Sistema Hidráulico

Sistema hidraulico de una grúa telescopica
Sistema hidraulico de maquinaria pesada
Sistema hidraulico de una hidrogrua

Los sistemas hidráulicos en los equipos y vehículos pesados generalmente están constituidos por un:

  • depósito: cuya función es la de almacenar el líquido de trabajo (aceite en este caso)
  • bomba: encargada de hacer circular el liquido en los circuitos a presiones determinadas
  • válvula elevadora: destinada a regular la presión del líquido en el sistema
  • válvula distribuidora: accionada por el operador a través de una palanca para dirigir el flujo de líquido hacia los diferentes órganos de trabajo
  • uno o más cilindros y motores: capaces de realizar su trabajo en virtud de una presión hidráulica
  • tuberías y conexiones: utilizadas para hacer circular el líquido desde el depósito hacia los órganos de trabajo y permitir su posterior retorno
  • filtro: cuya única e importantísima misión es garantizar que se eliminen del líquido las partículas pequeñas que se desprenden a través de todo su recorrido.

Como funciona un sistema hidraulico

Este sistema es el encargado de permitir el movimiento de inclinación de la pluma de una grua telescopica, haciéndola variar desde la posición horizontal hasta una inclinación máxima de 82º respecto del eje horizontal.

Cilindro hidráulico

Este sistema se basa en un cilindro hidráulico de simple efecto unido a la estructura, por su extremo superior, y a la pluma por su extremo inferior. Esta unión es articulada, mediante bulones, lo cual permite la rotación necesaria del cilindro.

Al alimentarse el cilindro hidráulico, se produce un desplazamiento lineal del vástago, que, mediante el bulón, transmite el esfuerzo al primer tramo de la pluma haciéndole variar la inclinación de la pluma.

En el momento en que se deje de alimentar el cilindro, el propio peso de la pluma producirá el retroceso de éste.

Partes del cilindro hidráulico

Camisa

Está fabricada con acero ST-52, lapeado en su parte interior. Estas características son imprescindibles para asegurar un buen deslizamiento con el pistón y una buena resistencia a la presión a la que está sometido. Puesto que no se encuentra un cilindro hidráulico apropiado para el sistema, debido a sus dimensiones, se deberá fabricar bajo pedido.

En su parte inferior consta de unas charnelas u orejas que sirven para ser unido con el bulón y permitir una rotación en la articulación.

Cabeza del cilindro

La cabeza del cilindro está diseñada con la finalidad de proporcionar una superficie que pueda evitar la salida del pistón además de garantizar una superficie que sirve como solape mínimo entre la camisa y el vástago.

Su interior se encuentra ranurado de tal forma que sea posible ensamblar los anillos necesarios para el correcto funcionamiento del cilindro. Los elementos situados en las ranuras son los anillos guía de vástago y el anillo rascador.

El diámetro interior es el necesario para poder encajar perfectamente el vástago del sistema junto con sus anillos correspondientes.

Vástago

Se fabricará a partir de una barra maciza de acero F-1140 cromado. Dispone de una reducción de diámetro para introducirse por un orificio, realizado en el pistón.

Desde la reducción de diámetro hasta el final el elemento está roscado con la finalidad de introducir una tuerca que impedirá que el pistón pueda desajustarse de su posición cuando está en funcionamiento.

En la parte superior del vástago se encuentra soldada otra charnela que permite transmitir el esfuerzo a la pluma a través de un bulón que permite su rotación.

Pistón

El pistón es el elemento donde se aplicará la presión del fluido, utilizando su superficie de contacto, el fluido realizará una fuerza de empuje que desplazará el pistón y este a su vez provocará el movimiento del vástago que a su vez por la transmisión de esfuerzos permitirá la elevación de la pluma.

Está fabricado en aluminio 356.0 t6. Dispone de ranuras tanto en la parte exterior como en la parte interna, para colocar los anillos y guías correspondientes que permitan un buen funcionamiento.

Elementos de estanqueidad

Estos componentes permiten garantizar un funcionamiento perfecto del sistema hidráulico de elevación, crean una perfecta estanqueidad entre las cavidades, evitando pérdidas o fugas. Están situados tanto en el pistón como en la cabeza del cilindro.

Para la camisa:

  • Anillos guía de pistón: La longitud del anillo guía se determina en función de la fuerza radial que ha de soportar así como de la presión de trabajo a la que está sometido el cilindro.
  • Juntas de pistón: Se encargan de garantizar una perfecta estanqueidad entre las dos cavidades asegurando la diferencia de presión entre ambas. Es necesario poner juntas de pistón, ya que por la presión de trabajo a la que está sometido el cilindro no es posible introducir juntas tóricas por el peligro que existe a ser extrusionado y producir un mal funcionamiento del cilindro.
  • Juntas internas de pistón: Este anillo es necesario para asegurar una perfecta estanqueidad en la junta entre el pistón y el vástago. Funciona de la misma manera que la junta exterior, asegurando la diferencia de presión. Está situado en una ranura situada en la parte interna del cilindro, debajo del agujero por donde se introduce el vástago.

En la parte de la cabeza se distinguen los siguientes anillos:

  • El anillo rascador: se sitúa en una ranura situada en la parte superior. Su geometría permite que su diámetro interior se adapte al diámetro del vástago. Este anillo permite excluir la suciedad, las partículas extrañas y el polvo del sistema. Esta función es muy importante porque es básico mantener limpio el cilindro hidráulico para asegurar un correcto funcionamiento.
  • Guías de vástago: Colocadas en la cabeza del cilindro tienen la función de guiar el vástago a lo largo del cilindro hidráulico. Su geometría, además, permite mantener la estanqueidad y evitar la pérdida de fluido.

Bulones

Son elementos cilíndricos situados en las charnelas que contienen, tanto la camisa del cilindro hidráulico en su parte inferior como el vástago en su parte superior.

El bulón inferior va introducido por un saliente que contiene la base de rotación, mientras que el bulón superior se ensambla en un orificio que contiene el primer tramo de la pluma, mediante el cual el vástago podrá transmitir el esfuerzo lineal para producir el movimiento de rotación de ésta.

Los bulones además de soportar y transmitir los esfuerzos, permiten rotar al cilindro de manera que en todo momento pueda adaptarse a la posición en la que se encuentra la pluma; están diseñados a un esfuerzo de cortadura.

Cojinetes

Son elementos mecánicos que permiten el libre movimiento entre piezas fijas y móviles. Se encargan de sostener o guiar las piezas móviles además de reducir al mínimo la fricción y el desgaste.

La fricción consume energía innecesariamente mientras que el desgaste altera las dimensiones y el ajuste de las piezas hasta dejar inútiles los elementos.

Los cojinetes son necesarios en la grúa estudiada en aquellos elementos en los que se ha de realizar una rotación. Se escogen cojinetes en vez de rodamientos, por la capacidad de éstos a soportar cargas elevadas a velocidad lenta.

Circlips

Estos componentes son anillos que permiten retener los elementos en la posición deseada, para su montaje se precisa realizar una ranura al elemento donde se desee colocar.

En la grúa del presente proyecto se precisan circlips en todos aquellos elementos que sean susceptibles de recibir movimientos laterales, tales como bulones y poleas.

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Sistema hidraulico maquinaria pesada

¿Qué es un sistema hidráulico?

La hidráulica es la aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo general agua o aceite. Su fundamento se basa en el principio de Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.

¿Qué es un tanque de aceite hidráulico?

La principal función del depósito o tanque hidráulico es almacenar aceite, aunque no es la única. El tanque también debe eliminar el calor y separar el aire del aceite. Los tanques deben tener resistencia y capacidad adecuadas, y no deben dejar entrar la suciedad externa.

¿Cuál es la función del aceite hidráulico?

Los aceites hidráulicos son líquidos transmisores de potencia que se utilizan para transformar, controlar y transmitir los esfuerzos mecánicos a través de una variación de presión o de flujo.

¿Qué es el aceite hidráulico?

Los aceites hidráulicos son líquidos transmisores de potencia que se utilizan para transformar, controlar, y transmitir los esfuerzos mecánicos a través de una variación de presión o de flujo. Dependiendo de su aplicación, la viscosidad o aditivación deberá ser la adecuada en cada situación.

¿Cuales son las propiedades de los fluidos hidráulicos?

-Viscosidad apropiada.
-Variación mínima de viscosidad con la temperatura.
-Estabilidad frente al cizallamiento.
-Baja compresibilidad.
-Buen poder lubricante.
-Inerte frente a los materiales de juntas y tubos.
-Buena resistencia a la oxidación.
-Estabilidad térmica e hidrolítica.

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