09/05/2014

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Capitulo 8

Fluidos Hidráulicos

Objetivos del Fluido Hidráulico

• Transmitir potencia hidráulica desde la bomba hasta el motor o cilindro hidráulico.

• Lubrificación entre las partes móviles y fijas.

• Estanqueidad.

• Disipación (refrigeración) del calor generado en el circuito.

• Protección frente a la corrosión.

• Remover contaminación por abrasión, suciedad, agua, aire, etc.

• Amortiguar vibraciones.

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• Función Lubricante • Función de estanqueidad

• Función refrigerante.

Requerimientos de calidad

• Impedir la oxidación.

• Impedir la formación de lodo, goma y barniz.

• Reducir la formación de espuma.

• Mantener su propia estabilidad y por consiguiente reducir el costo del cambio del fluido.

• Mantener un índice de viscosidad relativamente estable entre amplios límites de temperatura.

• Impedir la corrosión y la formación de picaduras.

• Separar el agua.

• Compatibilidad con cierres y juntas.

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Propiedades de los fluidos

1. Densidad

– Debe ser lo mas bajo posible

Propiedades de los Fluidos

2. Viscosidad

Viscosidad muy alta: • Elevada resistencia al flujo • Alto consumo de potencia debido a

pérdidas por rozamiento. • Elevada temperatura causada por la

fricción. • Aumento de la caída de presión

debido a la resistencia. • Posibilidad de que el funcionamiento

se haga mas lento. • Dificultad de separar el aire del

aceite en el deposito.

Viscosidad demasiado baja: • Aumento de las fugas. • Excesivo desgaste e incluso

agarrotamiento bajo cargas elevadas que pueden producirse al destruirse la película de aceite entre piezas móviles.

• Puede reducirse el rendimiento de la bomba.

• Aumento de temperaturas debido a las fugas.

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Propiedades de los fluidos

• Viscosidad Absoluta o Dinámica

• Viscosidad Cinemática

1 Poise = 0,1 Pa.s

𝜇 =𝑑𝑖𝑛𝑎 × 𝑠

𝑐𝑚2 = 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑒

𝜈 =𝑐𝑚2

𝑠= 𝑆𝑡𝑜𝑘𝑒 = 𝑆𝑡

𝜈 =𝑚𝑚2

𝑠= 𝑐𝑆𝑡𝑜𝑘𝑒 = 𝑐𝑆𝑡

Clasificación ISO de Viscosidades

Grado viscosidad ISO

Viscosidad cinemática media en cSt a 40°C

Limite de viscosidad cinemática en cSt a 40°C

Mínimo Máximo

ISOVG10 10 9.0 11.0

ISOVG15 15 13.5 16.5

ISOVG22 22 19.8 24.2

ISOVG32 32 28.8 35.2

ISOVG46 46 41.4 50.6

ISOVG68 68 61.2 74.8

ISOVG100 100 90.0 110.0

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Grado de Viscosidad SAE

VISCOSIDAD SAE • SAE ( Society of Automotive Engineers ). Esta clasificación permite establecer el

rango de viscosidad de los aceites ( en cSt ) a través de un número SAE medido a 100 C. Así: – SAE 20 – SAE 30 – SAE 40 – SAE 50

• También hay rangos de viscosidad ( en cP ) evaluados a través de un número SAE

con el sufijo W ( winter ) medidos a -18 C – SAE 10 W – SAE 15 W – SAE 20 W – SAE 25 W

Movil DTE 24 25 26

Gravedad Especifica 0.871 0.877 0.878

Punto de Fluidez C -17.8 -17.8 -17.8

Punto de InflamaciónC 201 201 204

Viscosidad cSt a 40 C 28.8/32 41.4/46 62.2/68

Viscosidad cSt a 40 C 5.0 6.2 7.9

Indice de Viscosidad 95 95 95

Clasificación ISO VG 32 46 68

SHELL TELLUS OIL CLASIFICACIÓN ISO VG

22 37 46 68 100

Viscosidad SSU a 100 F 115 191 238 353 522

Viscosidad SSU a 210 F 40.8 45.9 48.9 55.4 64.1

Indice de Viscosidad 101 100 100 98 95

Viscosidad cSt a 40 C 22 37 46 68 100

Viscosidad cSt a 100 C 4.31 5.88 6.76 8.65 11.06

Punto de InflamaciónC 171 213 213 224 260

Punto de Fluidez C -37 -37 -30 -30 -21

SHELL TELLUS OIL T CLASIFICACIÓN ISO VG

T - 22 T - 37 T - 46 T - 68

Viscosidad cSt a 40 C 22.6 37.2 47.3 72.4

Viscosidad cSt a 100 C 5.3 7.1 9.4 12.9

Indice de Viscosidad 178 158 186 182

Punto de InflamaciónC 176 220 210 230

Punto de Fluidez C -45 -45 -45 -39

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Viscosidad vs

Temperatura

Propiedades de los Fluidos 3. Incompresibilidad

4. Índice de viscosidad (IV)

IV (- 18°C) 40°C 100°C

50 2600 cSt 32 cSt 4,5cSt

90 1730 cSt 32 cSt 5,1 cSt

5. Punto de Fluidez 6. El punto de fluidez debe estar 6.67°C por debajo de la temperatura mas

baja de utilización. Índice de viscosidad (IV) 7. Punto de Inflamación y punto de Ignición 8. Desemulsibilidad. 9. Resistencia a la formación de espumas

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Tipos de Fluidos Hidráulicos

Fluidos de origen petrolífero Fluidos difícilmente inflamables

Fluidos acuosos Fluidos no acuosos

HH: aceite mineral sin aditivos HFA: emulsión de aceite en agua (agua 80-98%)

HFD-R: aceite a base de esterfosfatos

HL: aceite mineral con propiedades antioxidantes y anticorrosivas

HFB: emulsión de agua en aceite (agua 40%)

HFD-S: aceite a base de hidrocarburos halogenados

HM: aceite tipo HL con aditivo antidesgaste

HFC: solución de poliglicoles (agua 35-55%)

HFD-T: aceite a base de mezcla de los anteriores

HV: aceite tipo HM con aditivo que mejora el índice de viscosidad

HFD: líquidos anhidridos (agua 0-0.1%)

Cuadro comparativo de propiedades de

los fluidos Aceite Mineral Agua-Glicol

Emulsión Agua-Aceite

Ester-Fosfatos Esteres orgánicos Hidrocarburos

clorados

Juntas Satisfactorias

Viton, nitrilo, polisulfido, neopreno, buna N

Buna S y N, nitrilo, neopreno, butilo-viton, goma natural

Buna S y N, nitrilo, neopreno, viton, polisulfido

Viton, Butilo, silicona, PTFE, nylon

Neopreno, buna N, vitón, silicona

Vitón, silicona, teflón

Juntas no satisfactorias

Goma natural, butilo, buna N

Polisulfido Goma natural, butilo

Neopreno, nitrilo, buna N y S, polisulfido

Butilo Nitrilo, buna N y S, neopreno, butilo, polisulfido

Efectos corrosivos sobre el metal

Ninguno Zinc, Cadmio, Magnesio

Ninguno Ninguno Ninguno Cobre y aleaciones

Lubricación Excelente Buena Buena Excelente Excelente Buena

Toxicidad No es tóxico No es tóxico No es tóxico Unicamente los vapores

No son tóxicos Pueden ser tóxicos

Ininflamabilidad Pobre Buena Buena Excelente Excelente Excelente

Temp. Máx. de Utilización

90 50 50 90 a 140 65 a 260

Costo comparativo 1 2 a 4 1.5 a 2 4 a 12 4 a 12

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Ejercicios

• Una bomba hidráulica debe trabajar en el arranque con un valor máximo de 800 cSt . En el

arranque se detecta una temperatura del aceite en el tanque de 0 C. Y cuando esta a

plena carga la temperatura en el tanque es de 60 C.

• ¿Cuál es el tipo de aceite hidráulico MOBIL que utilizaría?.

• ¿Cuál es la designación normalizada SAE del aceite que utilizaría?.

• Una máquina de trabajar en Juliaca. La temperatura en el momento de arranque de la

máquina es de 2 C y cuando la máquina está a plena carga es de 35 C.

• Determinar el tipo de aceite hidráulico en la marca MOBIL que debe utilizar si la

bomba debe trabajar como máximo en el arranque con 1000 cSt.

• ¿Cuál es el I.V. del aceite seleccionado a la temperatura de 2 C?