AUIN 1314 motor G20. Motores Oleohidráulicos (Hidraulicos) Contingut

Transcripción

1 Contingut 1 Motores Oleohidráulicos (Hidraulicos) 1.1 Principio básico de funcionamiento 1.2 Tipos de motores hidráulicos Motores de engranajes y paletas Motores GeRotor Motores de pistones paralelos Motores de piñón y cremallera 1.3 Instalación y control de motores hidráulicos 1.4 Referencias consultadas Motores Oleohidráulicos (Hidraulicos) AUIN 1314 motor G20 Motor hidráulico, en él se aprecian los orificios de entrada y salida (a la izquierda) y el eje rotativo Un motor hidráulico es un actuador mecánico que convierte la energía de presión y de flujo que almacena de un líquido en par y desplazamiento angular. La presión se convierte en par, y el caudal en velocidad de giro. Desde un punto de vista ideal, los motores hidráulicos podrían ser reversibles y hacer las funciones de bomba hidráulica, aunque a la práctica, la mayoría de veces esto no se puede llevar a cabo por las características constructivas de ambos elementos. En comparación con los motores eléctricos, los hidráulicos entregan un par más elevado a regímenes de velocidad inferiores. Por contra, la instalación de un motor eléctrico es más simple que la de uno hidráulico, que es mas difícil de alimentar dadas las características de los fluidos (pérdidas de carga, fluidos a alta presión, degradación del fluido, etc.) Cabe decir que los motores oleohidráulicos son un tipo concreto de motores hidráulicos que utilizan como fluido el aceite, de ahí su nombre. Las ventajas e inconvenientes de utilizar aceite como fluido son: Ventajas - Fácil regulación de la velocidad, ya que es posible regular el cabal de aceite-agua de manera que también se regule la velocidad. - Transmisión de grandes potencias. - Control de la posición, gracias a la incompresibilidad del fluido utilizado. - Reversibilidad de los conductos, con capacidad de circular el líquido en ambos sentidos. - Protección del sistema, gracias a la posibilidad de utilizar válvulas de seguridad. - Posibilidad de arranque y detención en carga. - No corrupción por óxido de los conductos. - Lubricación directa. Inconvenientes - Es un sistema más lento, caro y complejo que otros (P.e. neumático). - Sólo puede transmitir energía, no almacenarla.

2 Principio básico de funcionamiento Símbolos con los que se identifica un motor hidráulico en una instalación El principio de funcionamiento de estos motores se basa en introducir un caudal y transformar el empuje del mismo en un movimiento de rotación mediante los diferentes elementos constructivos que los forman. Esquema de funcionamiento de un motor hidráulico En función de la aplicación a la que se destinan, existen diversos tipos de constitución mecánica. Tipos de motores hidráulicos Motores de engranajes y paletas

3 Esquema de funcionamiento de un motor hidráulico de engranajes Constructivamente tienen dos engranajes, uno sobre el que se dispone el eje de salida y otro intermedio. Se introduce el aceite a alta presión a través del orificio de entrada y se hace incidir sobre la periferia de los engranajes, creándose un par de fuerzas que los hace rotar. Posteriormente el aceite sale del motor a través del orificio de salida. Estos motores pueden sentir en ambos sentidos de giro (horario y anti-horario) por lo cual la función de los orificios se puede intercambiar para dicho fin: el orificio de entrada puede hacer las veces del de salida y viceversa. Son motores robustos, es difícil que sufran una ruptura que los deje inservibles a comparación de otros motores hidráulicos. Los engranajes se van desgastando gradualmente, perdiendo rendimiento el motor, hasta que al final éste se vuelve inservible. Pueden girar a un régimen alto de revoluciones, pero en cambio el par que entregan es pequeño. El rendimiento que ofrecen depende de la velocidad a la que trabajan. Los motores de engranajes pierden rendimiento a bajas velocidades. En contraposición, los de paletas tienen mejor rendimiento a bajas velocidades. A continuación se muestra un vídeo con una animación descriptiva del funcionamiento de estos motores. Motores GeRotor Animación del funcionamiento de un motor GeRotor Constructivamente son comparables a los motores Wankel. Se introduce el fluido entre un engranaje rotor con "n dientes" solidario al eje y una cavidad que lo contiene con "n dientes + 1". Al incidir el fluido en el espacio entre el rotor y la cavidad, se produce la rotación. Se caracterizan por entregar un par medio-alto a velocidades medias-bajas. En el siguiente vídeo se muestra una animación de un tipo de motor GeRotor para facilitar la comprensión de su funcionamiento.

4 Motores de pistones paralelos Esquema de un motor hidráulico de pistones paralelos Formado por dos pistones que se mueven de forma paralela entre ellos al ser incididos por el fluido. Cada pistón se encarga de hacer rotar el eje en un sentido de giro. Con este tipo de motor, no se consiguen revoluciones completas, sino que lo que se obtiene son giros de aproximadamente 100º. Motores de piñón y cremallera Esquema de un motor hidráulico de piñón cremallera Un émbolo contiene un cilindro dentado que engrana con un piñón. El cilindro puede ser incidido por el fluido tanto por la derecha como por la izquierda, consiguiendo así que el piñón gire en sentido horario o anti-horario. Existen aun más tipos de motores, que no se muestran ya que con los explicados anteriormente se cubre un amplio abanico de aplicaciones. Instalación y control de motores hidráulicos Para poder utilizar un motor hidráulico es necesario disponer de una instalación hidráulica que proporcione el el fluido en las condiciones necesarias para el funcionamiento del mismo. Así pues, para instalar un motor hidráulico se necesitan, principalmente dos conductos: uno que proporcione el fluido al motor, y otro que lo evacue del mismo. Además de estos dos conductos, también será necesario tener un tercero para cuando sea necesario hacer un drenaje del motor. Para regular la velocidad del motor, la mayoría de veces es necesario actuar sobre el caudal entrante (o saliente) del motor con, por ejemplo, válvulas de estrangulamiento (mecánicas, electromecánicas...). Para ello, hay que tener en cuenta que los rendimientos de estos motores pueden variar en función de la velocidad en que se los haga trabajar. Un esquema de la instalación de un motor hidráulico controlado por válvulas de estrangulamiento podría ser el siguiente:

5 Con este simple circuito se podría comprobar, por ejemplo, como varia la velocidad en función del caudal que atraviesa el motor controlando el tiempo de llenado del tanque. Referencias consultadas [1] FREESTUDY: Página con información del ámbito de la ingenieria. [2] Slideshare: Texto con teoria del funcionamiento de motores hidráulicos por Carlos Muñiz Cueto. [3] Youtube: Diversos vídeos (como los que se adjuntan) con animaciones que facilitan la comprensión del funcionamiento de estos motores. [4] Catálogos: Diversos catálogos de fabricantes de motores, con curvas de par-velocidad, etc. [5] InterEmpresas: Ventajas e inconvenientes de la oleohidráulica.