oleohidraulica

UNIDAD I

Oleohidráulica

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ÍndiceUnidad I: “Oleohidráulica”

1. OLEOHIDRÁULICA .................................................................................................... 12. APLICACIONES DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS....................................................... 1

2.1. HIDRÁULICA INDUSTRIAL ................................................................................ 22.2. HIDRÁULICA EN EL SECTOR MOVIL Y MAQUINARIA PESADA.............................. 32.3. HIDRÁULICA EN CONSTRUCCIONES FLUVIALES, LACUSTRES Y MARÍTIMAS........ 52.4. HIDRÁULICA EN LA MARINA ............................................................................. 62.5. HIDRÁULICA EN TÉCNICAS ESPECIALES............................................................ 7

3. VENTAJAS DE LA HIDRÁULICA: ................................................................................. 84. DESVENTAJAS DE LA OLEOHIDRÁULICA .................................................................... 95. COMPARACIÓN: HIDRÁULICA CON NEUMÁTICA ......................................................... 9

5.1. VENTAJAS DE LA HIDRÁULICA FRENTE A LA NEUMÁTICA .................................. 95.2. DESVENTAJAS DE LA HIDRÁULICA FRENTE A LA NEUMÁTICA ..........................10

Tecsup Virtu@l Mandos Hidráulicos

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UNIDAD I“OLEOHIDRÁULICA”

1. OLEOHIDRÁULICA

Es la transmisión y control de fuerzas y movimientos mediante fluidos sometidos a presión.Estos fluidos son generalmente aceites minerales.Hagamos la diferencia entre HIDRAULICA que abarca un sentido mas amplio al indicar quetrabaja en general con fluídos y la OLEOHIDRAULICA que particularmente trabaja conaceite.En nuestro medio utilizamos indistintamente el término HIDRAULICA para indicar ambasposibilidades.

2. APLICACIONES DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

Los sistemas hidráulicos tienen diversas aplicaciones: desde la “gata hidráulica” paralevantar una carga hasta aplicaciones especiales que requieren de fuerzas de miles detoneladas, grados de precisión de centécimas de mm. y automatización exigente como lasrequeridas por máquinas aeroespaciales.

BASE DE PRUEBA OLEOHIDRAULICO ( RIQ MANNESMAN REXROTH)

Fig. 1.1


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Para poder brindar un panorama general sobre los distintos campos de aplicación de lahidráulica se la ha dividido en sectores:

2.1. HIDRÁULICA INDUSTRIAL

Aplicaciones en máquinas de inyección, máquinas herramientas, industria metalúrgica,prensas.

MAQUINA INYECTORA DE PLASTICO ( RIQ MANNESMAN REXROTH )

Fig. 1.2

PRENSA DE FORJADO DE 9000 tn ( RIQ MANNESMAN REXROTH )

Fig. 1.3


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2.2. HIDRÁULICA EN EL SECTOR MOVIL Y MAQUINARIA PESADAAplicaciones en cargadores, grúas, excavadoras, maquinaria vial, de construcción yagropecuaria.

HIDRAULICA EN EL SECTOR MOVIL ( RIQ MANNESMAN REXROTH ) MAQUINA ESTIBADORA PARA

CARGA PESADA ( RIQ MANNESMAN REXROTH )

Fig. 1.4 Fig. 1.5

DRIVE AND CONTROL SYSTEMS FOR EXCAVADOR (ENGINEERING MANNESMAN REXROTH)

Fig. 1.6


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Fig. 1.7



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Fig. 1.8

2.3. HIDRÁULICA EN CONSTRUCCIONES FLUVIALES, LACUSTRES Y MARÍTIMASAplicaciones en esclusas y presas, accionamiento de puentes, turbinas, etc.

COMPUERTA PARA LA PROTECCION DE UNA CIUDAD DEL MAR ( RIQ MANNESMAN REXROTH)

Fig. 1.9

TRANSPORTADORAS DE PLATAFORMAS PETROLERAS (2500 Tn) (RIQ MANNESMAN REXROTH)

Fig. 1.10


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2.4. HIDRÁULICA EN LA MARINAAplicaciones en timones, grúas, compuertas, motores para las redes etc.

E A LA HIDRAULICA ES PREPONDERANTE EN LOS SISTEMAS MARINOS (RIQ MANNESMAN REXROTH)

Fig. 1.11

A OLEOHIDRAULICA EN PLATAFORMAS DE EXTRACCION DE PETROLEO (RIQ ENGINEERING MANNESMAN REXROTH)

Fig. 1.12


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2.5. HIDRÁULICA EN TÉCNICAS ESPECIALESAplicaciones en bancos de prueba y de investigación, accionamiento de antenas, trende aterrizaje de aviones, máquinas especiales.

SISTEMA DE MOVIMIENTOS PARA PRUBAS DE SIMULACION DE HELICOPTEROS( RIQ MANNESMAN REXROTH )

Fig. 1.13

EQUIPO SE SIMULACION CON 3 GRADOS DE LIBERTAD ( RIQ MANNESMAN REXROTH )

Fig. 1.14En este resumen no han sido nombradas todas las posibilidades de aplicaciones de lahidráulica ya que la gama de máquinas controladas o impulsadas hidráulicamente esmuy grande pero hay que destacar que las aplicaciones de la hidráulica a venidoaumentando notablemente en los últimos 20 años, esperándose un mayor crecimientoy aplicación.


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3. VENTAJAS DE LA HIDRÁULICA:

• FACILIDAD DE OBTENER GRANDES FUERZAS Y TORQUES. Los valores de fuerza aobtener son ilimitados; se trabaja a las mismas presiones y solo se incrementa el áreade los actuadores.

• EXACTITUD DE MOVIMIENTO Y DE POSICIONAMIENTO. Pueden lograrse grandesexactitudes y precisiones al trabajarse con un fluido prácticamente incompresible.Además los sistemas hidráulicos pueden controlarse electrónicamente en lazo abierto oen lazo cerrado (feed back) lográndose un control preciso de sus parámetros. Estastécnicas se aplican al utilizar válvulas proporcionales y servoválvulas

• FÁCIL CONTROL Y REGULACIÓN. Las magnitudes de regulación y control de la hidráulicason el la presión y el caudal las cuales con sus correspondientes parámetros de fuerza,torque y velocidad y aceleración son fáciles de controlar regulándose en niveles (digital)o en forma continua (análogo).

• RELACIONES PESO/POTENCIA, INERCIA/POTENCIA Y TAMAÑO/POTENCIA PEQUEÑAS.Para la misma potencia mientras el peso de un motor hidráulico es como 1, el peso deun motor eléctrico es como 14. Como consecuencia se usan en aviones, barcos y engeneral en equipos móviles.Para la misma potencia un motor hidráulico tiene una inercia de 1 y un motor eléctricotiene una inercia de 70. Como consecuencia los motores hidráulicos tienen un menortiempo de respuesta, esto es más rápidos, al ser menor su inercia.Mientras que para la misma potencia un motor hidráulico tiene un tamaño de 1, unmotor eléctrico tiene un tamaño de 26.La comparación de un motor hidráulico con un motor de combustión interna esoviamente mucho mas remarcada.

• VELOCIDAD VARIABLE. La mayoría de los motores eléctricos funcionan a una velocidadconstante. El actuador ( lineal o rotativo ) de un sistema hidráulico, sin embargo puedemoverse a velocidades infinitamente variables, variando el caudal de la bomba o usandouna válvula de control de caudal o una válvula proporcional.Además un motor eléctrico debe ser muy robusto (mayor cantidad de polos) para lograr“bajas“ velocidades ( 1200 o 900 rpm ), y la volante de un motor de combustión internagira en ralentí a 500 o 800 rpm, en ambos casos si se quiere lograr menores velocidadesse debe de recurrir tradicionalmente a una caja reductora de velocidad *, en cambio conun motor hidráulico se pueden obtener cualquier gama de velocidad con muchaflexibilidad.* Actualmente los sistemas electrónicos de potencia pueden ser una alternativa alcontrolar mediante variadores de velocidad las RPM del motor eléctrico.

• REVERSIBILIDAD. Pocos actuadores son reversibles. Los que son reversibles,generalmente deben decelerarse y luego acelerarse lentamente, en cambio un actuadorhidráulico puede invertirse, instantáneamente, en pleno movimiento, sin problemas. Unaválvula direccional o una bomba reversible proporcionan el control de la inversión,mientras que una válvula limitadora de presión protege a los componentes del sistemacontra las presiones excesivas.


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• PUEDEN BLOQUEARSE ( velocidad = 0 ). El bloqueo de un motor eléctrico causa daños ofunde el fusible. Igualmente, las máquinas no pueden bloquearse bruscamente einvertirse su sentido sin necesidad de arrancar de nuevo. Un actuador hidráulico, sinembargo, puede quedar bloqueado sin que se produzcan daños, al estar sobrecargado,y arrancará inmediatamente en cuanto disminuya la carga.

• SON SISTEMAS AUTOLUBRICADOS ya que tienen como principal fluído al aceite el cualno solo transporta la energía sino también lubrica todas las partes del sistema.

4. DESVENTAJAS DE LA OLEOHIDRÁULICA

• ALTAS PÉRDIDAS EN FORMA DE ENERGÍA CALORÍFICA, debido a la viscosidad del fluidoy de la fricción con tuberías, mangueras y accesorios. La viscosidad del aceite es de 20 a80 veces mayor a la viscosidad del agua, por ello que las pérdidas cuando circula elfluido a través de mangueras, tuberías, accesorios y en general de todo elementogenerara pérdidas. Por ello que la energía hidráulica no se puede trasladar a grandesdistancias y tratan de ser muy compactos.

• SENSIBILIDAD A LA SUCIEDAD, el principal motivo de falla de un sistema hidráulico conuna probabilidad del 70 al 80 % ( cifras mundiales ) es la suciedad que se introduce enel sistema hidráulico. Debemos tomar en cuenta que visualmente no podemoscuantificar la suciedad tomando en cuenta que la vista humana solo puede distinguirpartículas a partir de tamaños de 40 micras y que las partículas que mas daños causan alos sistemas hidráulicos son del orden de 1 a 10 micras que es el juegos en loselementos internos de las bombas, válvulas y actuadores.

• DEPENDEN DE LA TEMPERATURA, la viscosidad del aceite depende de la temperatura, loque hace que los sistemas hidráulicos dependan de la temperatura. Si el aceite tiene altao baja viscosidad no lubricará apropiadamente las partes metálicas entrando en contactometal - metal produciéndose rozamiento y desgaste.

• FUGAS INTERNAS, en algunos componentes originando perdidas de velocidad yprecisión.

• PELIGROS DE EXPLOSIÓN Y ACCIDENTES al trabajar con elevadas presiones.

5. COMPARACIÓN: HIDRÁULICA CON NEUMÁTICA

5.1. VENTAJAS DE LA HIDRÁULICA FRENTE A LA NEUMÁTICA

• Presiones mayores ( 20...350 bar) permiten obtener mayores fuerzas que en laneumática cuya presión de trabajo comúnmente es de 6 bar. Mientras que con eluso de los sistemas hidráulicos se pueden obtener fuerzas del orden de las milesde toneladas, con el uso de neumática se pueden obtener 2 ... 3 toneladas defuerza.

• Movimientos y recorridos precisos debido a su trabajo con fluido incompresible,mientras que en neumática al trabajarse con fluido compresible es mucho masdifícil posicionar exactamente a un actuador. Con el uso de los sistemashidráulicos se puede posicionar un pistón el cualquier lugar; con el uso del airecomprimido comúnmente solo se logran movimientos de entrada y salida.


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• Costos de trabajo barato ya que no se descarga energía al medio ambiente.Mientras que el costo por ciclo de trabajo en hidráulica es de 1 en neumática esde 2,5.

5.2. DESVENTAJAS DE LA HIDRÁULICA FRENTE A LA NEUMÁTICA

• Costo inicial alto.

• Existe peligros que revienten algunos componentes.

• La velocidad de trabajo de los actuadores hidráulicos es menor que la velocidadalcanzada por los actuadores neumáticos. Por ejemplo las máximas velocidadesalcanzadas por un actuador hidráulico es inferior a 1 m / s mientras que en unactuador neumático es superior a 3 m / s.

• Necesitan tuberías de retorno.

• En caso de fugas se ensucian las persona, los productos y el medio ambiente.

• Es limitada la distancia de traslación de la energía de fluido ( hasta 100 m. ), encambio con los sistemas neumáticos se puede trasladar la energía del fluido adistancias de hasta 1000 m.

FIN DE LA UNIDAD

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