FLUIDOS PARA SISTEMAS HIDRÁULICOS
Función de un La función principal de un sistema hidráulico es la de transmitir potencia, controlar fuerza y energía, a través de medios mecánicos, eléctricos o fluidos, estos últimos, manejados a presión en un sistema cerrado.
Bases que rigen la Hidráulica La hidráulica está basada en algunos principios físicos que rigen su funcionamiento. El Teorema de Pascal es uno de ellos. Teorema de Pascal: La presión ejercida en un líquido contenido en un sistema cerrado, se transmite íntegramente en todas direcciones y actúa con una fuerza igual en todas las áreas que toca F1 F2
Fuerza y Presión Presión: Se define como la fuerza ejercida en un área determinada. P = F / A P (presión) F (fuerza) A (área) A F La diferencia de los tamaños de las áreas hace que la fuerza aplicada se multiplique en la misma proporción. La presión en un sistema hidráulico será la fuerza que se opone al movimiento libre del fluido. F A F1 F2
Ventajas La transmisión de potencia por fluidos otorga ventajas como: La fuerza se transmite en cualquier dirección. Se puede variar fuerza y velocidad en grandes rangos. Menor perdida de potencia. Suavidad de operación. Fácil automatización. Fácilmente reversible (sin parar). Todo lo anterior reflejado en ahorros, mayor economía.
Depósito Líneas o Tuberías Tapones Filtros Bombas Válvulas Actuadores Fluidos
Depósito Tiene como función principal: Contener el fluido que abastece el sistema. También desempeña funciones secundarias: Disipar calor. Decantar contaminación. Separador de aire. Separador de agua. Su tamaño debe de ser de 2 a 3 veces por cada galón que maneje la bomba.
Tipos de Bombas Para los sistemas hidráulicos, se utilizan bombas del tipo desplazamiento positivo, siendo las más comunes: Bombas de Engranes Bombas de Paletas Bombas de Pistones Nota: las bombas sólo entregan gasto, no presión.
Bombas de Engranes Tienen como características principales: Se utilizan en sistemas con presiones hasta de 3000 psi. No les afectan en gran consideración los contaminantes. Son económicas.
Bombas de Paletas Estas bombas presentan las siguientes características: Manejan presiones hasta 3000 psi. Son de desplazamiento variable o fijo. Presentan un diseño balanceado y no balanceado. Son sensibles a la contaminación.
Bombas de Pistones Presentan como características: Manejan presiones hasta de 10,000 psi. Son sensibles a la contaminación. Su desplazamiento puede ser variable o fijo.
Bombas Comparación entre bombas Engranes Paletas Pistones Presión Promedio 500 psi 1000 psi 3000 psi Presión Máxima 3000 psi 3000 psi 10000 psi Eficiencia Regular Buena Excelente Duración Regular Buena Excelente
Válvulas Válvulas direccionales: Desvían el flujo de un punto a otro. Válvulas controladoras de flujo: Algunas desvían el exceso de fluido del ajuste regulador. Válvulas controladoras de presión: Regulan la presión en el sistema, y pueden ser conocidas como de alivio, de descarga o reductoras de presión.
Válvula de Control Direccional Válvula de Presión Cilindro Hidráulico Sistema completo Bomba Linea de Retorno Filtro Tanque
Fluidos Hidráulicos Funciones de los fluidos hidráulicos Transmitir potencia. Enfriar. Mantener presión. Lubricar piezas móviles. Sellar.
Fluidos Hidráulicos Propiedades Las propiedades que debe cumplir un fluido hidráulico son: Viscosidad adecuada. Un buen índice de viscosidad. Baja compresibilidad. Compatibilidad con sellos, juntas y pinturas. Resistencia a la oxidación. Excelente lubricidad. Resistencia a la formación de espuma. Excelente demulsibilidad. Resistencia a la herrumbre y corrosión.
Fluidos Hidráulicos Índice de viscosidad El fluido hidráulico al estar en constante circulación y al estar pasando por restricciones, tiende a calentarse, por lo que sufre un adelgazamiento en su viscosidad. Un buen índice de viscosidad permite que el fluido hidráulico mantenga variaciones muy ligeras de viscosidad por efectos de temperatura. De no ser así, se presentarían movimientos erráticos y contactos metálicos. Para un fluido hidráulico se considera que un valor de 95 (como mínimo) es efectivo para su índice de viscosidad.
Fluidos Hidráulicos Viscosidad baja Cuando la viscosidad es baja provoca: Minimiza la lubricación dinámica. Fugas internas y externas. Contacto y desgaste metálico en bombas y válvulas. Pérdidas de presión. Disminuye la eficiencia del sistema, menor precisión.
Fluidos Hidráulicos Resistencia a la oxidación La oxidación del aceite es provocada por: Contacto excesivo con oxigeno (aire, fugas, retornos fuertes, depósito pequeño, flujo turbulento) Elevada temperatura (10ºC arriba de 80ºC duplica la oxidación del aceite) Contacto con ciertos metales (Plomo, Hierro, Cobre, Cinc y Cadmio)
Fluidos Hidráulicos Baja formación de espuma La formación de espuma en los fluidos hidráulicos provoca movimientos erráticos en el sistema, ya que el aire es un fluido compresible y acelera la formación de oxidación. Las causas principales de formación de espuma son: Línea de retorno al depósito muy alta. Fugas en las líneas de succión de la bomba. Depósitos pequeños. Flujos turbulentos. Línea de retorno no llena.
Fluidos Hidráulicos Demulsibilidad La demulsibilidad en los fluidos hidráulicos es muy importante, ya que se refiere a la rápida separación del aceite con el agua, un fluido hidráulico contaminado con agua provoca merma de la película lubricante, permitiendo el contacto metálico, la oxidación del aceite y la herrumbre en partes ferrosas. Las posibles fuentes de contaminación con agua son: Condensación de la humedad del aire. Intercambiador roto. Salpique externo.
Fluidos Hidráulicos Mantenimiento de los fluidos Un buen mantenimiento de los fluidos hidráulicos consiste en: Almacenar y manejar correctamente el fluido. Seleccionar el fluido correcto. Prevenir los arrastres de aire del sistema. Mantener temperaturas de operación por debajo de los 60ºC. Mantener limpios los sistemas. Tener un control de fugas.
Fluidos Hidráulicos Fugas Las fugas son determinantes para mantener en buen estado del fluido y los equipos, ya que aparentemente las fugas son de adentro hacía afuera, pero son por ellas que puede haber introducción de contaminantes. Sin embargo, lo más representativo es que las fugas son pérdidas económicas muy grandes. Por ejemplo: Una gota de aceite cada segundo representa 1533 litros de aceite por año, cantidad considerable.
Fluidos Hidráulicos Tipos de fluidos hidráulicos Minerales (Parafínicos) Minerales (Polialfaolefinas) Minerales (Agua-glicol, agua-aceite)
Fluidos Hidráulicos Minerales Productos con características Antiherrumbrantes y Antioxidantes: Turbinas ISO 32 Turbinas ISO 46 Turbinas ISO 68 Productos con características antidesgaste: Hid 150 ISO 32 Hid 220 ISO 46 Hid 300 ISO 68
Fluidos Hidráulicos Sintéticos y resistentes al fuego Productos sintéticos premium antidesgaste: Synfilm Syndraulic Parafilm Byo-Syn (Biodegradable) Productos resistentes al fuego: Hidráulico Fluido FR-46