. Los fluidos toman siempre el camino de menor resistencia. 18. La velocidad del pistón de un cilindro depende de su tamaño (área del pistón) y del caudal. . Velocldad~

=

~. A~~

lI!Im':!b

. Caudal(in3Imin) .2 o Velocidad(pulgadas 1m/n) = A~~)

Caudal = Velocidad x área 19.

La velocidad del fluido a lo largo de una tubería es inversamente proporcional al cuadrado del diámetro interno. Cuando éste se dobla, el área se hace cuatro veces mayor.

20.

La pérdida de carga debida al rozamiento del liquido en una tubería, varía con la velocidad.

21.

Para determinar el área necesaria de tubería para que circule un determinado caudal, se utiliza la fórmula: 2

A rea( cm ) =

Caudal(J / min) 6.Velocidad(metro / sg)

.d Caudal(J 1min) "ye1OCIa d( metro/ sg) =

o

6.área(cm2)

22. El diámetro interiorde una tuberíanormalizadaes generalmentesuperiorque el tamaño nominalcotizado. Cuando se selecciona una tubería, debería consultarse una tabla de conexiones. 23.

El tamaño de los tubos de acero y de cobre indica el diámetro exterior. Para encontrar el diámetro interior hay que restar el doble del grueso de la pared, del tamaño nominal cotizado.

24.

Los tamaños de las mangueras hidráulicas se designan generalmente por su diámetro interno nominal. Con algunas excepciones, esto se indica mediante un número y guión que representan el número de incrementos en dieciseisavos de pulgada de su diámetro interior.

25.

Un C.V eleva un metro 75 Kp en un segundo.

26.

Para determinar el número de CV requeridos para un caudal determinado a una presión conocida, hay que utilizar la fórmula. , ' Caudal(1/ min) x Presión(bar) Potencia a l a sal 1da de la bomba (CV) = 450

Un CV

=736

vatios

Para calcular la potencia requerida para accionar una bomba hidráulica de un desplazamiento dado y a una presión conocida, se utiliza: ' Caudal( 11mili) x PresiólI(bar) PotencIa a 1a entrada de l a bomba (CV) = 450 x rendimiento de la bomba Si no seconoce el rendimiento de la bomba, se utiliza la expresión aproximada siguiente: ' Caudal( 1/ min) x Presión(bar) P otencla de entra da =

375

27. La relación fundamental entre par de un motor y potencia es: Par (Newton / m) =

7030Potencia(CV)

RPM

o

.

Potencla(CV) = Par(Newton/m)RPM m30

28. Para determinar la capacidad de una bomba (l/min), necesaria para que salga el pistón de un cilindro, de una área determinada (cm2), para recorrer una distancia dada (cm), en un tiempo determinado (segundos): Caudal(J 1min) = Area del piston(cm2) x carrera (m) x60 Tiempo(seg) Infonnación útil (2 de 2)

C-2

Apéndice e Datos técnicos

44.1

29.4

3 ATMOSFERAS ABSOLUTAS 1 ATMOSFERAS MANOMETRlCAS

1 ATMOSFERAS ABSOLUTAS 1 ATMOSFERA 1\otANOMETRlCA

1 ATMOSFERA ABSOLUTA (PRESION ATMOSFBRlCA)

VACIO PERFECTO

PStA PSI PULGADAS (LIBRAS ABS. DE (LIBRAS ABSOLUTAS POR PULG~DA MERCURIO POR PULGADA CUADRADA) ESCALA ESCALA BAROMETRICA CUADRADA) :\;IANOMETRICA

E

::::::::::::::

11

_

PULGADAS DE MERCURIO ESCALA DE VACIO

...

PIES ABS. DE ACEITE

--

PIES ASS. DE AGUA

ltI:ii

INDICA QUE LA ESCALA NO USA EN ESTE INTERVALO. LOS VALORES SOLO SEMUESTRAN PARA COMPARAC10N.

Comparación de escalas de presión y vacío

C-3

HidráulicaIndustrial VICKERS

SISTEMA METRICO

NOMBRE DE LA MAGNITUD Aceleración Angula plano

UNIDADES

SIMBOLOS m/s2 °

. metro por segundo cuadrado grado minuto segundo milímetro cuadrado

Area Módulo de compresibilidad (Ver módulos) Conductividad térmica Coeficiente cúbico de dilatación (Nota 8) Coniente eléctrica Fluidos hidráulicos otros líquidos Densidad gases sólidos Desplazamiento--pneumático hidráulico (Nota 2) Rendimiento Energía, calor Caudal, calor Caudal, masa pneumático Caudal, volumen hidráulico (Nota 3)

I

I

"

"

mm2

in2

vatio por metro y grado centigrado por grado centigrado

W/moC l¡OC

Btu/hr.ft°F l/oF

amperio kilogramo por litro

A kg/L (Nota 1) kg/m3 g/cm3 cm3 L mL

A lb/gal

% kJ W g/s kG/s dm3/s cm3/s L/min (Nota 1) mL/min (Nota 1) N N/mm Hz l/min (Nota 4) l/min

% Btu Btu/min lb/min lb/sec ft3/min(cfm) in3/min(cim) gal/min

kilogramo por metro cúbico gramo por centímetro cúbico centímetro cúbico litro (Nota 1) centímetro cúbico % kilojulio vatio gramo por segundo kilogramo por segundo decímetro cúbico por segundo centímetro cúbico por segundo litro por minuto L/min (Nota 1)

I I

I

centímetro cúbico por núnmo m L/min

Newton Fuerza Fuerza por unidad de longitud Newton por milímetro hertz Frecuencia (CicJo) minuto recíproco l/min (Nota 4) I Frecuencia (rotacional)

SIMBOLOS HABITUALES U.S.A. ft/sec2 °

minuto recíproco Vmin (Nota 4)

Ib/ft3 Ib/ft3 in3 gal in3

in3/min lb lb/in Hz (cps) cpm I

I

rpm

(nota 4) Calor Calor específico Coeficiente detransferencia del calor

Momento de inercia

kilojulio kilojulio por kilogramo y °e (Nota 9) vatio por metro cuadradoy °e kilogramo por metro cuadrado

Btu Btu/lb.oF Btu/hroft2.oF

k.J/kgOe W/m2°C

I

Unidades métricas para aplicaciones de potencia fluida (J de 3)

C-4

Apéndice e Datos técnicos

SIMBOLOS HABITUALES U.S.A. in ft (micron) in lfF

SISTEMA METRICO

NOMBRE DE LA MAGNITUD

UNIDADES

Longitud

SIMBOLOS

milímetro metro micra

mm m ¡.un

por grado

l¡OC

1

Coeficiente lineal de dilatación (Nota 7) Masa Módulo de compresibilidad Cantidad de movimiento Potencial eléctrico Potencia

kilogramo megapascal kilogramo metro por segundo voltio kilovatio

I

vatio Presión

kilopascal (Nota 5) bar (Nota 5)

Velocidad de rotación (Velocidad del eje) (ver frecuencia de giro) Fatiga, esfuerzo cortante Rugosidad de una superficie Temperatura habitual Temperatura absoluta Tiempo Par (momento de una fuerza)

kg MPa kg-m/s V kW W kPa bar

.

I

lb lb/in2(psi) lb-ft/sec V

hp Btu/min lb/in2(psi) lb/in2(psi)

megapascal micra grado centígrado grado Kelvin segundo, minuto, hora Newton. metro

MPa m °C K s, min, hr N-m dm3 cm3 L mL mIs mm/s

Velocidad angular

decímetro cúbico centímetro cúbico litro (Nota l) cm3(Nota 1) metro por segundo milímetro por segundo radián por segundo

lb/in2(psi) in °F °R s, min, hr lb-ft lb-in ft3 cm3 gal oz ft/s in/s

Viscosidaddinámica Viscosidadcinemática

milipascalpor segundo milímetrocuadradopor segundo

rad/s mPa-s mm2/s

rad/s cP cSt

J

ft-lb

pneumático Volumen hidráulico Velocidad lineal

I I :

,

(centistoKes)

Trabajo

julio

*Medidade la presión: Por encima de la presión atmosférica, utilizar: Por debajo de la presión atmosférica, utilizar:

. kPa o bar g kPa de vacío o bar de vacío o kPa absolutos o bar absolutos

Unidades métricas para aplicaciones de potencia fluida (2 de 3)

c-s

Hidráulica Industrial VICKERS

NOTAS

Nota 1. El símbolo internacional para el litro es la "1" minúscula que puede confundirse fácilmente con el número "1". Por consiguiente, en USA se utiliza la "L" mayúscula. Nota 2. El desplazamiento de un dispositivo giratorio se designa "por revolución" y el de un dispositivo no giratorio "por ciclo". Nota 3. Para los gases, esta cantidad se expresa frecuentemente como gas libre en la Standard Reference Atmosphere, como se define en la referencia 4.5 y se especifica en la 4.6, la abreviación "ANR" debe seguir a la expresión de las unidades (m Imin ANR). Ver la referencia 4.1 para información más detallada sobre la incorporación de letras al símbolo. Nota 4. Las oscilaciones mecánicas se expresan normalmente en ciclos por unidad de tiempo, y las frecuencias giratorias en revoluciones por unidad de tiempo. Puesto que el "ciclo" y la "revolución" no son unidades, no tienen símbolos reconocidos internacionalmente. Por consiguiente, se expresan normalmente mediante abreviaciones que son diferentes para los distintos idiomas. En inglés, la simbología para las oscilaciones mecánicas es clmin y para la frecuencia de giro, r/min. Nota 5. El bar y el kilopascal tienen el mismo estado legal como unidades de presión. Actualmente, la industria americana no está de acuerdo en su elección.

El pascal es la unidad SI de presión y gran parte de la industria americana ha aceptado el kilopascal (kPa) como unidad preferida. Por otra parte, la mayoría de la industria internacional ha aceptado el bar como unidad métrica de presión. El bar ha sido reconocido por la EEC como una unidad métrica aceptable según ISO 1000para utilizarlo en industrias especializadas. Inversamente, el bar está considerado por el comite internacional de pesos y medidas, y por la NBS como una unidad que debe utilizarse únicamente por un tiempo limitado.Además, el bar ha sido desaprobado por Canadá, ANMC, y por algunas organizaciones normalizadasde Estados Unidos,y es ilegalen algunos paises. Nota 6. La viscosidad se expresa frecuentemente en SUS (Saybolt Universal Seconds). SUS es el tiempo necesario en segundos para que 60 cm3 de fluido fluyan por un orificio normalizado a una temperatura específica. La conversión entre las unidades de viscosidad cinemática, mm Is (centistoKes) y SUS, puede verse en las referencias 4.2 y 4.7 de las tablas. Nota 7. El coeficiente de dilatación lineal es una relación, no una unidad, y se expresa en unidades métricas tales como mmlmm por unidad de cambio de temperatura. Nota 8. El coeficiente de dilatación cúbica es una relación, no una unidad y se expresa en unidades métricas tales como cm Icm por unidad de cambio de temperatura.

Unidades métricas para aplicaciones de potencia fluida (3 de 3)

C-6

Apéndice e Datos técnicos

en

Para convertir en Unidad Atmósferas BTU/hora

Para con vertir

Símbolo Atm BtuJhr cm3 Centímetros cúbicos cm3 Centímetros cúbicos ft3 Pies cúbicos ft3 Pies cúbicos in3 Puleadas cúbicas in3 Pull1;adascúbicas ° Grados an2ulares °F Grados Farenheit ft Pies Pies de a2ua ft H-O US t1oz Onzas de fluido, USA ft lbf Pies. libras fuerza Pies libras/minuto ft lbf/min US 2al Galones, USA hp Caballos de vapor Puladas de mercurio inHg in H-O Pu12adasde a2ua in Pulgadas in Pu12adas Kiloeramo fuerza k2f k Kilogramo fuerza. metro g Kilogramofuerza/centímetrocuadradom Kilopascal k2f/cm2 kPa Kilopondio Kilopondio. metro kp kpm Kilopondio/centímetro cuadrado Micropulgada kp/cm2 Milímetro de mercurio IAin Milímetro de agua mmHg Newton/centímetro cuadrado mm H-O Newton/metro cuadrado N/cm2 Pasea! (Newton!metro cuadrado) N/m2 Pa Pinta, USA US liQpt Libra (masa) lb Libra/pie cúbico Ib/ft3 Libra/pulgada cúbica Libra fuerza lb/in3 lbf Libra fuerza. pie lbf ft Libra fuerza. pu12ada lbfin Libra fuerza/pul2ada2 Revolución/minuto Ibf/in2 Pie cuadrado r/min ft2 Pu12adacuadrada Pulada cuadrada in"

Unidad bar kilovatio litro mililitro metro cúbico litro centímetro cúbico litro radián erado cemí2rado metro bar centímetro cúbico julio vatio litro kilovatio milibar milibar centímetro mililitro Newton Newton. metro bar bar Newton Newton. metro bar micra milibar milibar bar bar bar litro kilo2ramo kilogramo/metro cúbico kiloramo/centímetro cúbico Newton Newton. metro Newton. metro bar radián/segundo metro cuadrado metro cuadrado

. , 10Símbolo bar kW 1 mI m3 1 cm3 1 rad °C m bar cm3 J W 1 kW mbar mbar cm mm N Nm bar bar N Nm bar lUTI

0.3048 0.0298907 29.5735 1.35582 81.3492 3.78531 0.7457 33.8639 2.49089 2.54 25.4 9.80665 9.80665 0.980665 0.01 9.80665 9.80665 0.980665 0.0254 1.33322 0.09806 0.1 IO-s lO's 0.473163 0.4536 16.0185 0.0276799 4.44822 1.35582 0.112985 0.06894 0.104720 0.092903

°C = 5(OF-32)/9 Equivalencias 1 bar = 1()5N/m 1 bar = 10 N/cm2= 1 dN/mm2

mbar mbar bar bar bar 1 k2 k2/m3 kgfcm3 N Nm Nm bar rad/s m2 6.4516x m-, I centímetro cuadrado 6.4516 cm" Para múltiplos Para submúltiplos xl0" tem T d xlO-' deci Los prefijos (1 x10' "¡va xIO" ceni e denotan múltiplos x10' M mev x10-' milli m

1 paseal = 1 N/m3

O submúltiplos

= 1000,028 cm2 1 centistoKes (cSt) = l mm2/s

1 litro

decimales

xlO'

x10' x10

kilo hccto deca

k h da

1 julio = 1 vatio. segundo (Ws) 1 hertz (Hz) = ciclo/segundo

-

Multinlicar nor Dividir Dor Factor 1.013250 O.29307lx 10-.1 0.001 1.0 0.0283168 28.3161 16.3871 0.0163866 0.0174533

x10" x 10" x10'"

micro nano oico femlo

X10.18

alto

x10-12

IO-

u '

n " f a

Factores de conversión entre unidades inglesas y métricas

C-7

-Hidráulica Industrial VICKERS

GRADOS SAE DE VISCOSIDAD PARA ACEITES DE MOTOR

Grados SAE de viscosidad

Viscosidad(cP)a temperaturas en °C Máx.

OW 5W 10W 15W 20W 25W 20

3250a -30 3500a -30 3500a -30 3500a -30 4500a -30 6000a -30

-

30 40 50 Nota: 1 cP

-

= 1 m Pa.

s 1 cSt

Viscosidad(cSt) a 100°C Máx. Min. 3.8 3.8 4.1 5.6 5.6 9.3 5.6 9.3 12.5 16.3

-

Menos de 9.3 Menos de 12.5 Menos de 16.3 Menos de 21.9

= 1 rnrn2/s

Grados SAE de viscosidad para aceites de motor

Grados ISO de viscosidad

ISOVG2 ISOVG3 ISOVG5 ISOVG7 ISOVGI0 ISOVG 15 ISOVG22 ISOVG32 ISOVG46 ISOVG68 ISOVG100 ISOVG150 ISOVG220 ISOVG320 ISOVG460 ISOVG680 ISOVG 1000 ISOVG 1500

Viscosidad cinemática media cSt a 40°C

2.2 3.2 4.6 6.8 10 15 22 32 46 68 100 150 220 320 460 680 1000 1500

Límites de las viscosidad cinemática cSt a 40°C Mínimo Máximo 1.98 2.88 4.14 6.12 9.00 13.5 19.8 28.8 41.4 61.2 90.0 135 198 288 414 612 900 1350

Grados [SO de viscosidad para aceites industriales

c-s

2.42 3.52 5.06 7.48 11.0 16.5 24.2 35.2 50.6 74.8 110 165 242 352 506 748 1100 1650

Apéndice e Datos técnicos

Grado ISO de viscosidad

70

I

I

1500

J..l000

L

1000

40

1900 700

35

r 600

I

680

1500 60

I

50 45

500 30

I

25

I

400 300

20

I

175 U °<=

15

°U<=

13

(11

<=

..

(11 {I.I

.::.:

1-200

12

J

S

11

:!

10

S {I.I .::

U

90

U

5

150

5

8.0

7.0

I

I

320

I

220

I

I

H U G;j

70

I

68

I

I

50

I 30

45

I

4.0

...20

35

I

40

I

I I

10

I

46

32

8000

22

15

10

... 300

7000 6000

1-250

I

5000

I

4000

I

3000

I

-..

-..

2000 U

°eI\

U °oc

c6

r.:

50 I

I

I

40

e ro = = ..

1500

e,

r-

"'100 .. M

-]

1000 900 800

-

...90

l...

80

Cf.I 700 Cf.I

r¡

600

¡:

500

'i

300r 25W,30

400

{I.I

I

> 'c ...60 ;¡ {I.I

=

C/.)

I

QfJ r sW-,

200

45

...43

HO

90

[

...38

80 100 70

I

Viscosidades a distintas temperaturas con aceites de IV =95 Nota: Las viscosidades a distintas temperaturas están relacionadas horizontalmente. Las especificaciones SAE para cárter y engranajes son s610para 100°C. Las viscosidades de los aceites multigrado no son representativas a otras temperaturas.

¡:

300 = 0.0 J5...50

150

I

jj(11 ...70

.g ... 55

"= =

15W.20

I

...200

1-'50

I

I

I I

9000

r

200r

I

I

I

90

I

I

...50

I

I

100

60

140

I

I

60 5.5

25

150

SUS SUS a 210°F a 100°F (37.8°C) (98.9°C)

250

I I

I

Números SAEde viscosidad para cárter de motores

r1

I I

100 90 80

I

3.0

460

J

Número SAEde viscosidadpara engranajes

t-35

tea 50

Comparación de clasificaciones de viscosidades

C-9

Hidráulica Industrial VICKERS

FLUIDOS MATERIALES BAJO CONSIDERACION ACEPTABLES

A BASE DE AGUA

EMULSION DE AGUA y ACEITE

ACEITES MINERALES

FLUIDOS

MEZCLA AGUA-GLlCOL

SINTETICOS ESTERES FOSFORICOS

NEOPRENO BURNA N

NEOPRENO. BURNA N, (SIN CORCHO)

NEOPRENO, BURNA N, (SIN CORCHO)

BUTILO, VITO", VYRAM, SILICONA. TEFLO", FBA

PINTURAS

CONVENCIONAL

CONVENCIONAL

LOS RECOMENDADOS POR EL FABRICANTE

"AlR CURE" EPOXY RECOMENDADOS

AISLANTES DE TUBER lAS

CONVENCIONAL

CONVENCIONAL

COLADORES

I 1/2 VECES LA CAPACIDAD DE LA BOMBA MALLA 100

4 VECES LA CAPACIDAD DE LA BOMBA MALLA 40

FILTROS

FIBRA DE CELULOSA, DE CUCHILLAS O TIPO PLACA MALLA 200-300

FIBRA DE VIDRIO, DE CUCHILLAS O TIPO PLACA MALLA 200-300

FIBRA DE CELULOSA,DE CUCHILLAS O TIPO PLACA, MALLA 200-300

CONVENCIONAL

EVITAR METAL GALVANIZADO y PLATEADO DE CADMIO

JUNTAS y EMPAQUETADORAS

METALES DE CONSTRUCCION

CONVE:-1CIONAL

AISLANTES

RECOME"DADOS,

4 VECES LA CAPACIDAD

CINTA DE TEFLON

DE LA BOMBA, MALLA 50

FIBRA DE CELULOSA, DE CUCHILLAS O TIPO PLACA (PUEDEN UTILIZARSE DE CERAMICA O MICRONICOS CON LOS FLUIDOS NO ADlTIVADOS) MALLA 200-300

C01'-i'VENCIONAL

.ALGUNOS ESTERES FOSFORICOS DE BAJA VISCOSIDAD, INCLUYENDO LOS DE BASE ALKILlCA, TALES COMO SKYDROL, NO SON COMPATIBLES CON LAS JUNTAS DE VITON.

Compatibilidad entre los fluidos hidráulicos y los diversos materiales

ColO

-

Apéndice e Datos técnicos

CONTAMINACION Contaminante

Carácter

Procedencia y notas

Subproductos ácidos

Corrosivo

Descomposición del aceite. Puede también proceder de la contaminación por agua de los fluidos esterfosfóricos.

Agua

Bloqueo

Descomposición del aceite

Lodos

Emulsión

Presente ya en el fluido o introducida por fallo en el sistema o por descomposición de los inhibidores de la oxidación.

Aire

Soluble

Efecto que puede ser controlado por los aditivos antiespumantes.

Insoluble

Exceso de aire debido a una purga de aire no adecuada, un diseño incorrecto del sistema, o fugas de aire.

Otros aceites

Miscible pero puede reaccionar

Uso de aceite no adecuado para rellenar el depósito, etc...

Grasa

Puede o no puede ser miscible

Desde los puntos de lubrificación

Escamas

Insoluble

De las tuberías no limpiadas adecuadamente antes de su instalación.

Partículas metálicas

Insoluble con acción catalítica

Puede ser originada por contaminación del agua, controlable con aditivos antioxidación.

Grumos de pintura

Insoluble, bloqueo

Pintura en el interior de un depósito antiguo no compatible con el fluido.

Partículas abrasivas

Abrasivo y bloqueo

Partículas transportadas por el viento (pueden eliminarse con un filtro de aire).

Partículas de elastómeros

Bloqueo

Rotura de las juntas. Comprobar el fluido y su compatibilidad con las juntas.

Partículas de materiales aislantes

Bloqueo

No deben utilizarse elementos de estanqueidad en las uniones de las tuberías.

Arena

Abrasivo y bloqueo

No debe utilizarse arena para rellenar al manipular el doblado de las tuberías.

Partículas adhesivas

Bloqueo

Fibras textiles

Bloqueo

En las juntas no deben utilizarse adhesivos ni otro material. Sólo pueden usarse paños o trapos sin hilachas para limpiar o tapar los componentes desmontados.

Contaminantes en los sistemas hidráulicos

-

C-II

Hidráulica Industrial VICKERS

Número de partículas por 100 millímetros Mayores 5 11m

Mayores 15 11m

hasta a Más de

hasta a

Código

Más de

20/17 20/16

500k 500k

1M 1M

64k 32k

130k 64k

20/15 20/14

500k 500k

1M 1M

16k 8k

32k 16k

19/16 19/15

250k 250k

500k 500k

32k 16k

64k 32k

19/14 19/13

250k 250k

500k 500k

8k 4k

16k 8k

18/15 18/14

130k 130k

250k 250k

16k 8k

32k 16k

18/13 18/12

130k 130k

250k 250k

4k 2k

8k 4k

17/14 17/13

64k 64k

130k 130k

8k 4k

16k 8k

17/12 17/11

64k 64k

130k 130k

2k 1k

4k 2k

16113 16/12

32k 32k

64k 64k

4k 2k

8k 4k

16/11 16/10

32k 32k

64k 64k

1k 500

2k 1k

15/12 15/11

16k 16k

32k 32k

2k 1k

4k 2k

15/10 15/9

16k 16k

32k 32k

500 250

1k 500

14/11

14/10

8k 8k

16k 16k

1k 500

2k 1k

14/9 14/8

8k 8k

16k 16k

250 130

500 250

13/10 13/9

4k 4k

8k 8k

500 250

1k 500

13/8 12/9

4k 2k

8k 4k

130 250

250 500

12/8 11/8

2k 1k

4k 2k

130 130

250 250

Tabla de códigos ISO y sus correspondientes niveles de contaminación

C-12

Apéndice e Datos técnicos Clase deseada de contaminación según código ISO 51lm 13

15

Nivel máximo sugerido de particulas 5 151lm 250 4,000

lSllm 9

11

16,000

Sensibilidad

Nivel sugerido de filtradon $> 75 1-2

Tipo de sistema

Supercrítico Sistemade controlmuy sensiblea la contaminacióncon una fiabilidadmuy elevada.Laboratorioo aeroespacial. Critico

1,000

3-5

Sistemascon servovalvulasde alto rendimiento,presiónelevaday larga duración,vgr aviación,máquinas herramienta, etc...

16

13

32,000

4,000

Muy importante

Sistemasfiablesde elevadacalidad. Requerimientosgeneralesde las máquinas.

10-12

18

14

130,000

8,000

Importante

Maquinariaen general y sistemasmóviles presión mediay capacidadmedia.

12-15

19

15

250,000

16,000

Media

Sistemasindustrialespesados de baja presiono aplicacionesen las que no sea critica una duraciolarga.

15-25

21

17

1,000,000 84,000

Sistemasde baja presióncon holguras grandes.

25-40

Proteccion principal

Niveles de contaminación aceptables sugeridos

\,!

\.,

NOTA: Esta gráfica supone que la viscosidad está comprendida dentro dellOtervalo recomendado.

I I

~

,

\

\

---i

"

Componentes hidráulicos enpromedio

\ \

"

incluyendola mayoríade las bombas.

" "

\ \ \

"

II

l

" \ ,

,

"

Componentcs muy sensiblesI

\

''

"

r,

~

\\:1,, , 11/8 12/9 14/10

15/11

i

-------

-'

I

I

" Componentes

muy 1<>1"..,,,

""~~~" , ' "

~

16/12

17/13

18/14

19/15

20/16

.

i

t I

" 21/17

NIVEL DE CONTAMINACIÓN SEGUN ISO 44C6. Los números

se refieren

a concentraciones

acumulativas

de panículas

superiores

a 5 ~m y 15 Ilm respectivamente.

Niveles sugeridos de limpieza para una vida satisfactoria de los componentes

C-13

Hidráulica Industrial VICKERS

Fuente de contaminación

Control

Incorporada en componentes, tuberías, bloques. cte.

Buenos procedimientosde limpieza,sistemaque no funcione bajo carga hasta que no se hayaobtenido un nivel aceptable de contaminación.

más Presente en la carga inicial de fluido

Etica del suministrador. Fluido almacenado en condiciones correctas (exclusión de suciedad, condensación ete.). Fluido filtrado durante el llenado.

más Ingresada a través del filtro de aire

Fihro de aire efectivo con características nominales compatibles con el grado de filtración dellluido.

más Ingresada durante el llenado de fluido

Puntos ildecuildosde lIeOildoque aseguren algunu IiItración del fluido antes de introducirlo en el depósito.

más Ingresada durante el 11\¡lI1tenill1icl1lo

Este proceso debe ser realizado por personal responsable. El diseño debe de minimil.ar MISefectos.

más Ingresada a través de las juntas del vástago del cilindro

Juntas de estanqueidad adecuadas o. si existe contaminación transportada por el aire, vástagos protegidos por polainas.

más Contaminación general generada como resultado de las anleriores y la severidad del ciclo de la máquina.

Selección adecuada dellluido y conservación de sus propiedades (viscosidad y aditivos). Buen diseño del sistema que mmimice los efectos de la contaminación presente en los componentes del sistema.

Indicaciones para controlar la contaminación en los sistemas hidráulicos

C-14

Apéndice e Datos técnicos

PREPARACION DE TUBOS, MANGUERAS Y RACORES Requerimientos generales. Al instalar los tubos y racores

de hierro y de acero en un sistema hidráulico, es necesario que estén completamente limpios, exentos de cascarilla y de toda clase de substancias extrañas. Para conseguir esto, deben tomarse las medidas siguientes: 1. Los tubos y racoresdeben limpiarsecon un cepillo metálico o con un aparato especial para limpieza de tubos. Se debe escariar el borde interior de los tubos después de cortarlo, para eliminar las rebabas. 2. Los tramos cortos de tubería y el racordaje de acero pueden chorrearse con arena para eliminar el orín y la cascarilla. La aplicación del chorro de arena es un método seguro y eficiente para piezas cortas y rectas. No obstante, el chorreado no debe utilizarse si existe la más mínima posibilidad de que las partículas de arena permanezcan en taladros ciegos o en cavidades después de la limpieza. 3. En el caso de trozos largos de tubería o de trozos cortos doblados de forma que no sea práctico chorrear, las piezas se decapan en una solución adecuada hasta que desaparezca todo el orín y la cascarilla. La preparación para el decapado requiere desengrasar completamente en tric1oroetileno u otra solución desengrasadora comercial. 4. Neutralizar la solución de decapado 5. Secar las piezas y almacenarlas 6. Los tubos no deben soldarse, ni con soldadura ordinaria ni con soldadura con latón o plata, después del montaje, puesto que ello imposibilitaría una limpieza adecuada. Conviene curvarlos y montarlos cuidadosamente de forma que no sea necesario hacerlos flexionar para colocarlos en su sitio. 7.

Si las conexiones se hacen por bridas, éstas deben ajustar exactamentecon las superficiesde montaje y deben sujetarse con tornillos de longitud adecuada. Los tomillos o tuercas deben apretarse uniformemente para evitar distorsiones en las válvulas o en el cuerpo de las bombas.

8. Asegurarse de que todas las aberturas del sistema hidráulico estén convenientemente tapadas para impedir que entre suciedad o virutas metálicas cuando se realizan trabajos de taladro, rascado o soldadura sobre el sistema o en sus alrededores. 9. Deben inspeccionarselos accesoriosroscados para impedir que virutas metálicas se introduzcan en el sistema hidráulico.

10. Antes de introducir en el sistema el aceite hidráulico, asegurarse de que éste es el indicado y de que está limpio. No debe recurrirse a ftltrar con coladores de paño, ni utilizar aceite que haya estado contenido en recipientes contaminados. 11. Utilizar un colador con malla de 125micras al llenar el depósito. Hacer funcionar el sistema durante un rato para expulsar el aire de lasconducciones. Añadir más aceite si es necesario. 12. Precauciones de seguridad. En las operaciones de limpieza y decapado que vamos a describir se utilizan productos químicos peligrosos. Estos deben de guardarse únicamente en recipientes adecuados y manejarse con mucho cuidado. PROCESO DE DECAPADO l.

Desengrasar cuidadosamente las piezas con un desengrasante adecuado, tal como tricloroetileno u otro producto comercial. 2. Depósito 09.1. Sumergir las piezas en una solución ácida adecuada hasta que desaparezca por completo el orín y la cascarilla. Utilizar para ello un compuesto desoxidante comercial en solución, tal como recomienda el fabricante. La solución no debe utilizarse a una temperatUra que exceda la recomendada por el fabricante para evitar que el aditivo inhibidor correspondiente se evapore y deje una solución estrictamente ácida. El tiempo que la pieza debe permanecer sumergida en esta disolución depende de la temperatura de la misma y de la cantidad de orín o de cascarilla que deban eliminarse. 3. Después del decapado, enjuagar las piezas en una corriente de agua fría y sumergirlas en el depósito nQ 2, que contieneuna mezcla de soluciónneutralizadora con agua, en las proporciones recomendadas por el fabricante. Esta solución debe utilizarse a la temperatura recomendada y las piezas deben petTl1anecersumergidas en la solución durante el tiempo recomendado por el fabricante. 4. Enjuagar las piezas en agua caliente. 5. Introducir las piezas en el depósito nI!3. El líquido que contiene lleva productos antioxidantes recomendados por el fabricante. Usualmente las piezas que se tratan se dejan secar petTl1aneciendo todavía en ellas la solución antioxidante. Si las piezas deben almacenarse por algún período de tiempo, losextremos de las tuberías deben taparse para impedir que se introduzcansubstanciasextrañas. No utilizar trapos ni hilachas de algodón puesto que depositarían pelusa en el interior de los tubos. Inmediatamente antes de utilizar los tubos y racores, limpiarlos completamente con una solución desengrasante adecuada.

Preparación de tubos, mangueras y racores antes de instalarlos en un sistema hidráulico

C-15 ---

Hidráulica Industrial VICKERS

BASADA EN LA FORMULA 100

AREA(in2)=

90

20000

GPMx O.3208 VELOCIDAD( pies / seg)

80

10000 9000

5-5

8000

7000

2. Yse utillze una tubería de 3/4" de diámetro interno...

____20

4'12-4'12

4_4

6000

3'12_3'1> 5000 3-3 4000

2_

3000

2000

3. la velocJdad

"-

I

2 1';4

"-

"10 "- "9

11;'

,

7

8

1'12

'

11/.

"-

,"

,

"

1 "-

6

.9

VELOCIDAD

.8 'l.

5

MAXIMA

RECOMENDADA PARA LAS LINEAS DE

.7 .6 .5 .4

ASPlRACION

........

1000 900

será 10 rps.

2'1>_2''''

4

'1"

........

800

'-"J=" 7/..

.2

",

700

3/0_'1>

600

'l.

3/0-+

'10_

'1"1= .06 81

C'.:;j........

1

........

,

........

500

........

2

:s'I

400

.04 300

I

200---1 .75

;1

..;¡ <

.,¡

gl

.

.

VELOCIDAD MAXIMA

5'1

71

i ==

.01 .009 o

PRESION 1--

.006

30

.005 -::1

40

<1

50

< ... Q

Tabla de selección del áiámetro interior de una tubería

C-16

20

LINEAS DE

.008 .007

.004

1

Z

L"

PARALAS

'lo

.5

.4

.02

'1--10

RECOMENDADA _1--

::1

O

100---1

.03

(1:

.........

del fluido

Apéndicee

Datos técnicos

Tabla de selección del diámetro interior de una tubería

C-17

Hidráulica Industrial VICKERS

COMPARACION

(EXTRA GRUESO)

(ESTANDAR)

TIPO 40

TIPO 80

TIPO 160

DOBLE EXTRA GRUESO

TAMAÑO NOMINAL

-

1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1.114 1-1/2 2 2-1/2 3 3-1/2 4 5 6 8 10 12

.405 .540 .675 .840 1.050 1.315 1.660 1.900 2.375 2.875 3.500 4.000 4.500 5.563 6.625 8.625 10.750 12.750

.622 .824 1.049 1.380 1.610 2.067 2.469 3.068

.546 .742 .957 1.278 1.500 1.939 2.323 2.900

.466 .614 .815 1.160 1.338 1.689 2.125 2.624

4.026 5.047 6.065 7.981 10.020 11.934

3.826 4.813 5.761 7.625 9.564 11.376

3.438 4.313 5.189 6.813 8.500 10.126

.252 .434 .599 .896 1.100 1.503 1.771

4.063

Las tuberías se clasifican generalmente por su nÚmero "Tipo. "

Tamaño Diámetro Número Longitud Tipo40 Tipo80 nominal exterior dehilos delos (extra esado) (normalizado) Dia.inl. en en bilosen Dia.inl. por Presión pulgadas pulgadas pulgada pulgadas Presión PSI PSI ruptura ruptura 27 0.405 0.26 1/8 J.54O 18 0.40 .346 16.000 .302 22.000 1/4 318

1/2 3/4 1 1-1/4 1-1/2 2 2-1/2 3

0.675 0.840 \.050 \.315 1.660 \.900 2.375 2.875 3.500

18 14 14 11-\/2 11-1/2 11-1/2 11-1/2 8 8

0.41 0.53 0.55 0.68 0.7\ 0.72 0.76 1.14 \.20

.493 .622 .824 \.049 1.380 1.610 2.067 2.469 3.068

13.500 13.200 11,000 10.000 8.400 7,600 6,500 7,000 6.100

.423 .546 .742 .957 1.278 1.500 1.939 2.323 2.900

19.000 17.500 15.000 13.600 11,500 10.500 9,100 9.600 8,500

Las presiones de trabajo de varios tipos de tubería pueden obtenerse devidiendo la presión de ruptura por el factor de seguridad.

Presiones nominales de las tuberías

C-18

Tipo 160 Dia.inl. Presión PSI ruptura

-

-

.466 .614 .815 1.160 1.338 1.689 2.125 2.624

Doble extra'"'eso Dia.int. Presión PSI ruptura

-

-

-

-

-

-

-

21,000 21,000 19,000 15.000 14.800 14.500 13,000 \2,500

.252 .434 .599 .896 1.100 1.503 1.771

-

-

35.000 30,000 27,000 23.000 21,000 19.000 18,000

-

Apéndice e Datos técnicos

CAPACIDAD DE CAUDAL DE LOS TUBOS Las cifras numéricas de esta tabla dar la capacidad de caudal en GPM y se han calculado por la fórmula GPM VxA+ 0.3208, donde V es la velocidad en pies por segundo, y A es el area interna en pulgadasz.

=

Las cifras son caudales D.E. Grueso 1\100 Pared

4

2 Pies/S .905GPM .847 .791 .722 .670 .620 .546

PieslS

en GPM

10

IS

20

30

PieslS

PleslS

Pies/S

Pies/S

6.79GPM 6.35 5.93 5.41 5.03 4.65 4.09

9.05 GPM 6.47 791 7.22 6.70 6.20 5.46

1.81 GPM 1.63 1.58 1.44 1.34 1.24 1.09

4.52 GPM 4.23 3.95 3.61 3.35 3.10 2.73

13.6 12.7 11.9 10.8 10.1 9.30 8.16

1/2

.035 .042 .049 .058 .065 .072 .083

5/8

.035 .42 .049 .058 .065 .072 .083 .095

1.51 1.43 1.36 1.27 1.20 1.13 1.03 .926

3.01 2.85 2.72 2.54 2.40 2.26 2.06 1.85

7.54 7.16 6.80 6.34 6.00 5.66 5.16 4.63

11.3 10.7 10.2 9.51 9.00 8.49 7.73 6.95

15.1 14.3 13.6 12.7 12.0 11.3 10.3 9.26

22.6 21.4 20.4 19.0 18.0 17.0 15.5 13.9

3/4

.049 .058 .065 .072 .083 .095 .109

2.08 1.97 1.88 1.75 1.67 1.53 1.39

4.17 3.93 376 3.51 3.34 3.07 2.77

10.4 9.84 9.41 8.77 8.35 7.67 6.93

15.6 14.8 14.1 13.2 12.5 11.5 10.4

20.8 19.7 18.8 17.5 16.7 15.3 13.9

31.2 29.6 28.2 26.4 25.0 23.0 20.8

7/8

.049 .058 .065 .072 .083 .095 .109

2.95 2.82 2.72 2.62 2.46 2.30 2.11

5.91 5.64 5.43 5.23 4.92 4.60 4.22

14.8 14.1 13.6 13.1 12.3 11.5 10.6

22.2 21.1 20.4 19.6 18.5 17.2 15.8

29.5 28.2 27.2 262 24.6 23.0 21.1

44.3 42.3 40.7 39.2 36.9 34.4 31.7

1

.049 .058 .065 .072 .083 .095 .109 .120

3.98 3.82 3.70 3.59 3.40 3.21 3.00 2.83

7.96 7.65 7.41 7.17 6.81 6.42 6.00 5.65

19.9 19.1 18.5 17.9 17.0 16.1 15.0 14.1

29.9 28.7 27.8 26.9 25.5 24.1 22.4 21.2

39.8 38.2 37.0 35.9 34.0 32.1 29.9 28.3

59.7 57.4 55.6 53.8 51.1 48.2 44.9 42.4

1-114

.049 .058 .065 .072 .083 .095 .109 .120

6.50 6.29 6.14 6.00 5.75 5.50 5.21 5.00

13.0 12.6 12.3 12.0 11.5 11.0 10.4 10.0

32.5 31.5 30.7 30.0 28.8 27.5 26.1 25.0

48.7 47.2 46.0 44.9 43.1 41.2 39.1 37.4

64.9 62.9 61.4 59.9 57.5 55.0 52.1 50.0

97.4 94.4 92.1 89.8 86.3 82.5 78.2 74.9

1.1/2

.065 .072 .083 .095 .109 .120

9.19 9.00 8.71 8.40 8.4 7.77

18.4 18.0 17.4 16.8 16.1 15.5

45.9 45.0 43.5 42.0 40.2 38.8

68.9 67.5 65.3 63.0 60.3 58.3

91.9 90.0 87.1 84.0 80.4 77.7

1-3/4

.065 .072 .083 .095 .109 .120 .134

12.8 12.6 12.3 11.9 11.5 11.2 10.7

25.7 25.2 24.6 23.8 23.0 22.3 21.5

64.2 63.1 61.4 59.6 57.4 55.8 53.7

96.3 94.7 921 89.3 861 83.7 80.6

2

.065 .072 .083 .095 .109 .120 134

17.1 16.9 16.5 16.0 15.5 15.2 14.7

34.2 33.7 32.9 32.1 31.1 30.3 29.4

85.6 84.3 82.3 80.2 77.7 75.8 73.4

128 126 123 120 117 114 110

138 135 131 126 121 117

128 126 123 119. 115 112 107

103 189 184 179 172 167 161

171 169 165 160 155 152 147

257 253 247 240 233 227 220

Velocidad del aceite en tubos gas y en tubos milimétricos según su tamaño y presión nominal

C-19 --

---

Hidráulica Industrial VICKERS

SAl!:l00Rl. TIpo A - Esta manguera está formada por un rubo interior de caucho sintético resistente al aceite. un refuerzo de alambre aenzado de una sola capa. y de una capa exterior de caucho sintético resistente al aceite y a las condiciones ambientales. Puede utilizarse un pliegue o uenza de material adecuando encima del rubo interior y/o encima del refuerzo de alambre paJa atirantar el caucho sint~tico al alambre.

-

TIpo AT Está comauida tola! o parcialmente.

igual que el tipo A. exceptuando

que lleva una capa exterior disellada para montarla con racores que no requieran sacarla

SAE JOOR1. Está formada por un tubo interior de caucho slOtético resIstente al aceite. un refuerzo de alambre de acero según el tipo de manguera como se especifica a continuacIón. y de una capa exterior de caucho sIntético resIstente al aceite y a las condiciones ambientales. Puede utilizarse un pliegue o trenza de material adecuado enCimadel rubo interior y/o encima del refuerzo de alambre para at.rantar el caucho sint~tico al alambre. Tipo A - Debe llevar dos refuerzos

de alambre trenzado.

Tipo B - Debe llevar dos pliegues espirales. TipoAT - Debe construirse lo mismo que la A. exceptuando sacarla totóll o parcialmente.

que debe llevar una capa exterior diseñada para instalarla con racores que no requieran

Tipo BT - Está construida lo mismo que la B. exceptuando sacarla total o parcialmente.

que debe llevar una tapa exterior diseñada para instalarla con racores que no requieran

SAE IOOR3. Está formada por un tubo interior de caucho sintélico resistente al aceite. dos capas de tejido uenzado adecuado. SIntético resistente al aceite y a las condiciones atmosférica.s.

y de una capa exterior de cDucho

SAE IOOR4. Debe estar formada por un IUbointerior de caucho sintético resislente al aceite. un refuerzo formado pot un pliegue o pliegues de tejido textil trenzado con alambre espiral. y de una capa eXleriorde caucho simético resistente al aceite y a las condicione, atmosféricas. SAEl00R5. Debe estar formada por un tubo interior de caucho sintético resistente al aceite, y por dos capas de tejido uenzado separadas por una capa de alambre de aeero muy elástico. Todas las capas deben impregnarse

con aceite y con un compuesto de caucho sintético resistente al moho.'

SAE JOOR6. Debe eStar formada por un tubo interior de caucho sintético resistente al aceite. un pliegue uenzado de hilo textil adecuado. caucho sintético resiStente al aceite y a las condiciones ambientales.

y una capa exterior de

DV

I O

1(]

SAE looR7. Debe estar formada por un tubo interior de termoplástico resistente a los /luidos hidráulicos con un refuerzo de libra sintética adecuada y una capa exterior term~plástica resistente al fluido hidráulico y a las condiciones ambientólles.

SAE looR8. Debe estar formada por un tubo imerior de termophistico resistente a los fluidos hidráulicos con un refuerzo de fibra sintétic~ adecuada exterior termoplástica resistente allluido hidráulico y a las condiciones ambientales.

y una capa

SAE lOOR9 Tipo A - Debe estar formada por un tubo inlerior de caucho sintélÍco resistente al aceite. 4 pliegues de espiral de ~Iambre enrollados en direcciones altern~s. y una capa exterior de caucho sintélico resistente al aceile y a las condiciones ~mbienlales. Puede utilizarse un pliegue o uenzado de material adecuado encima del tubo interior y/o sobre el refuerzo de alambre para atirantar el caucho Slntélico al alambre.

-

Tipo AT Está construida .gual que el tipo A. exceptuando lotal o parcialmente.

que lIe,'a una capa exterIor diseña
racores que no reqUIeran sacarla

SAE lOOR 10

Tipo A

- Debe estar form~da por un tubo imerior de caucho ,imético resiSlente al aceite. 4 pliegues de espiral de alambre grueso enrollado en

direccionesalternas.y un~capaexteriorde cauchosintéticoresistenteal aceitey a las condicionesalmosféricas.Puedeutilizarseun pliegueo' trenzado de material adecuado encima del tubo Interior y/o encima del rcfuerzo de alambre para atiramar el caucho sintético al alambre. Tipo AT. - Debe conSlluirse igual que el tipo A. exceptuando que lleva una c~pa extcrior diseñada para instalarla con rocores que no requieran instalar la lotal o parcialmente. SAE 100RII Está formada por un tubo Intenor de caucho slntélico reSlstcnle a. aceite. 6 pliegues esplroles de alambre grueso enroll~dos en dIreccIOnesallemas y una cap~ extenor de caucho sintétIco reSlstenle al acelle y a la.. condicIOnesatmosféricas. Debe utilizarse un pliegue o trenudo de matenal adecuada enCII!1Jl del tubo Intenor y/o encIma de+refuerzo de alambre para aurontnt el caucho sintético al alambre. SAE looRl1 Está form~da por un tubo interior de caucho sintélico resistente al aceite. 4 pliegues espirales de alambre grueso enrollados en direcciones aIlemas y un~ capa exterior de caucho sintético reSlSlenteal acelle y a las condiciones atmosférica.. Puede ulilizarse un pliegue o trenzado de matenal adecuado sobre o dentro ellubo inlerior y/o sobre el refucrzo de alambre para alÍrontar el caucho Slntélicoal al~mbre.

Descripción de las mangueras flexibles tipo lOOR

C-20

]IIIv

'O

Apéndice e Datos técnicos

Esta tabla proporciona las fuerzas teóricas de entrada y de salida que ejercen los cilindros a diversas presiones de trabajo, más las velocidades teóricas de los pistones cuando se les alimenta con fluido de velocidad 15 pies/seg. a través de una tubería de tamaño TIPO 80.

Día. Día. di. vástago

-1.1/2

2.1/2

3-1/4

4

5

6

trabajo in1

PRESION DE TRABAJO EN PSI

500 883 730 491 1571 1178 828

750 1325 1095 736 2356 1767 1242

1000 1767 1460 982 3141 2356 1656

2000 3534 2920 1964 6283 4712 3312

3000 5301 4380 2946 9423 7068 4968

-1 1-3/8 1-3/4

4.124 3.424 2.504

2454 2062 1712 1252

3682 3093 2568 1878

4909 4124 3424 2504

7363 6186 5136 3756

9818 8248 6848 5008

14727 12372 10272 7512

.02125 .01785 ,01482 .01084

4.909 4.124 3.424 2.504

-1.3/8 1.3/4 2 --

8.296

4148

6222

8296

12444

16592

24888

.0359

8.296

6.811 5.891 5.154

3405 2945 2577

5108 4418 3865

6811 5891 5154

10216 8836 7731

13622 11782

20433 .0295 17673 .0255 15462 .0223

6811 5.891 5.154

12.566

6283

9425

12566

18849

25132

37698 .0544

12.566

6.2

1-3/4 2 2.1/2

10.161 9.424 7.657

5080 4712 3828

7621 7068 5743

10161 9424 7657

15241 14136 11485

20322 18848 15314

30483 28272 22971

.0440 .0408 .0331

10.161 9,424 7.657

7.7 8.3 10.2

5/8 1 1 1-3/8

10308

--

19.635

2 2-1/2 3 3.1/2

16.492 14.726 12.566 10.014

9818 8246 7363 6283 5007

14726 12369 11044 9424 7510

19635 16492 14726 12566 10014

29453 24738 22089 18849 15021

39270 32984 29542 25132 20028

58905 49476 44178 37698 30042

.08SO .0714 .0637 .0544 .0433

19.635 16492 14.726 12.566 10014

--

28.274 23.365 21.205 15.708

14137 11682 10602 7854

21205 17524 15904 11781

28274 23365 21205 15708

42411 35047 31807 23562

56548 46730 42410 31416

84822 70095 63615 47124

.1224 .1011 .0918 .0680

28.274 23.365 21.205 15.708

38.485 31.416 25.919 18.850

19242 15708 12960 9425

28864 23562 19439 14137

38485 31416 25919 18850

57728 47124 38878 28275

76970 62832 51838 37700

115455 94248 77757 56550

.1666 .1360 .1122 .0816

75398 60966 56548 39760

100530 150795 .2176 81288 121932 ,1759 75398 113097 ,1632 53014 79521 .1147

2-1/2 3 4

-7

3 4 5

--

50.265

8

3-1/2 4 5.1/2

40.644 37.699 26.507

25133 20322 18850 13253

37699 30483 28274 19880

50265 40644 37699 26507

10

-4-1/2 5.1{2 7

78.540 62.636 54.782 40.055

39270 31318 27391 20027

58905 46977 41086 30041

78540 62636 54782 40055

12

-5.1/2 7 8

113,10 89.34 74.62 62.84

56550 44670 37310 31420

84825 67005 55965 47130

--

153.94 115.46 103.68 75.40

76970 57730 51840 37700

14

1500 2651 2190 1473 4711 3534 2484

1.767 1.460 .982 3.141 2.356 1.656 4.909

-2

Area

Velocidadfluido Fluido requerido @ 15 pieslseg por pulgada Vel. Tamaño de carrera orificiosCaudal GPM pistón Gal. CU.ln. inlseg 1.767 24.0 .00765 11.0 29.0 1.460 1/2 .00632 43.1 .00425 .982 3.141 13.5 ,01360 11.0 2.356 1/2 18.0 .01020 25.6 .00717 1.656

7 8 10

115455 153940 230910 307880 461820 86595 115460 173190 230920 346380 77760 103680 155520 207360 311040 56550 75400 113100 150800 226200

.6664 .4998 .4488 .3264

11.0

3/4

20.3

86 10.3 12.4 16.9 9.4

3/4

20.3

11.5 13.3 15.2

203

4.0 4.7 5.3 6.2 7.8

33.8

4.6 5.6 6.1 8.3

38.485 31.416 1.1/4 25.919 18.850

602

6.0 7.4 8.9 12.3

50.265 40.644 1-1/2 37.699 26.507

83.0

6.4 7.9 8.5 12.0

2

139

6.8 8.5 9.8 13.4

113.10 89.34 74.62 62.84

2-1/2

199

6.8 8,6 10.3 12.2

153.94 115.46 103.68 75.40

2.1/2

199

5.0 6.6 7.4 10.2

117810 157080 235620 .3400 93954 125272 187908 .2711 82173 109564 164346 .2371 60082 80110 120165 .1734

113100 169650 226200 339300 .4896 89340 134010 178680 268020 .3867 74620 111930 149240 223860 .3230 62840 94260 125680 188520 .2720

1/2

78.540 62.636 54.782 40.055

3/4

1

Consumo de aceite en galones por minuto =Galones por pulgada x pulgadas por minuto de carrera del pistón 1 galón 231 pulgadas cúbicas. Los diámetros del ci1indro y del vástago se dan en pulgadas.

=

Selección del tamaño del cilindro

C-21 -

---

Hidráulica Industrial VICKERS

Esta infonnación ha sido suministrada por cortesía del American National Standards Institute, de su publicación "Hydraulic Fluid Power - Systems Standard for stationary industrial mechinery" (NFPAf TICT2. 24.1

- 1991) 12.FILTRACION y ACONDICIONAMIENTO DEL FLUIDO 12.1 Filtración Debe suministrarse filtración para limitar el nivel de contaminación por partículas durante el funcionamiento a los valores listados en la tabla l para la presión dada del sistema, el tipo de fluido, y los componentes utilizados.

12.2 Situación y tamaño de los filtros y sus accesorios 12.2.1 Los filtros deben colocarse en las líneas de presión, y de retorno, o en las líneas auxiliares de circulaciónsegún sea necesario para conseguirlos niveles de limpieza requeridosduranteel funcionamientonormal del equipo. 12.2.2 A menos que se especifique en la parte B del impreso de datos del equipo hidráulico (o documento similar), no debe utilizarse filtración en las líneas de aspiración de las bombas. Los coladores o filtros de aspiración no son aceptables. 12.2.3 Si se utilizan, los filtros de aspiración deben llevar incorporada una válvula antirretorno para limitar la pérdida de carga máxima al caudal nominaldel sistema a un valor que satisfaga los requerimientos de 10.3.5. 12.2.4 Los filtros deben de dimensionarse para garantizar un mínimo de 800 horas de funcionamiento bajo las condiciones nonnales de trabajo. 12.2.5 Todos los filtros deben de ir equipados con algún dispositivo que indique cuando requieren servicio. Este dispositivo debe ser fácilmente visible al operador o personal de mantenimiento. 12.2.6 Los filtros cuyos elementos filtrantes no puedan soportar toda la presión diferencial del sistema sin dañarse deben de ir equipados con válvulas antirretorno en derivación. La presión diferencial de abertura de estas válvulas debe ser por lo menos un 20% más elevada que la presión diferencial requerida para actuar el indicador anterionnente mencionado. 12.2.7 Si se especifica en la parte B del impresosobre datos del equipo hidráulico, los orificios de llenado para el fluido del sistema deben de intercalarse a través de un

C-22

filtro auxiliar o de uno de los filtros existentes en el sistema. 12.2.8 Las conexiones al filtro deben ser tales que eliminen las fugas externas. Las conexiones cónicas a las tuberías o los mecanismos de conexión que requieran el uso de elementos de estanqueidad no incorporados al sistema, no deben de utilizarse, exceptuando 10indicado en 17.3.1.

Apéndice e

Datos técnicos

INFORME

SOBRE LOS NIVELES DE LIMPIEZA DE LOS FLUIDOS HIDRAULICOS SAE J 1165 OCT 80 TABLAl. TABLADE CORRELACIONESDE LOSNIVELESDE LIMPIEZA

Código ISO

Partículas por miliUtro >10 um

Nivel gravimétrico ACFTD* mgIL

26/23 25/23 23/20 21118 20/18

140,000 85,000 14,000 4,500 2,400

1,000

20/17 20/16 19/16 18/15 17/14

2,300 1,400 1,200 580 280

16/13 15/12 14/12 14/11 13/10

140 70 40 35 14

12/9 11/8 10/8 10/7 10/6

9 5 3 2.3 1.4

9/6 8/5 7/5 6/3 5/2 2/0.8

1.2 0.6 0.3 0.14 0.04 0.01

100

Norma militar 1246A (1967)

NAS 1638 (1964)

Nivel "SAE" no aceptado (1963)

1,000 700 12 500 11

10

300 1

10 9 8

6 5

7 6

4 3

5 4

2 1

3 2

O

200 0/1

100 1 0.01 O 00 50 0.001 25 10

*ACFrD (Air CleanerFine Dust Test) - Exameny Comprobadon de los ContaminaniesAprobadospor ISO.

C-23

INFORME

SOBRE LOS NIVELES DE LIMPIEZA DE LOS FLUIDOS IDDRAULICOS. SAE J 1165 OCT 80 TABLA 2. TABLA DI': NUMEROS DE INTERVALO ISO

CONCENTRAUONDE PARTlCULAS

1ü "¡: -

In ~ "O .E ~(I) =a: ~w 't!~ "00 :f>

NUMERO DE

CONCENTRACIONDE PARTlCULAS (pARTICULASPOR MIUUTRO)

NUMERO DE INTERVALO

(pARTICULAS POR MIJ.ILITRO)

INTERVAU)

10,000,000 5,000,000 2,500,000

30 29 28

1,300,000 640,000 320,000

27 26 25

5.0 2.5 1.3

9 8 7

160,000 80,000 40,000

24 23 22

0.64 0.32 0.16

6 5 4

20,000 10,000 5,000

21 20 19

0.08 0.04 0.02

3 2 1

2,500 1,300 640

18 17 16

0.01 0.005 0.0025

0.9 0.8 0.7

320 160 80

15 14 13

40 20 10

12 11 10

Nota: Si el contaje acumulativo de partículas está comprendido entre dos concentraciones adyacentes, el número de intervalo adecuado requiere formular aquella pat1edel código de contaminación ISO que se halla opuesta a la concentración mayor de partículas.

~ U

APENDICE

D DATOSBASICOSELECTRICOS y ELECTRONICOS Este apéndice del manual expone las reglas, leyes, fónnulas y símbolos de los datos básicos eléctricos y LEY DE OHM COMBINADA

electrónicos. Véase el capítulo 9 para la explicación completa de los símbolos eléctricos.

CON LA LEY DE JOULE

DONDE: I = Corriente en amperios

E = Potencial en voltios

R = Resistencia en ohmios

W = Potencia en vatios

EJEMPLOS

DE APLICACION

DE LA TABLA

E=..'/WxR _ W =/xR /

W E2 E R=---=[2

W

/

D-l --

Hidráulica Industrial VICKERS

REGLAS PARA UTILIZAR EN LOS CIRCUITOS EN SERIE

· · ·

La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias individuales

La corriente en un circuito en serie es la misma a través de todos los componentes

La suma de las caídas de tensión individuales es igual a la tensión del generador

EJEMPLO

D-2

Apéndice D Datosbásicoseléctricosy electrónicos

REGLAS PARA UTILIZAR

EN LOS CIRCUITOS

EN DERIVACION

Se utilizan las fónnulas a continuación para encontrar la resistencia total de un circuito en paralelo.

·

Con dos resistencias en paralelo:

· Con más de dos resistencias en paralelo: 1

1

1

1

R,

Rl

R2

R3

-=-+-+-+...etc.

·

Con resistencias idénticas en paralelo, hay que dividir el valor de una sola resistencia por el numero total de resistencias idénticas.

Ejemplo: Para 10 resistencias iguales de 500 ohmios en paralelo: 500

+

10 =50 ohmios

· · corrientes La corriente total de un circuito en paralelo es la suma de las que circulan por cada rama. La caída de tensión a 10 largo de cada rama es la misma

EJEMPLO:

D-3

--

Hidráulica Industrial VICKERS

TERMINOS PARA LOS CIRCUITOS ELECTRICOS TERMINO

UNIDAD DE MEDIDA

TERMINO

SIMBOLO

UNIDAD DE MEDIDA

Capacidad

C

Faradios

Impedancia

Z

ohmios

Capacitancia o resistencia capacitiva

Xc

Ohmios

Potencia

W

vatios

Carga eléctrica

q

Culombios

Resistencia

R

ohmios

Corriente (CC o AC)

I

Amperios

Constante de tiempo

Te

segundos

Inducción o coeficiente de autoinducción

L

Henrios

Voltajeo tensión (CC)

VoE

voltios

Ohmios

Voltajeo tensión (CA)

V

voltios

Inductancia o resistencia inductiva

D-4

SIMBOLO

Apéndice D Datos básicos eléctricos y electrónicos

PREFUOS DE LAS POTENCIAS DE DmZ

PREFIJO

SIMBOLO

a

MULTIPLICAR POR 10-18

deka

da

MULTIPLICAR POR 101

fernto

f

10-15

hecto

h

102

pico

P

10-12

kilo

k

103

nano

n

10-9

rnega

M

106

micro

u

10-6

giga

G

109

milli

m

10-3

tera

T

1012

centi

e

10-2

deci

d

10-1

PREFUO

SIMBOLO

atto

TABLA DE CONVERSIONES NUMERICAS

0.000,000,001

10-9

NOTACION DECIMAL 1

0.000,000,01

10-8

10

101

0.000,000,1

10.7

100

102

0.000,001

10-6

1,000

103

0.000,01

10-5

10,000

104

0.0001

10-4

100,000

105

0.001

10.3

1,000,000

106

0.01

10.2

10,000,000

107

0.1

10.1

100,000,000

108

1,000,000,000

109

NOTACION DECIMAL

POTENCIA DE DmZ

POTENCIA DE DIEZ 100

D-S --

Hidráulica Industrial VICKERS

DETERMINACION DE LA POTENCIA EN LOS CIRCUITOS DE CC y DE CA CORRIENTEALTERNA TRIFASICA MONOFASICA

PARA ENCONTRAR Amperios cuandose conocela potencia(CV)

746 x CV

1=

1-

Amperios cuandose

Entrada en kilovatios

kW=

Kilovatiosamperios

1000 x kVA 1.73 x E

1. 73 x E

kVA=

x [ x PF 1000

1=

1000 x kW ExPF

[=

1000 x kVA E

kW-

1.73 x E x [

746 x CV E x Eff

1-

1000 x kW E

-

E x 1 x PF 1000

kW _ E x 1 1000

kVA = E x [ 1000

-

CV= E x 1 x El! x PF 746

CV= E x [ x Eff 746

1000

Salida-Caballos de vapor CV= 1.73 x E x [ x El! x PF 746

= =

1=Amperios

E Voltios kW Kilovatios

Ef =Rendimiento (en decimales) kVA =Kilovatios-amperios

=Factor

[=

E x El! x PF

1000 x kW 1 73 x E x PF

1=

conocen KVA

FW

746 x CV

1=

1.73 x E x El! x PF

Amperios cuandose conocela potencia(KW)

CORRIENTE DIRECTA

CV

=Salida en caballos

de vapor

de potencia (decimales)

NOTA: El rendimiento y el factor de potencia se expresan en valores entre Oy l

Potencia requerida para accionar una bomba hidráulica: CV...

GPMxPSI 1714 x rendimiento de la bomba

KW=

lpmxbar 600 x rendim iento de la bomba

Par de un motor eléctrico de inducción: "

b P ar (lIras

- pie) = CVx5250 RPM "

Velocidad de un motor eléctrico de inducción: RPM = 120 x frecuencia Número de polos

D-6

Par(newton _ metro) = 9550 x kW RPM

Apéndice D Datos básicos eléctricos y electrónicos

CODIGO DE COLORES DE LAS LUCES INDICADORAS COLOR

SITUACION

SITUACION (ES)

Rojo

Peligro, Anonnal, Fallo

Fallo (s) en el (los) sistema (s) de aire, agua, lubrificación o filtración. Presión o temperatura excesivas. La máquina ha sido parada por un dispositivo protector

Ambar o amarillo

Atención, Precaución, Mínimo

Accionado el ciclo automático. Niveles muy próximos a los límites. Indicación de fallo a tierra

Máquina preparada

Todaslas funcionesde la máquinay las funcionesauxiliares están funcionandoa los nivelesespecificados.Completado el ciclo de la máquina y preparado para volver a empezar

Nonnal

Presiones nonnales de aire, agua y lubrificación

Verde

Blanco o claro Azul

Cualquier condición no especificada por los colores anteriores

CODIGO DE COLORES DEL PULSADOR COLOR

ESTADO

SITUACION (ES)

Rojo

Paro. Paro de emergencia. Fuera de servicio

Motor (es) parado (s). Parada de comprobación o de emergencia

Retorno o retorno de emergencia

Los elementos de la máquina retornan a una posición de seguridad

Puesta en marcha. Funcionando

Se inicia el ciclo o una secuencia parcial. El (los) motor (es) se pone (n) en marcha

Amarillo

Verde o negro Blanco, gris o azul

Cualquier condición no especificada por los colores anteriores

D-7

Hidráulica Industrial VICKERS

CODIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS COLOR

PRIMER DIGITO (A)

SEGUNDO DIGITO (B)

MULTIPLICAR POR (C)

Negro

O

O

1

Marrón

1

1

10

Rojo

2

2

100

-

Naranja

3

3

1,000

-

Amarillo

4

4

10,000

Verde

5

100,000

Azul Violeta

6 7

5 6

Gris Blanco

8 9

8 9

Oro

-

-

-

-

-

-

:1:

-

:1:20%

Plata Sin color

D-8

7

TOLERANCIA (D)

-

1,000,000 10,000,000

-

100,000,000

-

-

:1:5% 10%

Apéndice D Datos básicos eléctricos y electrónicos

FORMULASELECTRICAS Constante de tiempo del circuito RL L(en microhenrios)

= t ( en segundos,) o

Impedancia del circuito RC en serie: Z = ~R2 + (Xc Y

R(en ohmios)

L(en henrios) R(en ohmios)

. - t (en mzcrosegundos)

Constante de tiempo del circuito RC R(ohmios) xC( faradios) "" t(segundos) R(megaohmios) x C(microfaradios)

= t(segundos)

- t(microsegundos) x C(pieofaradios) - t(mierosegundos)

R(ohmios) x C(mierofaradios) R(megaohmios)

Dos condensadores

en serie:

CT"" CI 8 C2

C2

Doscoeficientesde autoinducciónen derivación: LI +L2

Más de dos condensadores en serie: 1 1 1 1 +-+-+... CI

(Sin acoplamiento entre las bobinas)

L1 "" L\8L2

CI +C2

CT

Coeficientesde autoinducciónen serie: L1 -L\ +L2+...

CJ

Más de dos coeficientesde autoinducciónen paralelo 1 1 1 1 -""-+-+-+... L1

Condensadores en paralelo: CT

- CI + C2+...

Capacitancia X=-

LI

L2

LJ

Inductancia: XL = 2;r fL

Factor de calidad Q de una bobina 1 2;r fe

Q=XL R

D-9

HidráulicaIndustrial VICKERS FORMULAS ELECTRICAS POTENCIA EN UN CIRCUITO DE CA Impedancia de un circuito RL en serie: Z"'~R2+(XJ2

Potencia aparente: W=V[

Potencia real:

W

- El cos (}... WI x WF

Impedancia de un circuito R, C y L en serie: Z... ~R2 + (XL -Xc Y

Factor de potencia W

F.W = -

...

V.I

RELACIONES FUNDAMENTALES DE LA TENSION SENOIDAL

cos (} =

cos (}

Potencia verdadera Potencia aparente

Valor efectivo o VCM V.I

...

V"12 ~

= 1414 V m
0.707 Vm
TRANSFORMADORES

Relación de tensiones: Vp Np -=Vs Ns

Valor máximo Vmu

- {i.

o

V.I ...1414 V., Relación de corrientes

s =Secundario P Tensión en un circuito de CA W

V - IZ =

IxFW

Corriente en un circuito de CA V W [=-= Z VxFW

D-1O

N

=Primario

=N\1mero de espiras Ip

= Ns

Is

Np

Impedancia de un circuito el}derivación Z... ZI' Z2 Z. +Z2

Apéndice D Datos básicos eléctricos y electrónicos

OIAGRAMAS EQUIVALENTES LOGICOSIESCALERA

Diagramas lógicos

:=o-c

A

B

e

O

O

O

O

1

O

1 1

O 1

O 1

e

Puerta OR

:D-c Exclusivo. Puerta OR

:=D-c Puerta NOR

B

o o1 O 1 1

-1 H t-< )-

O 1

A

B

o

o1

o 1 1

o 1

CB:r

O 1 1 1

Circuito equivalente

A

e O

o o o

e 1

1

1

o

1

1

1

o

oo

O 1

1

1

')-

B I.J'

-::rr

.

Circuitoequivalente

e

B

1

e

,(1

1

A

o

Circuitoequivalente

A J y

Tabla de la verdad NANO

1

e

B

rlrr-

1 1 o

Exclusivo- Tablade la verdadOR B

e

A

e

Tabla de la verdad OR

A

Puerta NANO

e

B

Circuito equivalente

A

:=ü-c

A

Tabla de la verdad ANO

PUERTA ANO

B A=D-

Oiagramas en escalera

A

B

-##-<

o

o o

e

)-

Circuitoequivalente

Tabla de la verdad NOR

D-ll

-

---

--

-HidráulicaIndustrial VICKERS

DlAGRAMAS SIMBOLlCOS

DE LOS RELES ELECTRICOS

INTERRUPTORES II'iTERRUPTOR DE CIRCUITO

CIRCUITO DE INTERRUPCION

DESCONEXION

CON CLAVUAS. SIN CLAVIJAS BOBINA DE CIERRE

CON CLAVUAS

F

e,

PL

DISCO cs

PL

--j---

O) O 0y

F

PL

F

PL

I

I /T'.

I

-1'

t-t-tJ

O) O 0y O --)--O O

F

I

I

crtO

o-f-o

R

R

-GINTERRUPTOR

LIMITE NORMALMENTE NORMALMENTE CERRADO ABIERTO LS

ACTUADO

LS

e><:Tt'

CERRADO

LS

LS

LS ANTENIDO ABIERTO

MAN1CNIDO

CERRADO

INTERRUPTORDE APROXlMACJON

POSIClON MAN1ENIDA

POSIClONCENTRAL

NP

i

NORMALMENTE NORMALMENTE CERRADO ABIERTO

ABIERTO TAS

TAS

COS

'

o..!e'tT

'

oPo

NIVEL DE LIQUIDO

TEMPERATURA

I

NP:

LS

(EMERG) ACCIONADO POR CABLE

VACIO DE PRESION

NORMALMENTE ABIERTO

NORMALMENTE CERRADO

NORMALMENTE ABIERTO

NORMALMENTE CERRADO

FS

FS

PS

PS

t;

6

T

PIE

CAUDAL(AIRE, AGUA) NORMALMENTE ABIERTO

NORMALMENTE CERRADO

NORMALMENTE ABIERTO

PALANCA

NORMALMENTE CERRADO

O""'"Ó

T FLS

TGS

FLS

FTS

FTS

I

ENTRECONTACTOS

CON PUENTE ENTRE CONTACTOS

RSS

RSS

O O o.-() O

O O O O

SIN J>1.1ENTE

o

O

3 POSICIONES

SS

SS

11

-+-Io--

O

I

RSS

J

o

o o

JO

TERMOELECTRICO

2 POSICIONES

,

RSS

INTERRUPTOR DE PAR

SELECTOR

SELECTORGIRATORIO

TOTALES SEOUN

LOS REQUERIMIENTOS

D-12

2

-+-ti.oJI I I I

:

I

o--

-+00-+-

APAGADO

1 2 9-

I Io-t-+O I I I

I

3

-;IE-o I O+-

I

CONTACTOS

TCS

I

I

I

I

I I

I

+0

Apéndice D

Datos básicos eléctricos y electrónicos

DIAGRAMAS SIMBOLlCOS

DE LOS RELES ELECTRICOS

BOBINAS

GENERAL

I

SOL

2

C>-J\ro

CIRCUITO DE CONTROL DEL TRANSFORMADOR

2 POSICIONES HIDRAULlCAS

SOL

SOL

3

2

I

I

NUCLEO CON HIERRO, AJUSTABLE

Ol

HlH4

SOL

TR

M CON

o..I)(J-o

O

XlX2

ENROLLAMIENTO MAGNETlCO

RELES. TEMPORI. ZADORES, RTC...

CR

IOL

T I

I

NVCLEO CON AIRE

TERMICAS I I SOBRECARGAS ELEMENTOCONTRA

COSEXIOSES. ETe...

DEL

AMPLIFICADOR

TIERRA

CHASIS O

PLI:GY

RECP.

BASTIDOR

I

CONDUCTORES

NO IotCESARlAMENTE A

GRD

...L -

-

CH

m

CONECTADOS

PL

TIERRA

I

t i+ +-Lt,=

AECP

I

LUCES PILOTO

CONTACTOS

APRETAR PARA COMPROBAR

SOBRECARGA

TÉRMICA

TR

TA

TA

TR

CA M CON

CR W CON

Ol IOL

-*

0-

~o

LT

LA LmA

DESIGNAEL COLOR

MOTORES

PULSADORES

CIRCUITO

SIMPLE

NORMALMENTE ABIERTO PB

--1.o o NORMALMENTE

CERRADO

CIRCUITO DOBLE

CONTACI'O MANTENIDO

MOTOR TRIFASICO

ARMADURA

MOTOR

CC

PB

PB

~--L ~-L o o o o

PB

PB

MTR

o+-otrh l

I

:

1".........

-0-

PB

~ BOCINA, SIRENA. ETC...,

AH

ZUMBADOR

ABU

-6-

TIMBRE

ABE

-G

D-13 ---

----..--.--..------

APENDICE

E LOCALIZACIONLOGICA DEAVERIASEN LOSSISTEMAS HIDRAULICOS El objetivo de este apéndice es suministrar un enfoque lógico para la localización y reparación de averías en un sistema hidráulico que puede extenderse para abarcar máquinas específicas en todas las áreas de la industria. Los principios fundamentales que se desarrollan aquí (control del caudal, de la presión, y de la dirección) pueden aplicarse también al tren de laminación de una acería o al cabestrante de un pesquero de arrastre. Probablemente, la ayuda mayor para la localización de averías proviene de la confianza que da el conocimiento del sistema. Puesto que cada uno de sus componentes tiene una finalidad determinada, debe entenderse completamente su construcción y características de funcionamiento. Por ejemplo, el saber que una electroválvula distribuidora puede ser accionada manualmente puede ahorrar un tiempo considerable en el desmontaje del solenoide defectuoso. Es también importante conocer las capacidades del sistema. Cada uno de sus componentes tiene un caudal, par, o presión nominales máximos. Si se hace funcionar el sistemaa valores más elevados,se aumentamuchísimo la posibilidad de fallos. Deben conocerse y comprobarse siempre con un manómetro, las presiones correctas de funcionamiento del sistema. El esquema del circuito hidráulico debe llevar siempre anotadasestas presiones.En casonegativo, hay que suponer que la presión correcta de funcionamiento es la más baja que permita un funcionamiento adecuado del sistema y sea inferior a la presión nominal máxima de los componentes y de la máquina. Una vez hayan sido establecidas las presiones correctas, hay que anotarlas en el esquema hidráulico para futuras referencias. La comprensión del sistema incluye también el conocimientoadecuadode las señalesde mandoy niveles de realimentación, así como los ajustes del dither y de las ganancias en los sistemas con servoválvulas. Ocasionalmente, un proceso que no parece complicadocomovolver a colocarun sistemao el cambio

de una pieza de un componente puede originar problemas. Los puntos que se comentan a continuación pueden ayudar a evitar complicaciones innecesarias. Cada componente del sistema debe ser compatible con los otros elementos del mismo. Como ejemplo, colocar un colador no adecuado a la entrada de una bomba puede originar cavitación con el daño consiguiente para la máquina. Todas las tuberías deben dimensionarse correctamente y estar libres de curvaturas restrictivas. Una tubería subdimensionadao con restricciones origina una pérdida de presión. Algunos componentes deben instalarse en una posición especifica, con relación a otros componentes o tuberías. Por ejemplo, la carcasa de una bomba de pistones en línea, debe de estar siempre llena de fluido para fines de lubrificación. Aunque no es esencial para el funcionamiento del sistema, la colocación de puntos adecuados de comprobación para lecturas de manómetro, facilita también la localización de averías.

.

.

·

La capacidad para reconocer indicadores de problemas en un sistema determinado se adquiere usualmente mediante experiencia. Para ayudar a este proceso, hay que analizar el sistema y desarrollar una secuencia lógica para los ajustes de las válvulas, fines de carrera mecánicos, enclavamientos, y controles eléctricos. Frecuentemente, puede conseguirse el seguimiento de los caudales escuchando su paso por las tuberías o palpándolas para un calentamiento excesivo. Trabajando regularmente con el sistema, puede desarrollarse una guía de causa y efecto de las averías, similar a las tablas que se presentan en este apéndice. El tiempo inicial invertido en este proyecto puede ahorrar posteriormente, muchas horas de paro del sistema. Aunque la localización y reparación de las averías son una parte normal del funcionamiento de un sistema,

E-l --

--

Hidráulica Industrial VICKERS

el tiempo de parada puede minimizarse realizando regularmente un sistema sencillo de mantenimiento basado en los tres puntos que se exponen a continuación, con lo que puede mejorarse mucho el funcionamiento, rendimiento, y vidal del sistema.

·

· ·

Manteneruna cantidadsuficientede fluido

hidráulico correcto que esté limpio y tenga la viscosidad adecuada. Cambiar y limpiar frecuentemente los filtros y los coladores. Mantener las conexiones los suficientemente apretadas de forma que el aire no pueda penetrar en el sistema, pero sin distorsionarlas.

Cualquiera que sea el sistema de localización de averías que se realice, la consideración más importante es siempre la seguridad. Aunque la mayoría de las prácticas adecuadas de seguridad son sentido común, la tensión debida a una situación de averías puede originar que se pase por alto un riesgo potencial. Por este motivo, es una buena idea establecer un proceso regularde parada como el mostrado en la figura E-I, que debe efectuarse antes de iniciar el trabajo en el sistema.

E-2

Las mismas condiciones de seguridad exigen un nuevo proceso de puesta en marcha (Figura E-7) que debe seguirse una vez se han efectuado las reparaciones y el sistema está preparado para funcionar otra vez.

DIAGRAMAS PARA LA LOCALlZACION DE AVERIAS Estos diagramas (Figuras E2-E6) se han dispuesto en cinco categorías principales. El título de cada uno de ellos es un síntoma que indica algún mal funcionamiento en el sistema. Por ejemplo, veamos el diagrama 1(ruido excesivo). La bomba ruidosa puede verse en la columna A debajo del título principal. Debajo, anotados en orden de probabilidad de aparición o facilidad de comprobación, hay cuatro motivos posibles por los que una bomba puede volverse ruidosa. Para cada uno de ellos, la solución puede verse en la parte inferior de la página. Si se presenta cavitación en el sistema, veánse las solucionesA. Si no, hay que ver el motivo siguiente, continuando hasta que se determine y elimine el origen del problema.

Apendlce E

Localización lógica de averías en los sistemas hidráulicos

HACER DESCENDER O ASEGURAR MECANICAMENTETODOS LAS CARGAS SUSPENDIDAS

DESCOMPRIMIR TODO EL SISTEMA

VACIAR LOS ACUMULADORES

DESCARGAR LOS DOS EXTREMOS DEL MULTIPLICADORDE PRESION

AISLAR EL SISTEMA DE CONTROL ELECTRICO

DESCONECTARLA RED ELECTRICA

Figura E-1. Normas de seguiridad para el palOde las maquinas

E-3

----Hidráulica Industrial

VICKERS

1

SOLUCIONES

A. Cualquiera o todas de las siguientes: Cambiar los filtros sucios Limpiar los coladores con disolvente compatible con el fluido del sistema Limpiar la tubeIÍa de aspiración obstruida Limpiar el filtro de aire del depósito Cambiar el fluido del sistema Poner la velocidad COITectaal motor que acciona la bomba Cambiar o reparar la bomba de prellenado Comprobar la temperatura del fluido

·

B. Cualquiera o todas de las siguientes: Ajustar el racordaje en la línea de aspiración Comprobar el nivel del aceite en el depósito. Con pocas excepciones, todas las líneas de retorno deben acabar más abajo del nivel del aceite en el depósito Purgar el aire del sistema Cambiar el retén del eje de la bomba. Cambiar también el eje, si está gastado, y la junta C. Todas las siguientes: Hacer una buena alineación del eje Comprobar el estado de las juntas, cojinctcs y acoplamiento

·.

D. Ajustar a presión correcta utilizando un manómetro E. Reemplazar ó reparar las piezas defectuosas

Figura E-2. Tabla para la localización de averías debidas a un ruido excesivo

E-4

Localización lógica de averías en los sistemas

Apendlce E hidráulicos

11

EN LA BOMBA 1.1 Aceite caliente Solución: Ver D

2.

3. 4.1Taraje demasiado alto de las válvulas de seguridad o de dcsearj!;a Solución: D

6.

SOLUCIONES

A. Cualquiera o todas de las siguientes: Cambiar los filtros sucios Limpiar el colador obturado Limpiar el filtro de aire Cambiar el fluido del sistema Poner la velocidad adecuada de la bomba Reemplazar o reparar la bomba de prellenado

C. Todas las siguientes: Hacer una buena alineación del eje Comprobar el estado de las juntas, cojinetes y acoplamiento Localizar o corregir las uniones mecánicas Comprobar si las cargas de trabajo exceden del diseño del sistema

B. Cualquiera o todas de las siguientes: Ajustar el racordaje en la línea de aspiración Comprobar el nivel del aceite en el depósito. Con pocas excepciones, todas las líneas de retorno deben acabar más abajo del nivel del aceite en el depósito Purgar el aire del sistema Cambiar el retén del eje de la bomba. Cambiar también el eje, si está gastado, o la junta

D. Instalar y ajustar el manómetro. Mantener como mínimo, una diferencia de presiones de 125psi_ entre el taraje de las válvulas E. Reemplazar o reparar las piezas defectuosas F. Cambiar los filtros Comprobar la viscosidad del fluido del sistema. Cambiarlo si es necesario Llenar el depósito hasta el nivel adecuado G. Limpiar el refrigerador y/o el colador Reemplazar la válvula de control del refrigerador Reparar o reemplazar el refrigerador

.

Figura E-3. Tabla para la localización de averías debidas a un calentamiento excesivo

E-5

Hidráulica Industrial VICKERS

111

1. 2. 3.

3. 4.

3.1RPM, del motor accionando bomba, incorrectas Solución: H

4.

5.1C,ontrol direccional instalado en posición incorrecta Solución: F 6.\ Bomba descargando por la válvula de seJ!:uridad Solución: D

8.

2.1 Mecanismo regulador de caudal, en bombas de caudal variable, sin funcionar Solución: E

5.1Mecanismo regulador de caudal, en bombas de caudal variable, sin funcionar Solución: E 6.1RPM, del motor accionando bomba. incorrectas Solución: H 7.1Elementos hidráulicos desgastados ó estropeados Solución: E

SOLUCIONES

·

A. Cualquiera o todas de las siguientes: Cambiar los filtros sucios Limpiar el colador obturado Limpiar el filtro de aire Llenar el depósito hasta el nivel adecuado Reemplazar o reparar la bomba de prellenado

· ·

B. Ajustar el racordaje en la linea de aspiración Purgar el aire del sistema C. Comprobar si la bomba o su motor de accionamiento están dañados Reemplazar y alinear el acoplamiento

·

D. Ajustar adecuadamente E. Reemplazar o reparar la pieza correspondiente F. Cualquiera o todas de las siguientes: Comprobar la posición de los controles accionados manualmente Comprobar el circuito eléctrico de los controles accionados por solenoides Reemplazar o reparar la bomba de presión piloto

·

G. Invertir el sentido de rotación H. Reemplazar con la unidad correcta

Figura E-4. Tabla para la localización de averfas debidas a un caudal incorrecto

E-6

Apendlce E Localización lógica de averías en los sistemas hidráulicos

IV

SIN PRESION T I

1.1Falta de suministro de aceite Solución: III-A-B 2.1Mecanismo regulador de caudal. en bombas de caudal variable. sin actuar Solución: E 3.1Válvula de control de presión gastada ó estropeada Solución: G

SOLUCIONES A. Reemplazar los filtros sucios y el fluido del sistema B. Apretar los racores flojos Llenar el depósito al nivel adecuado y purgar el aire del sistema

·

C. Comprobar si hay fugas por la válvula de gas Cargar a la presión correcta Reparar si hay defectos

··

D. Ajustar el valor correcto E. Reemplazar o reparar la pieza correspondiente

Figura E-S. Tabla para la localización de averías debidas a una presión incorrecta

E-7

-Hidráulica Industrial VICKERS

V FUNCIONAMIENTO DEFECTUOSO

SIN MOVIMIENTO

I 1.

2.1Viscosidad del fluido

I

l. Presión errática Solución: Ver tabla IV I 2. el fluido Solución: V"r tahla T

1.

I

3. Sin lubrificación en las guías y articulaciones de la má"uina Solución: G

3. Presión

insuficiente de control para las válvulas Solución: Vcr tabla IV

4.1 Señal de mando

errática ISolución: F

4.1Sin lubrificación en las I guías o articulaciones dc las máquinas Solución: G

I

I

5.1Servoamplificador desajustado o funcionando mal Solución: e

I

aarrotad,

desajustado o funcionando mal

Solución: e

I I

4.

5'1 Servoamplificador mal ajustado o funcionando mal ISolución: e 6., realimcntación Transductor de

ISolución: funcionando E 6'1á7a

3. Servoamplificador

mal

7.

7. astado o estro Solución: E 8.

SOLUCIONES A. Comprobar la temperatura del fluido Comprobar la viscosidad del fluido. Cambiarlo si es necesario

·

B. Localizar las uniones mecánicas y repararlas C. Ajustar, reparar o reemplazar la pieza correspondiente D. Limpiar y ajustar o reemplazar la pieza correspondiente Comprobar el estado del fluido y de los filtros del sistema

·

E. Reparar o reemplazar la pieza F. Reparar la consola de mando o los cables de interconexión G. Lubrificar H. Ajustar, reparar, o reemplazar la válvula de equilibraje

Figura E-6. Tabla para la localización de averías debidas a un funcionamiento

E-S

defectuoso

ApendlceE Localización lógica de averías en los sistemas hidráulicos

Seguir adelante con mís investigaciones

Limpiar

con o sin

vaciadodel depó.sito,

según

requIera

se

Modificaro reemplazar con la unidad correcta

Corregirla instalación

Corregirla instalación

Ajust!l1' para

segund3d

Rellenarlas carcasas

Purgar

¿Se han sacado

todos los

enclavamientos?

o presurizar

Sacarlos enclavamiento>

de

seguridad

Timbrc de alarma o informar al

personal

Poneren marchael sistema

Figura E-7. Procedimiento para volver a poner en marcha

E-9

APENDICE

F CONTROLDELRUIDOEN LOSSISTEMAS HIDRAULICOS INTRODUCCION Aunque en los sistemas hidráulicos se requiere un cierto control del ruido para satisfacer las normas del gobierno, actualmente un programa consciente de este control proporciona un arma competitiva. La combinaciónde una bomba silenciosa,un controlpreciso de las vibraciones y pulsaciones, y una buena instalación económica, crea un producto con una ventaja adicional en el mercado. La publicación de Vickers "More sound advice," editada en la década de 1970, muestra una amplia variedad de métodos para controlar el ruido de las máquinas. Debido a la variedad casi infinita de las aplicaciones hidráulicas, no es posible discutir ahora las características individuales de los sistemas particulares. No obstante, existen un cierto número de técnicas de instalaciónque pueden aplicarse a casi todos los sistemas hidráulicos y que cuando se utilizan correctamente pueden producir reducciones significativas del ruido. Este apéndice describe las siguientes: 1. Técnicas de generación y control del ruido 2. Definición de los términos acústicos y uso del decibel 3. Sistemas para medir el ruido

CONTROL DEL RUIDO DEL SISTEMA Hidráulica silenciosa - El esfuerzode un equipo Un programa para el control efectivo del ruido requiere el esfuerzo de un equipo formado por especialistas en campos diversos. Una bomba hidráulica silenciosa no garantiza un sistemasilencioso.La elección de la bomba es sólo una parte de un programapolifacético que coordine la experiencia de las técnicas de diseño, fabricación, instalación y mantenimiento. El fallo de cualquier miembro del equipo puede suponer el fallo de todo el programaparacontrolarel ruido.

La bomba y el diseñador del sistema juegan un papel clave en el éxito del control del ruido. Deben evaluarse todas las técnicas disponibles de control desde el punto de vista común del coste y del aspecto práctico. Tres de los enfoques básicos utilizados para este fin son: 1. Control de las pulsaciones internas y externas de la bomba 2. Aislamiento de la bomba y su montura 3. Amortiguamiento y/o rigidez

Generación y trasmisión del ruido El ruido se define como un subproducto no deseable de las fuerzas fluctuantes en un componente o sistema. En un sistema hidráulico, el ruido puede transmitirse de tres formas: a través del aire, a través del fluido, y a través de la estructura física del sistema. Generalmente se cree que el ruido se propaga sólo por el aire, yendo directamente del foco acústico al receptor (nuestra oreja), es lo que se llama "ruido transportado por el aire." No obstante, este ruido debe tener su origen dentro de algún componente del sistema hidráulico que normalmente es la bomba. Tanto si ésta es de paletas, pistones o engranajes, el diseño interno y el de los orificios no puede nunca ser perfecto. Como resultado, se crean y transmiten a través del fluido, caudales ligeramente pulsátiles y ondas de presión. Es lo que se denomina "ruido transportado por el fluido." A su vez, las fluctuaciones de las ondas de presión originan las correspondientes fluctuaciones de fuerza, lo que origina una vibración, conocida también como "ruido transportado por la estructura," que se transmite no sólo por el cuerpo de la bomba sino también por las estructuras adyacentes que emiten un ruido audible. Las áreas superficiales y las estructuras que rodean al sistema hidráulico tienden a ser mucho mayores que la misma bomba, y por consiguiente, irradian ruido con más eficacia. Por este motivo, mientras que el diseño de la bomba debería minimizar las pulsaciones internas, es también importante utilizar técnicas adecuadas de

F-l

-

-

-

---

Hidráulica Industrial VICKERS

Resultante de 9 pistónes

Caudal

o

20

40

60

80

Angulo de rotación

-Grados

Figura F-I. Rizado inherente a la descarga de una bomba de pistones

aislamiento para impedir que las vibraciones residuales lleguena las superficies adyacentes. Diseño para un bajo nivel de ruido Un programa inteligentede control del ruido debería empezar en su origen: la bomba. Una bomba silenciosa es la responsabilidad de su fabricante. El problema para el técnico que la diseña es que aunque se requiera que la bomba funcione dentro de un amplio intervalo de presiones y velocidades, el control del ruido puede sólo optimizarse para una parte relativamente estrechade este intervalo. La estrategiamás corriente es utilizarel diseño de los orificios para limitar las pulsaciones de presión a la presión y velocidad nominales de la bomba. Las pulsaciones se reducen 10 máximo posible sin crear demasiado ruido a velocidades y presiones más bajas. Las bombas de paletas,pistones y engranajesse asemejan en que su caudal total de salida es la suma de los caudales procedentes de los elementos o cámaras individuales de bombeo. El fluido llena las cámaras a la entrada de la bomba, se comprime mecánica y/o hidráulicamente a través de los orificios, y se combina después en una sóla cámara de descarga. Cada elemento de bombeo en una bomba de pistones envía su fluido al orificio de descarga en forma de media sinusoide. La descarga de la bomba es la suma en fase de las medias sinusoides, igualmente espaciadas. La resultante es un caudal rizado, como se muestra en la figura F-l para una bomba de nueve pistones. Este rizado es independiente de la compresión del fluido debida al movimiento del pistón o a cualquier tipo de dosificación hidráulica interna. El rizado del

F-2

caudal de las bombas de paletas es más controlable. El perfil del anillo puede diseñarse para reducir los efectos de la compresión mecánica. Esto se consigue efectuando transiciones de presión en la sección en punto muerto en la que hay un cambio controlado en el volumen de la cámara entre paletas. Por este motivo, las bombas de paletas generan normalmente menos ruido dentro de un amplio intervalo de velocidades y presiones, que las bombas de pistones.

Frecuencias acústicas La energía acústica de una bomba se genera en varias formas. La energía vibratoria se crea por un desequilibrio en la bomba, motor de accionamiento, o acoplamientos. Puede también producirse por alguna interacción no deseada en el conjunto, pero es raro que cualquier ruido audible significativo sea generado por estas interacciones. No obstante, debe tenerse cuidado para minimizar sus efectos sobre la vida de la bomba o del motor. La figura F-2 muestra el espectro de frecuencias de una bomba de diez paletas que gira a 1800 RPM con una frecuencia de rotación del eje de 30 Hz. Cualquier fallo en la alineación de los ejes origina componentes acústicos a dos y cuatro veces esta frecuencia. Los componentes más energéticos se presentan a la frecuencia de bombeo que es igual al número de cámaras de bombeo por la frecuencia del eje (300 Hz en la figura F-2). La energía acústica se presenta también a múltiplos, o armónicos, de esta frecuencia. 600 Hz y 900 Hz son los armónicos segundo y tercero en la figura F-2. Estos armónicos tienen suficiente amplitud para originar un

Apéndice F Control del ruido en los sistemas hidráulicos

Frecuencia (Hz) Figura F-2.

ruido significativo. Este ruido no proviene sólo de la bomba sino también de las estructuras adyacentes que son frecuentemente más eficaces para irradiar el ruido transmitido desde la bomba.

cuesta unas 2,000 pesetas, adquirido en cantidades moderadas) puede reducir la energía vibratoria transmitida en unos 10 dB a 1200 rpm y 15 dB a 1800 rpm (Fig. F-5).

Control del ruido vibratorio

Los aisladores se clasifican según su capacidad de transporte de carga y su frecuencia natural asociada. Cuando se conocen los pesos de la bomba, motor y bancada, puede calcularse el peso distribuido uniformemente sobre cada uno de los aisladores. Estos

El control de la vibración se utiliza para impedir que la energía pulsátil procedente de la bomba se transmita a las estructuras de la máquina. La mayoría de los grupos bomba y motor de accionamiento están unidos mediante un acoplamiento flexible y van montados sobre una bancada común para mantener la alineación de los ejes. La base común está montada elásticamente sobre la estructura de soporte, como puede verse en la figura F-3. Debe seleccionarse un aislador que tenga una frecuencia natural de aproximadamente el 50% o menos de la frecuencia de rotación de la bomba. Por ejemplo, un aislador con una frecuencia natural de 10 Hz sería adecuada para una bomba con una frecuencia de 20 Hz a 1200 rpm, y funcionaría todavía mejor con una bomba de frecuencia 30 Hz a 1800 rpm. Cuanto mayor sea la relación entre la frecuencia de rotación de la bomba y la frecuencia natural del sistema aislador, mayor será el aislamiento (ver la figura F-4). Un aislador comercial típico (que

Tipo de carga

Número de aislador

ligera

L1 L2 L3 L4 L5

Carga estática max. poraislador(lbs)(newlon) 60 100 130 200 260

mediana

Ml M2 M3 M4

300 450 550 700

pesada

Hl H2 H3

700 1000 1500

extrapesada

EH1 EH2 EH3 EH4

1500 2000 3000 4400

Figura F-3. Bomba y motor encima de una placa base, aislados de la base rígida

F-3 ---

---Hidráulica Industrial VICKERS

fd

fn

=frecuencia

forzada

=frecuencia natural

0.2

RELACION (fj fn)

Figura F-4. Capacidad de transmisión típica para un sistema aislado

10

5.0 I I

Z O

Vi tf.! Z

1.0

E¡¡¡ Q Q

0.5

REGlON DE AMPLlFICACION

\

,1

1

" \

.(

Q Ü

0.1

< U

.05

-10dB

,

-15dB

\

I

FRECUE~CIA DEL EJE A 1200RPM

¡ .01

I 1

FRECUENCIA DEL EJE A 1800 RPM

I

5

REGlON DE AISLAMIENTO

50

10

FRECUENCIA

100

(Hz)

Figura F-5. Reducción de la energía vibratoria transmitida utilizando un aislador comercial típico

F-4

Apéndice F Control del ruido en los sistemas hidráulicos

-1

Figura F -6. Pies del depósito sobre un aislador

A. Pesosdelabomba,motoryplacabase

=

Carga en cada uno de los 6 aisladores

=

Carga estática máxima cuando se carga del 60% al 70% de la capacidad

=

Selección:

800newtons 133 newtons 190 to 222 newtons

FU (a partir de la tabla en la página 5)

= 550 r,:wtons B. Peso del depósito Peso de los accesorios = 150 newtons Peso 100 galones de aceite = 700 newtons TOTAL = 1400 newtons Carga en cada uno de los 4 aisladores = 350 newtons Carga estática máxima cuando se carga del 60% al 70% de la capacidad = 500 to 583 newtons Selección: # M3 (a partir de la tabla en la página S) Figura F-7. Selección del aislador

aisladores no deben cargarse más allá del 60% al 70% de su capacidad lo que da un margen suficiente de seguridad en el caso de sobrecargas. Este mismo tipo de aisladores puede también utilizarseen centrales hidráulicascon depósitoselevados. Pueden instalarse ocho aisladores bien debajo de los pies

-

del depósito (Figura 5 6), o debajo de la estructura de

patas verticales que lo soportan. Estos aisladores deben de ser muy efectivos debido a que aquí la relación de frecuencias es muy elevada. Por ejemplo, una bomba de nueva pistones funcionado a 1200 rpm tiene una frecuencia de bombeo igual a 9 x 20 rev/s 0180 Hz. Si se utiliza un sistema aislador de 10 Hz habrá un nivel muy bajo de transmisión de vibraciones debido a que la relación de frecuencias será de 18:1.

Aislamiento con mangueras Deben utilizarse mangueras flexibles para mantener el aislamiento conseguido de las vibraciones cuando el conjunto de la bomba y el motor van montados sobre aisladores. La capacidad de aislamiento de las mangueras reduce la magnitud de la energía de vibración que entra en el sistema. Desafortunadamente, su uso no adecuado es probablemente el motivo principal de ruido en muchos sistemas. Aunque el ruido transportado por la estructura puede reducirse utilizando longitudes largas de manguera, las pulsaciones de presión procedentes de la bomba hacen que la manguera experimente expansiones radiales cíclicas. Uno de los inconvenientes de la manguera es que actúa como un radiador eficiente en el intervalo de

F-5

-Hidráulica Industrial VICKERS

MAL

TODO ACERO

PEOR TODO MANGUERA FLEXIBLE MEJOR

UNA SECCION DE MANGUERA FLEXIBLE

OPTIMO DOS SECCIONES DE MANGUERA FLEXIBLE

Figura F.8. Configuraciones de mangueras largas

ANGULO 900

ANGCLO 1800

Figura F.9. Configuraciones preferidas de mangueras cortas

frecuencias en que se genera la mayoría de la energía: los primero armónicos. Debido a estos dos factores, las longitudes largas son menos efectivas para la reducción de ruido que la utilización de mangueras cortas en ambos extremos de una línea rígida (Fig. F-8). Otros dos inconvenientes de las mangueras son que su longitud varía con la presión, y que cuando se dobla según un radio actúa como un tubo de Bourdon, tratando de enderezarse cuando aumenta la presión. En ambos casos se originan fuerzas que actúan sobre las estructuras de conexión. El sistema mejor de mantener el control acústico cuando se dobla una manguera es utilizar un

F-6

codo sólido con una sección de manguera en cada extremo, lo que elimina los problemas causados por el efecto del tubo Bourdon. Cualquier cambio en la longitud de una manguera es arreglado doblando la otra manguera. La figura F-9 muestra las configuraciones preferidas para ángulos de 90Qy 180Q.

Control del ruido transportado por el fluido Este control empieza con el diseño interno de la bomba. Deben configurarse los orificios de forma que, en la práctica, se generen unas pulsaciones de presión

Apéndice F Control del ruido en los sistemas hidráulicos

VALVULA DE CARGA DE GAS

VALVULA DE CARGA

VEJIGA

CAMARA CON PRECARGA DE GAS

V ALVULA

ORIFICIOS REGULADORES

MANDRILADO

'-""'"'' '-""" ""'"

-

'" '\.'\.."""

'""""" "'"

FILTRO EN LlNEA, CARGADO DE GAS

'"

ACUMULADOR INSTALADO EN PARALELO Figura F-tO. Filtros aClÍsticos

mínimas. Pueden añadirse controles externos adicionales para impedir que se comunique al sistema demasiada energía de pulsación, lo que se consigue generalmente instalando un volumen de expansión a la salida de la bomba. Estos volumenes que se denominan filtros acústicos pueden tomar varias formas, las más corrientes son acumuladores de gas instalados en derivación y filtros montados en serie. Cada uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes. El primero es el más económico pero sólo puede amortiguar vibraciones en un intervalo estrecho de frecuencias. Como resultado, no es demasiado efectivo para los cuatro primero armónicos (donde se general la mayoría de la energía pulsátil). El dispositivo para montar en serie, aunque es generalmente mayor y más caro, presenta una clara ventaja: se reducen las pulsaciones incluyendo las correspondientes a los armónicos más significativos del espectro. Estos filtros (mostrados en la figura F-lO) ofrecen un rendimiento óptimo cuando se cargan con gas a 1/3 de la presión máxima de funcionamiento del sistema hidráulico.

-

-

-

Aplicación de técnicas Se efectuaron evaluaciones experimentales en una aplicación de automoción típica: una central hidráulica con un depósito elevado de 150 galones (567.75 litros) suministrando aceite a una bomba de pistones. El caudal de la bomba era 40 gpm (151.40 Ipm) a 1200 rpm y una presión de 750 psi (51.45bar). El nivel acústicopercibido fue de 88 dB (A). (Los sistemas normalizadospara medir el ruido se explicarán en la subsección denominada "Sistemas de evaluación del ruido".) Se aplicaron al sistema cuatro técnicas distintas de reducción del ruido, empezandocon aquellasque tienenel efectomayor sobre los niveles acústicos. Los resultados se muestran en la figura F-l1. Es importante hacer observar que si los cambios mostradoshubieransido hechos en algunaotra secuencia, la magnitud de la reducción del ruido en cada paso hubiese sido distinta a la mostrada particularmente se

-

los items 3 y 4 hubiesen sido evaluados antes que los 1 y 2. El nivel acústico final de 74 dB (A) hubiese sido el mismo, pero el primer item probado no hubiese conseguido una reducción tan significativa. En el ejemplo mostrado, se redujeron primero las áras de mayor ruido.

F-7

Hidráulica Industrial VICKERS

Item

Descripción

1

Nivel acústico resultante

Variación en el nivel acústico

Se divide la manguera redondeada de presión en dos trozos, separados por un racor en ángulo recto.

83 dB(A)

-5 dB(A)

2

Item 1, más aisladores de la estructura debajo del depósito y soportes rectos (8 aisladores adicionales).

79 dB(A)

-4 dB(A)

3

Items 1 Y2, más placa diseñada para 70 bar en vez de 250 bar (pulsaciones reducidas de 14 bar a 9.8 bar).

76 dB(A)

-3dB(A)

4

Items 1,2 Y3, más filtro en línea para las pulsaciones (las pulsaciones se reducen de 9.8 a 2.5 bar)

74 dB(A)

-2 dB(A)

Figura F-ll. Técnicaspara disminuir el ruido Esto es esencial porque no puede conseguirse una reducción apreciable de ruido a menos que no se identifique su fuente más significativa y se reduzca primero su nivel.

TERMINOLOGIA ACUSTICA

de sensibilidad y daño de 107 :1 (Fig. F-13). Debido a que este intervalo es demasiado grande, es más convenientes expresar estas relaciones en potencias de 10 (de aquí el uso de la escala logarítmica). La presión acústica por encima del valor de referencia de 2 x 10 ubar se define como nivel de presión acústica (NPA) y se expresa en decibels (dB).

Términos y ecuaclones acústicos El sonido en un punto particular del aire se define como una variación rápida de la presión alrededor de un valor estable. La presión acústica se mide en las mismas unidades que la presión atmosférica. Puesto que es una magnitud alterna, el término "presión acústica" se refiere generalmente a su valor cuadrático medio (vcm). A una frecuencia de 1000 Hz, un sonido con una presión vcm de 2 x 10 microbar (ubar) o aproximadamente 2 x 10 atmósferas, que está ligeramente por debajo de un buen umbral de sensibilidad humano. Expresado en términos más familiares, el nivel de la presión acústica será de 2.9 x 10-9psi (1.99.10.14bar). El hecho de que presiones ligeramente mayores sean audibles muestra la sorprendente sensibilidad de nuestro oido que puede detectar variaciones de la presión atmosférica tan pequeñas como unos pocos dígitos de 20.000.000.000. Además de esta sensibilidad, el oído humano posee un intervalo dinámico enorme. No solo puede detectar sonidos tan pequeños como 2 x 10 ubar, puede presiones acústicas tan elevadas como 2000 ubar sin estar sobrecargado, es decir, sin experimentar daño alguno. Hay un intervalo dinámico de relaciones entre umbral

F-8

Cambio en NPA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Relación de presiones 1.12 1.26 1.41 1.59 1.78 2 2.24 2.51 2.82 3.16

Cambio en NPA -1 -2 -3 -4

Relación de presiones .89 .79 .71 .63 .56 .5 .45 .4 .35 .32

-5 -6

-7 -8 -9 -10

Figura F-12. Relación de presiones

P NPA = 20l0gPo o 2

NPA "10l0g(~)

Apéndice F Control del ruido en los sistemas hidráulicos

Avión a reacción tipo medio

en decibels (dO) I en psi (bar) Presión acústica Presión acústica

160 --1

3xlO,1

140

--1

3 x 10.1

120

--1

3 x 10.3

Avión grande de hélices Sirena de raid aéreo Martilleando y remachando Discoteca Prensa de troquelar Fabrica de conservas

--1 3X10-4

100

--1

80

Metro Oficinaatareada

3 x10.5

60

--1

40

--1 3X 10,7

20

---i

0-1

Tráfico pesado en la ciudad

3 X 10,6

Conversación

INTERVALODE PRESIONES 100.000:1

normal

Oficina particular Barrio residencial

3 X 10.8

Susurro Umbral de sensibilidad

3 x 10,9

Figura F-13. Intervalo dinámico del oído humano

+51 O

I

I

I

100

200

500

L

I

-

A

-5 I

> E=;

-10

-15

-W -20 V,)

-25 -30

-35

-40 ¡,¡.; -45 -50

20

50

FRECUENCIA

1000 2000

5000 10,000

-Hz

Figura F-14. Características de respuesta de un filtro normalizado

F-9 --

.r Hidráulica Industrial VICKERS donde: NPA = Nivel de presión acústica (dB) P = Presión acústica (bar) Po = Presión de frecuencia (0.0002 bar) A partir de esta ecuación, una relación de presiones de 107 se convertirá en el nivel acústico siguiente: NPA = 2010g107= 7(20)log10 = 7(20)(1) = 140dB

(es decir, nivel perjudicial) Las relaciones de presión pueden también calcularse en base a los cambios de niveles de presión acústica (NPA). Por ejemplo, ¿cuál es la relación de presiones (Rp) si el nivel acústico varía en 3 dB? Rp

= 10M'WM2o

Cambio en NWA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Relación de potencias 1.12 1.26 2 1.59 1.78 2 2.24 2.51 2.82 3.16

Cambio en NWA -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -lO

Relación de potencias .79 .63 .5 .40 .32 .25 .2 .16 .13 .1

Figura F-15. Relación de potencias

donde: Rp

= Relación

de presiones

= 103120 = 1.41

Podemos observar aquí dos conclusiones importantes: Si el nivel acústico aumenta de 82 a 85 dB, hay realmente un 41% de aumento en el ruido; si el nivel acústico disminuye de 85 a 82 dB, hay una disminución del 29%. (1/1.41 071 % del nivel original). En la figura F-12 pueden verse las relaciones de presión para cambios en NPA desde +10 hasta -10 dB con el ejemplo anterior en impresión más fuerte: Descripción 1. Se divide la manguera redondeada de presión en dos trozos, separados por un racor en ángulo recto. 2. Item 1, más aisladores de la estructura debajo del depósito y soportes rectos (8 aisladores adicionales). 3. Items 1 y 2, más placa diseñada para 70 bar en vez de 250 bar (pulsaciones reducidas de 14 bar a 9.8 bar). 4. Items 1, 2 Y 3, más filtro en línea para las pulsaciones (las pulsaciones se reducen de 9.8 a 2.5 bar). (En la figura P-13 se muestra una tabla de niveles acústicos típicos) RESPUESTA HUMANA AL RUIDO LA ESCALA "A" Un micrófono mide las presiones acústicas emitidas desde una fuente sonora, pero el oído humano no trata niveles iguales con tolerancias iguales dentro del intervalo audible de frecuencias hasta 12000 Hz. El oído es más sensible al ruido por encima de los 1000 Hz. Si filtramos la señal del micrófono para reducir la intensidad de las señales de baja frecuencia utilizando un filtro "A"

normalizado internacionalmente, el número total de decibelios queda corregido hasta aproximadamente la sensibilidaddel oído (Pig. P-14). Estas medidas acústicas se denominan en la escala "A" o niveles dB (A) Ymiden la respuesta del oído al ruido a través del filtro situado entre el micrófono y la salida.

Potencia acústica Los niveles de presión acústica, en dB (A), dan una medida del ruido de un foco, pero el sonido puede también expresarse en términos de niveles de potencia acústica(NWA),también en dB (A). La potencia acústica es la radiaciónacústica(no medible), expresadaen vatios. Esta potencia permanece constante, mientras que la presión acústica disminuye cuando la distancia desde el foco aumenta. Una buena analogía podría ser las bombillas luminosas, que se clasifican en términos de vatios (potencia)

en niveles de iluminación que

NWA

= 1010g-

Wo

Donde: NWA = Nivel del potencia acústica en dB o dB (A)

W = Radiación acústica del foco en vatios Wo =Radiación de referencia en vatios (10.12)

Como en la expresión de los niveles de presión, el nivel de potencia es el logaritmo de la relación de potencias. Aplicando el mismo cambio de 3 dB en el nivel de potencia que en el nivel de presión, resulta: Rw

Donde:

F-10

- no

disminuyen cuando la distancia aumenta. Los niveles de potencia acústica pueden calcularse a partir de la fórmula siguiente: W

... 106NWAI10

Apéndice F Control del ruido en los sistemas hidráulicos

10

I AUMENTO EN PRESION ACUSTICA. dB O dB (A)

2 NUMERO

3

4

5

6

7 8 910

DE FOCOS

Figura F-16. Suma de sonidos iguales

el nivel acústico de presión varía según la fórmula siguiente: d t::.NPA = 201og-L

Rw= Relación de potencias = 103/10 = 2.0 En este ejemplo, si el nivel de potencia aumenta de 82 a 85 dB, la potencia se duplica; si el nivel de potencia disminuye de 85 a 82 dB, hay una disminución del 50% en la potencia (1/2 del nivel original). En la figura F-15 pueden verse las relaciones de potencia para cambios en NWAdesde +10 hasta -10 dB

d2

o 2

con el ejemplo anterior en impresión más fuerte.

ANPA = lOJog( ::) donde: dI =distancia inicaldesde el focosonoro (las normas acústicas especifican 1 metro)

Relación fundamental entre presión acústica y potencia acústica Puede verse la relación entre ambas magnitudes comparandolas tablas F-12y F-15.Para el mismo cambio en el nivel de decibels, las relaciones son distintas. Por ejemplo: Cambio en dB 3

Relación de presiones 1.41

d2

= distancia

del observador (más de 1 metro)

Es la base de la ley de la raíz cuadrada Si la distancia del observador se dobla, el nivel acústico disminuye en 6 dB. Por ejemplo:

Relación de potencias 2

dI

= 1 metro

d2 =2 metros

La relación fundamental es que la potencia es proporcional al cuadrado de la presión.

entonces, ANPA = 2010g0.5 = -6dB

o

Efecto de la distancia en los niveles acústicos

MfPA = 1OIog(O.S)= -6dB

En un ambiente en que un foco irradia ruido a un espacio libre de reflexiones, denominado campo libre,

--

F-ll -

-

-

-

-

-

-

Hidráulica Industrial VICKERS

DIFERENCIA ENTRE DOS SONIDOS EN dB Figura F-17. Suma de sonidos desiguales

Suma de sonidos

Total: 75.5 dB

Los sonidos pueden sumarse o restarse en términos de potencia acústica, no en presión. Los focos sonoros de niveles acústicos de presión iguales se combinan como sigue: NPA,. ... NPA¡ + 10l0gX NPAz = nivel acústico de todos los focos NPA¡ = nivel acústico del foco 1 X =número de focos

2. 77 - 75.5

= 1.5 dB (eje X) dB a añadir al mayor =2.3 (eje Y) Total: 77 + 2.3 79.3 dB

=

El sonido total puede también calcularse a partir de la ecuación:

~

NPA ... 1010g

10NPÁIIO

...10l0g(107.4 + 107.0+ 107.7)... 79.3dB

Por ejemplo:

MEDIDAS DEL RUIDO

NPA¡ =80 X

=3 focos

NPAz

= 80

+ 10 lag 3

= 80

+ 4.8

= 84.8

dB

En la figura F-16 puede verse la gráfica correspondiente. Los niveles de presión acústica distintos también pueden sumarse (Ver la figura F-I7). La diferencia entre los niveles de presión de dos sonidos se utiliza para determinar en cuanto su nivel combinado excederá del más elevado de los dos. Para añadir un tercer nivel, se utiliza el mismo proceso de combinarlo con el total de los dos primeros niveles. El ejemplo siguiente muestra los dos pasos necesarios para determinar el sonido total procedente de focos de 70, 74 Y 77 dB:

1. 74 - 70 =4 dB (eje X) dB a añadir al mayor =1.5 (eje Y)

F-12

Evaluación y clasificación de los componentes Para ayudar a los fabricantes de máquinas herramienta en la selección de componentes según el ruido, la National Fluid Power Association (NFPA) desarrolló una norma que asegura la uniformidad en la medida y notificación de los niveles acústicos. Esta norma, T3. 9. 12, contiene indicaciones para obtener la clasificación normalizada de los sonidos. Se refiere únicamente al ruido emitido por los componentes, principalmente bombas. Los valores se expresan normalmente en dB (A) a una distancia de 1 metro en un campo libre encima de

ApéndiceF

Control del ruido en los sistemas hidráulicos

x

Figura F-IS. Posiciones del micrófono para medir el ruido de una bomba

---{j)---

I VISTASUPERIOR @ . 1 METRO

-

-

-@-

-

-

-

-

RESERVOJR VISTA LATERAL

Figura F.19. Posiciones del micrófono para medir el ruido del sistema

--

-

F-13

Hidráulica Industrial VICKERS

Ejemplo (flechas obscuras): l. Ruido total =60 dB 2. Ruido de fondo =53 dB 3. Diferencia =7 dB

4. Corrección = 1 dB 5. Ruido de la máquina

6

,

=60.1 =59 dB

.

, LS+N

= nivel acústicode la máquina + nivel acústico de fondo

4

I

,,,

,

I

I

I

LN

LN

=

nivel acústico de fondo

= nivel

que debe restarse de LS+Npara obtener el nivel corregido de ruido de la máquina

Figura F-20. Substracción de niveles acústicos

una superficie plana reflectora (semi anecoico). Es un número de ordenador derivado de un módulo matemático. Este módulo supone que toda la potencia acústica procedente de la bomba es emitida desde un solo punto localizado en el centro de una semiesfera hipotética de prueba (Fig. F-18). Este norma permite enmascarar todas las partes del circuito que pueden contribuir al ruido, lo que incluye envolver todas las líneas hidráulicas y encerrar todas las válvulas. Todo el ruido emitido debe atribuirse a la bomba sin correcciones para el fondo. Los micrófonos se posicionan en coordenadas espaciales, cada una de ellas localizada en el centro de áreas iguales de la superficie semiesférica. Como regla aproximada, se utiliza un micrófono por cada metro cuadrado de área. Como el área de una semiesfera es 2m2, y r es igual a 1 metro, seis micrófonos son suficientes. Como

F=PxA donde: F Fuerza

=

P :: Presiónacústica A =Area actuada por P (2m2)

F-14

Aumento en el nivel acústico debido al funcionamiento de la máquina (dB (A) por encima del ambiente)

Factor de corrección que debe restarse del nivel sonoro medido dB (A)

3 O menos

3

3a6

2

6a9

1

10 o más

O

Figura F-21. Factores de co"ección delfondo

en términos de decibels NWA = NPA + 101og2nr2 donde: NWA =Nivel acústico de potencia

NPA

= Nivel

acústico medio de presión de 6

micrófonos r

= Radio

en metros (3 pies

=0.914

m)

Por consiguiente: NWA = NPA + 10 log 2Jt + 20 log 0.914 = NPA + 8 - 0.8 = NPA + 7.2 (para 0.914 m)

= NPA

+ 8.0 (para 1 metro)

o NWA

. --

- - ~'r-- - . - -..

- - .-.

-

Apéndice F Control del ruido en los sistemas hidráulicos

Evaluación del ruido del sistema El procedimiento para medir el ruido de un sistema es distinto del utilizado para los componentes. Normalmente, las centrales hidráulicas están situadas en lugares donde no puede controlarse la acústica de fondo. Las indicaciones para hacer medidas en tales ambientes están incluidas en el folleto "Noise Measuramente Techniques" de la "National Machine Tool Builders Association" (NMTBA). Los micrófonos se situan 1 metro desde el perímetro de la máquina y 1.5 metros por encimadel nivel del suelo (Fig. F-19). Es extremadamente importante que estas distancias se midan con toda precisión lo que asegura uniformidad en las medidas y comparaciones, y conformidad a las especificaciones de nivel acústico del cliente. Un error de posición de 10 cm en una distancia nominal de 1 metro puede originar un error de 10 dB en una medida de precisión. Por lo menos, las medidas deben efectuarse en todos los cuatro lados de la máquina. Puede también ser necesario medir en otros sitios alrededor de la envoltura si son evidentes niveles muy elevados de ruido en otros lugares. Hace falta también documentación sobre las condicionespara crear algunareferenciapor comparación a otras instalaciones, ambientes sonoros. o tipos de bombas. Deben de recordarse las condiciones siguientes: Velocidad del motor / bomba · Tipo de bomba · Caudal de la bomba · Presión de funcionamiento Tipo y temperatura del fluido Filtración de la válvula de descarga(si se utiliza)

El resultado de las medidas acústicas realizadas utilizando cuatro micrófonos es parecido al mostrado en la figura F-22. El nivel sonoro debe expresarse como el nivel máximo medido (en este ejemplo. 78 dB en la posición 3) o posiblemente como la media de los cuatro niveles: 107,4

NPA 10l0g

+ 10,.0 + 10,.8 + 10,.5

==

4

[ ==

]

75dB(A)

Posición de medida

1

2

Ruido total

76

dB(A) 73 79

75

Ruido de fondo

71

70

70

65

Corrección del fondo

-2

-3

-1

O

Ruido de la máquina

74

70

78

75

3

4

Figura F.22. Datos sobre la medida del ruido

· ··

Corrección para el ruido de fondo Las medidas precisas del ruido del sistema deben incluir correcciones debidas al ruido de las áreas circundantes. Cuando los niveles sonoros del ambiente están dentro de los 10 dB (A) de los niveles cuando la máquina está funcionando. deben de aplicarse factores de corrección. lo que debe hacerse según la figura F-21 derivada del folleto NMTBA. Una ventaja de esta tabla es que permite utilizar números enteros para dB (A). Es realmente un "redondeo" de la curva mostrada en la figura F-20 para la substracción de niveles sonoros. El ejemplo mostrado en la figura puede también expresarse como: ruido de la máquina

--

= 1010g(106.0_lOs.3]dB = 59dB

F-15

~--

--1

--

,

-

-

-

INDICEANALITICO A Accesorios, 18-1 Accionamiento manual de los solenoides, 9-31 Aceites minerales, 1-4,6-19,3-10 Acero: tubos gas, 4-1 tubos milimétricos, 4-12 Acoplamientos, 18-15 Activación de las tarjetas electrónicas, 14-4 Actuadores: definición, 1-2 eléctricos, 8-13 hidráulicos, 8-11 manuales, 8-11 mecánicos, 8-11 pneumáticos, 8-11 velocidad, 1-17 Acumuladores, funcionamiento, 18-1: aplicaciones, 18-4 descarga del acumulador, 19-5 descarga de la bomba, 19-5 Acumuladorcs ripos: a superficic libre, 18-2 de contrapeso, 18-1 de muclle, 18-2 de membrana, 18-4 de pistón, 18-2 de vejiga, 18-4 Aeración, 1-8 Aditivos, fluido hidráulico, 3-9 Aisladores eléctricos, 9-7 Aislamiento, 18-14 Aislamiento a tierra, 9-47 Aislamiento de los cables, 9-50 Aislamientos: de la línea desde la máquina al depósito, 18-15 de la bomba utilizando una manguera, 18-15 de las bancadas de la bomba y motor, 18-14 Amortiguación de los cilindros, 7-11 Ampacidad de un conductor, 9-50 Amperímetros: conexiones, 9-14 observación de la polaridad, 9-14 seguridad, 9-14 uso, 9-14 Amplificadores: para aplicaciones generales, 13-15

analógicos normalizados, 15-12 definición, 13-1 operacionales, 13-4 de control electrónico, 14-3 transistores, 13-1 Amplitud y frecuencia de los sonidos, 16-30 Anillos de apoyo, 4-16 Anillos del pistón, 4-18 Anillos tipo "T", 4-17 Anillos de refuerzo, 4-11 Aparatos de medida, 18-8, 9-13 Aplicaciones digitales, 16-3: controlador lógico programable, 16-9 lógica del relé, 16-3 microprocesadores y controles industriales, 16-8 transmisión paralela de datos, 16-13 transmisores de datos digitales, 16-12 transmisión serial de datos, 16-13 Aplicaciones de los transformadores, 9-34 Avance diferencial, 19-11 Atenuador: funcionamiento del potenciómetro, 9-24 Atmósfera, 2-4

B Baja presión: protección del molde, 19-47 funcionamiento, 19-1 Barómetro de mercurio, 2-4 Bernoulli, teorema de, 2-10 Bit más significativo (HSB), 16-27 Bit menos significativo (LSB), 16-27 Blindaje eléctrico, 9-54 Bloque: cierre, 19-46 inyección, 19-36 presión/caudal (P/Q), 19-33 Bombas de desplazamiento fijo, 17-2 Bombas de desplazamiento positivo, 17-2 Bombas de desplazamiento no positivo, 17-3 Bombas de engranajes, 17-3 Bombas de paletas, 17-6: diseño no equilibrado, 17-9 tipo cuadrado, 17-13 tipo de alto rendimiento, 17-13 Bombas de pistones: axiales, 17-17

1-1

Hidráulica Industrial VICKERS

en ángulo, 17-29 radiales, 17-17 Bombas dobles, 17-15 Bombas gerotor, 17-6 Bridas de conexión de las tuberías, 5-4

e Cables eléctricos, 9-47: caída de tensión, 9-47 conductores, 9-47 dimensiones, 9-47 material aislante, 9-47 resistencia, 9-50 trenzados, 9-47 Caída de tensión de un conductor, 9-51: fórmulas, 9-51 Carga de presión, 2-4 Cargas eléctricas, ley de las, 9-5 Carrera de extrusión/control de la contrapresión, 19-40 Cartucho de recambio, bombas de paletas, 17-15 Catalizadores, fluido hidráulico, 3-8 Caudal: caudal y velocidad, 2-9, 14-13 controles, 6-11,11-1 - 19-30 control por válvula de cartucho para roscar, 12-24 control por válvula de cartucho para insertar, 12-1 medida, 2-9 nominal de una bomba, 17-1 principios, 2-9 Caudaüme~os,18-10 Cavitación, 6-3 Centro abierto, corredera, 8-16 Cen~o cerrado, corredera, 8-16 Centro crítico y centro cerrado, 15-14 Centro tandem, corredera 8-16 Cen~o flotante, 8-16 Chasis, ver tierra (conexión a), 9-45 Cierre: bloque, 19-46 cierre, 19-46 cierre abierto con circuito diferencial, 19-48 circuito de seguridad, 19-48 presurización del cierre/cambio prellenado, 19-47 Cilindros hidráulicos, 7-1: amortiguación, 7-11 básicos de doble efecto, 7-3 de doble vástago, 7-3 capacidades de caudal y presión, 7-5 características técnicas, 7-7 fórmulas para aplicaciones, 7-5 construcción y funcionamiento, 7-3 instalación y localización de averías, 7-14

1-2 - - - - - -

montaje, 7-5 símbolos gráficos, Ap. 8-8: tandem, 7-3 telescópicos, 7-2 tipos, 7-1 Circuitos: AND,16-18 controlados de cierre, 19-5 de descarga, 19-] de regulación a la entrada, 11-1 de regulación a la salida, 11-1 de regulación en derivación, 11-2, 19-5 de secuencia, 19-27 diferenciales, 19-5 eléctricos abierto y cerrado, 9-7 lógicos básicos, 16-18 OR,16-18 Cloropreno, 4-19 Código para contaminantes sólidos (ISO), 6-16 Coladores, 6-29 Compatiblidad, fluidos, 6-36 Compensación: por presión, 11-9 por temperatura, 11-13 zona inactiva, 14-3 Compensadores: bomba de paletas, 17-9 bomba de pistones, 17-25, 17-29 limitador de presión, 17-25 motor de pistones, 7-36 sensor de carga, 17-25 Componentes del depósito, 5-1: filtros de aire, 5-1 placas separadoras, 5-3 tapas de limpieza, 5-3 Componentes giratorios, 2-14 Comprobación: diodos rectificadores, 9-44 relés, 9-43 solenoides, 9-43 transformadores, 9-44 Conductores: ampacidad, 9-50 blindados, 9-54 corriente, 9-5 flexibles, 9-50 Conexiones eléctricas, 9-52: con bordes terminales tipo tomillo, 9-53 con empalmes planos, 9-53 de compresión sin soldadura, 9-53 de realimentación, J4-7 para prensado de terminales, 9-47

Indlce

Conexiones de mando a distancia (venting) 10-3 Conexiones válvula direccionales, 8-1 Conservación de la energía, principio de la, 1-2 Contaminación: autogenerada, 6-20 control de la, 6-1 definición, 6-4 efecto sobre la maquinaria, 6-1 en los controles de presión, 6-10 fallos en los componentes, 6-9 fuentes de, 6-18 ingresada durante la instalación y servicio, 6-20 medida, 6-11 niveles de tolerancia, 6-18 prevención, 4-18 Control electrónico de la servoválvula SM4, 15-12 Control sin realimentación, 14-9 Controlador lógico programable, 16-9 Controles: de caudal, 6-11,11-1, 19-36 de caudal no compensado por presión, 11-9 de caudal tipo cartucho para insertar no compensado por presión, 12-21 de desplazamiento variable, 7-42 de dirección, 8-1 cartuchos para roscar, 12-24,12-27,12-40, 12-47 de la válvula de seguridad, 10-3 directos, 10-17 de presión, 10-1, 15-2 limitadores de presión,17-25 remotos, 10-3,10-17 sensores de carga, 17-25, 19-36 Controles del amplificador electrónico, 14-3 Controles industriales y microprocesadores, 16-8 Conversión de analógico a digital, 16-30 Conversión de digital a analógico, 16-30 Correderas: centradas por muelles, 8-16 de centro tandem, 8-19 de las servoválvulas, 15-2 simétricas y no simétricas, 14-11 Corrosión y prevención de la oxidación, 3-9

D Defmiciones: actuadores, 1-2 amplificadores, 13-1 bombas, 1-2 coladores, 6-29 contaminación, 6-4 filtros, 6-32 micrómetro, 6-4

potencia, 1-22 presi6n, 1-2 señales analógicas,16-1 señales digitales,16-1 trabajo, 1-22 válvulas antirretomo, 8-1 viscosidad, 3-3 Depósitos, 5-1: dimensiones, 5-6 diseño en montaje modular, 5-5 funciones, 5-1 Depósitos normalizados, 5-4: aislamiento de la manguera 18-15 aislamiento del motor y de la bomba,18-14 en forma de L, 5-4

nc, 5-4 modificaciones, 5-5 Descompresión del aceite, 19-48 Descompresión de la fusión, 19-36 Desemulsibilidad del fluido hidráulico, 3-9 Desplazamiento: bomba fija, 17-3 bomba hidráulica, 17-1 bomba no positiva, 17-3 bomba positiva, 1-8, 17-2 motor hidráulico, 7-15 Diferencia de potencial eléctrico, 9-7 Diodo rectificador, 9-35 Diseño de un sistema hidráulico sencillo, 1-25 Dispositivos amortiguadores del ruido, 18-11: acoplamientos, 18-15 aislamiento de la línea, 18-15 Dispositivos y controles electrónicos, 14-3: compensación de la zona inactiva, 14-3 conexión de realimentación, 14-7 dither, 14-3, 15-2 funciones de rampa, 14-7 modulación por impulsos,14-7,16-31 realimentación por corriente, 14-7

E Efecto Venturi, 2-14 Efectos de la contaminación en la maquinaria industrial, 6-1 Electricidad: cables, 9-47 cargas, ley de las, 9-5 conexiones, 9-52 datos, apéndice D dispositivos, 9-22 elementos básicos de un circuito, 9-1 medida de cantidades, 9-11

1-3

l Hidráulica Industrial VICKERS

seguridad, 9-54 tierra, 9-44 Electrohidráulica: dispositivos digitales, 16-1 servoválvulas, 15-2 válvulas proporcionales, 14-1 Electromagnetismo, 9-25: accionamiento manual, 9-31 armadura bañada en aceite, 9-26 entrehierro, 9-25 fallos de la C.A., 9-28 solenoides, 9-25 Empaquetadoras de compresión, 4-19 Energía: cinética,2-14 potencial, 2-14 principio de conservación, 1-2 Enlace digital directo, funcionamiento de la servoválvula SM4, 15-12 Equilibraje hidráulico: bomba de paletas, 17-10 motor de paletas, 7-32 válvula de seguridad, 10-1 Escalas: presión. 2-4 vacío, 2-4 Estrangulador piloto, 8-21

F Fallos de los componentes, 6-4: catastróficos, 6-6 contaminación, 6-9 degradación, 6-9 intennitentes, 6-6 Filtración de CC pulsante, 9-36 Filtración en derivación, 6-32 Filtros, características técnicas: capacidad de caudal, 6-34 capacidad de contaminación, 6-34 capacidad de presión, 6-35 construcción, 6-36 defmición, 6-32 elementos filtrantes, 6-36 indicadores,6-37 localización, 6-29 Filtros, tipos: de aire, 5-1 de aspiración, ver coladores, 6-29 de presión, 6-29 de retorno, 6-29

1-4

Fluidos hidráulicos: aceites, 1-4,3-10,6-19 aditivos, 3-10 catalizadores, 3-9 desemulsibilidad,3-9 estanqueidad,3-1 filtración, 15-12 finalidad, 3-1 lubrificación, 3-1,3-7 nivel visual, 2-10 propiedades, 3-3 punto de fluidez, 3-8 refrigeración, 3-1 resistencia a la oxidación, 3-8 viscosidad,3-3 Fluidos ininflamables: a base de agua, 3-11 agua en aceite, 3-11 agua-glicoles, 3-12 sintéticos, 3-13 Ruor-plástico,fluorelastómerosy juntasde plástico,4-19 Fónnulas para aplicaciones de los cilindros, 7-5 Fónnulas para aplicaciones de los motores hidráulicos, 7-16 Fónnulas para las caídas de tensión en un conductor, 9-51 Frenado: circuito, 19-27 funcionamiento de la válvula, 10-20 Fuentes de alimentación de C.A. y C.C, 9-9 Fuentes de contaminación, 6-18 Fuerza constante: solenoides, 14-2 válvulas proporcionales, 14-2 Fuerza electromotriz, 9-9 Fugas: externas, 4-12 internas, 4-11 prevención, 4-20 Función de control, 19-36 Funciones en escalón,14-7 Funciones en rampa, 14-3, 14-7 Fusión, 19-36

G Ganancia: amplificador en lazo abierto, 13-6 amplificador en lazo cerrado, 13-7 Generador de par, 7-32: tipo de paletas, 7-36 tipo de pistones, 7-36 Grados ISO de viscosidad, 3-6

7 Indice

H Hidráulica: símbolos gráficos, apéndice B transmisión de potencia, 1-2,3-1 ventajas, 1-2 Hidrodinámica, 2-4 Hidrostática, 2-4 Hidrostato: válvula proporcional de control del caudal, 14-22 válvula proporcional pilotada de control direccional, 14-27 Histéresis: válvulas proporcionales y servoválvulas, 15-14 Holguras de los elementos mecánicos, 6-3

Indicaciones para la limpieza, 6-22 Indicadores del estado del filtro, 6-37 Indice de viscosidad, 3-4 Instalación: aparatos de medida, 18-10 mangueras, 4-10 Intercambiadores de calor, 5-6 Interferencias electromagnéticas, 9-53 Interruptores de final de carrera (cilindros), 7-12 Inversión del sentido de rotación de una bomba, 17-10 Inyección: bloque, 19-36 hacia adelante, 19-47 por moldeo, 19-27 ISO, 8-23: código de contaminación, 6-16 grados de viscosidad, 3-7

J nc, diseño del depósito, 5-4 Juntas, 4-11 : anillo T, 4-16 de labio, 4-17 de vaso, 4-18 del cilindro, 7-7 dinámicas, 4-16 estáticas, 4-12 fluido hidráulico, 3-1 fluor-plástico, fluor-elastómeros y plástico, 4-19 materiales, 4-10 retén para estanqueidad a altas presiones, 4-15 tóricas "O", 4-16

L Lazo cerrado y digital, 16-24, 16-30 Leyes:

cargas eléctricas, 9-1 Ohm,9-18 Pascal, 1-1 Watt,9-21 Limpieza: componentes hidráulicos, 6-20 control, 6-12 establecimiento y mantenimiento, 6-27 sistema, 6-22 tuberías, 6-20 Linealidad de las servoválvulas, 15-17 Líneas: drenaje, 2-14,Ap. B pilotaje, 2-14, Ap. B presión, 2-14, Ap. B Llenado de aceite limpio, 6-23 Localización de averías en los dispositivos eléctricos, 9-36 Localización de averías en los sistemas hidráulicos, Ap.E Lógica positiva, 16-27 Lubrificación del fluido hidráulico, 3-1

M Mando analógico, 16-1 Mando digital: dispositivos electrohidráulicos, 16-1 servocontrolador, 16-31 técnicas y ventajas, 16-15 Mangueras: accesorios, 4-6 dimensiones, 4-6 factor de seguridad, 4-6 flexibles, 4-6 instalación, 4-10 Manómetros, 18-9 Margen de sobrepresión, 10-1 Medidas: aumentos y disminuciones de tensión, 9-9 cantidad y tamaño de las partículas contaminantes, 6-11 caudal, 2-9 corriente eléctrica, 9-5 potencia eléctrica, 9-11 resistencia eléctrica, 9-10 tensión eléctrica, 9-9 Métodos para el análisis del tamaño de las partículas, 6-15: eléctrico, 6-15 geométrico, 6-15 magnético, 6-15 óptico, 6-15

1-5

Hidráulica Industrial VICKERS

Métodos para tomar muestras del fluido hidráulico, 6-12: depósito, 6-18 dinámico, 6-12 en línea, 6-15 estático, 6-12 ratonera, 6-12 régimen laminar, 6-12 Micra, definición, 6-2 Microprocesadores y controles industriales, 16-8 Modulaciónpor impulsos,14-7,16-31 Motor par, 7-15 Motores hidráulicos: compensador por presión, 7-38 desplazamiento, 7-15 fórmulas, 7-16 par de arranque, 7-15 rendimiento mecánico, 7-15 Motores hidráulicos, tipos: de engranajes, 7-22 de paletas, 7-32 de par elevado y baja velocidad, 7-20 de pistones en ángulo, 17-36 de pistones en línea, 7-36 de tornillo, 7-37 oscilantes, 7-37 radiales, 7-36 Muescas reguladores de caudal, 14-22 Multiplicador de presión, 18-5

N NFPA, 8-22 Nitrilo, 4-16 Nivel del fluido hidráulico, 2-10 Nivel visual del depósito, 5-1 Niveles lógicos, 16-27 Nomograma para el cálculo de diámetros de tubería, 4-8 Normas de montaje, 8-22 Número de posiciones de las válvulas direccionales: fmitas/infinitas, 2- 14 Número de vías en las válvulas direccionales, 8-1 Números: binarios, 16-23 SAE,3-7 schedule,4-1

Orificio,

1- 13

Orificios de los cilindros, 7-12

p Paneles de control, 11-14 Par de un motor, 1-22, 7-15 Partículas, tamaño mínimo: 6-32 Pascal, principio de: 1-1 Pérdida de carga, 1-13,2-5,2-9,6-35,8-26 Pilotaje hidráulico: controles de dirección de cartucho, 12-7, 12-27 válvulas antirretorno, 8-4 válvulas de secuencia, 10-8 válvulas de seguridad, 10-1 válvulas direccionales proporcionales, 14-29 válvulas reductoras de presión, 10-12 Placa separadora, 5-3 Posiciones de la corredera, 8- 16: centrada por muelles, 8-16 dos posiciones, actuada para centrar 8-16 dos posiciones, con retención mecánica, 8-16 dos posiciones, retorno por muelle, 8-16 Potencia: 9- 11 definición, 9- 11 fuentes de, CNCC, 9-9 unidades de medida, 9-11 Potenciómetros, 13- J2 Presión: absoluta, 1-13 atmosférica, 1-8, 2-4 de abertura de una válvula de seguridad, 10-1 de trabajo, 1-13 Presostatos, 18-5 Prevención: contaminación, 4-18 fugas, 4-20 oxidación y corrosión, 3-9 Principios: caudal y presión, 2-1,2-9 fundamentales de la hidráulica, 2-1 hidráulica básica,l-l Propiedades de los fluidos hidráulicos, 3-3 Protección del molde, 19-40 PSI y PSIA, 2-4 Punto de fluidez, 3-8 Punto de referencia cero, 9-36

o

R

Ohm, ley de, 9-18 Ohmímetro, 9-17 OR, circuito, 16-18 Organizaciones de normalización, 8-22

Racores: abocardados, 4-2 con anillo de compresión, 4-2 con rosca cilíndrica y junta tórica "0",4-2

1-6

Indlce

de compresión, 4-2 manguera flexible, 4-6 Realimentación: conexión, 14-7 control, 14-9 estrangulamiento, 14-26 mecánica, 15-2,15-10 por corriente, 14-7 Rectificadores: diodo, 9-35 rectificación de media onda, 9-35 rectificación de onda completa, 9-35 Refrigeración del fluido hidráulico, 3-1: por agua, 5-6, 5-7 por aire, 5-7 Régimen laminar, 2-10, 6-12 Régimen turbulento, 2-10, 6-12 Relación beta, 6-34 Relación de abertura de una válvula antirretorno pilotada, 8-4 Relación de áreas, válvulas de cartucho para insertar, 12-2 Relaciónes de tolerancia para la contaminación de un componente, 6-/8 Relaciones fundamentales en los circuitos eléctricos, 9-18 Relés: aplicaciones, 9-33 comprobación, 9-43 funcionamiento, 9-32 lógicos, 16-3 Rendimiento volumétrico,17-1 Representación de datos, 16-27 Resistencia a la oxidación, 3-8 Resistencia eléctrica, 9-10 Resistencia eléctrica de un cable, 9-50 Resistencias calefactoras, 5-6 Resistencias en serie, 9-25 Retenes, 4-19

s SAE, designaciones del aceite, 3-7 Secuencia: circuitos, 19-27 válvulas, 10-8 Seguridad eléctrica, 9-54 Señales: analógicos, /6-1 digitales, 16-1 Servocontrol, proceso digital, 16-31 Servoválvulas:

de dos etapas, 15-2 de una etapa, 15-2 mecánicas, 15-1 tipo boqui1la, 15-8 tipo chorro,15-8 tipo SM4, 15-9 Silicona, 4-20 Símbolos gráficos, 2-/4, 12-46. Ap. B Sistema digital y en cadena cerrada, 15-12, 16-30 Sistemas de análisis del tamaño de las partículas, 6-15 Sistemas de control del caudal, 11-1: regulación a la entrada, //-1 regulación a la salida, 11-1 regulación por derivación, 11-2 Sistemas de mando de las válvulas direccionales, 8-1 Sistemas de montaje, válvulas direccionales: válvulas antirretorno, 8-19 válvulas tipo corredera deslizante, 8-9 Solenoides,9-25: de C.A., 9-26 de C.C., 9-26 cntrehierro de aceite, 9-26 entrehierro de aire, 9-25 fallos, 9-28 fuerza constante, 14-2 funcionamiento, 8-11, 9-26

T Tablas de caída de tensión en los cables, 9-51 Tamaño mínimo de las partículas atrapadas, 6-32 Técnicas digitales, 16-1 Teorema de Bernoulli, 2-10 Tierra, 9-44: común (chásis), 9-45 Torricelli, 2.4 Trabajo, 1-19 Transformadores, 9-34 Transistores como amplificadores, 13-1 Transmisión de datos en paralelo, 16-13 Transmisión de datos en serie,16-12 Tramsmisión de la potencia eléctrica, 1-2,3-1 Transmisión digital de datos,16-12 Transmisión serial de datos, 16-13 Tuberías: acero, 4-1, Ap. e dimensiones y requerimientos, 1-21.Ap. C velocidad del aceite,/-19,Ap. e Tubos gas: estangveidad, 4-1 dimensiones, 4-1 estanqeidad,4-1 instalación, C-15

1-7

Hidráulica Industrial VICKERS

preparación, e -15 Tubos limitadores de carrera, 7-12 Tubos miLimétricos: accesorios, 4-6 dimensiones, 4-2 instalación, e -15

U Unidades de medida: corriente, 9-5 potencia, 9-11 resistencia, 9-10 tensión, 9-9

V Vacío, 2-9: a la entrada de una bomba, 1-8 medida del, 2-4 Válvulas: de accionamiento directo, 8-9 de cuatro vías, 8-9 de dos etapas, 8-19,8-20,8-21 de dos posiciones, 8-16 de dos vías, 8-9 de infinitas posiciones, 2-14 de tres posiciones, 8-16 de tres vías, 8-9 giratorias, 8-23 sistemas de montaje, 8-9 Válvulas convencionales: antirretorno, 8-1 de descarga, 10-17 de equilibraje, 10-20 de frenado, 10-20 de prellenado, 8-29 de secuencia, 1O-11,10-17 de seguridad pilotadas, 10-1 de seguridad simples, 10-1 de seguridad y descarga para acumuladores, 10-12 deceleradoras, 8-23 direccionales, 6-10, 8-1 reductoras pilotadas, 10-13 reductoras simples, 10-13 reguladoras de caudal, 2-9,12-39 Válvulas de cartucho: controles de caudal para insertar, 12-21 controles de caudal para roscar, 12-47 controles de dirección para insertar, 12-7 controles de dirección para roscar, 12-27 controles de presión para insertar, 12-20 controles de presión para roscar, 12-40 para insertar, 12-1

para roscar, 12-24 ventajas, 12-1 Válvulas proporcionales, 14-1: aplicaciones, 14-35 controles de caudal, 14-22 y 12-22 controles de presión, 14-17 controles dircccionales, 14-27 principios hidráulicos básicos, 14-11 Velocidad, 1-19, 2-9 Velocidad de un cilindro, 1-19, 7-5 Velocidad de un motor hidráulico, 7-15 Velocidad del aceite en las tuberías, 1-/9 "Venting" 10-3, 12-17, 19-1 Orificio de mando a distancia o de descarga a presión reducida, 10-3 Viscosidad: absoluta, 3-3 cinemática, 3-4 definición, 3-3 del fluido hidráulico, 3-3 dinámica, 3-3 grados ISO, 3-7 índice de, 3-7 números SAE,3-7 SUS, 3-4 Voltímetro, 9-13, 9-15 Voltio, 9-7

1-8

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Vickers, Incorporated Training Center 2730 Research Drive Rochesler Hills, Michigan 48309-3570

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