UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Christian Escandón V. Ingeniería Automotriz 7D Hidráulica y Neumática Ing. Luis Hidalgo A. 29 de marzo de 2012 Informe de Exposición No. 1
CILINDROS HIDRAULICOS
1. Definición Los cilindros hidráulicos (también llamados motores hidráulicos lineales) son actuadores mecánicos que son usados para dar una fuerza a través de un recorrido lineal, es decir, que convierte la potencia fluida a lineal, o en línea recta, fuerza y movimiento. La presión del fluido determina la fuerza de empuje del cilindro, el caudal de ese fluido es quien establece la velocidad de desplazamiento del mismo. El cilindro hidráulico consiste en un émbolo o pistón conectado a un vástago operando dentro de un tubo cilíndrico comúnmente llamado camisa. Este tipo de cilindros se utilizan normalmente para aplicaciones que requieran funciones tanto de empuje como de tracción.
Corte esquemático de un cilíndrico hidráulico típico.
2. Clasificación de los cilindros hidráulicos
Cilindro actuador tipo émbolo de simple efecto
El émbolo de efecto simple aplica la fuerza solamente en una dirección. El líquido que se dirige al cilindro desplaza el émbolo y lo forza hacia fuera, levantando o empujando el objeto cargado en el vástago. Puesto que no existe un dispositivo para contraer el émbolo, cuando se libera la presión del fluido, el émbolo retorna nuevamente hacia el interior del cilindro, tanto por el peso de la carga o por algún medio mecánico, pudiendo ser este un resorte o muelle de antagónico. Esto envía el fluido de nuevo hacia el depósito. Este tipo de cilindros se usan en gatos hidráulicos, elevadores, etc.
Cilindro actuador tipo émbolo de doble efecto
En este tipo de cilindro hidráulico, ambos movimientos (de empuje y retroceso) son producidos por el líquido presurizado. Posee dos conexiones hacia el suministro de fluido, uno en cada extremo del cilindro. El líquido presurizado se dirige al extremo cerrado del cilindro para empujar el émbolo y reducir la fuerza, el líquido se dirige al extremo opuesto del cilindro. Generalmente el émbolo de doble efecto usa una válvula de control direccional del fluido. Cuando la válvula se posiciona para empujar el émbolo, el líquido a presión entra en la bahía de empuje; actúa en la superficie de la base del émbolo y mueve el mismo hacia afuera del cilindro. Cuando se necesita retroceder el émbolo, la válvula de control dirige el líquido a presión hacia la bahía de retroceso realizando el proceso inverso. Después de esto el líquido retorna al depósito. Este tipo de cilindros hidráulicos se usan en sistemas como los brazos hidráulicos de maquinarias de construcción como por ejemplo retroexcavadoras o palas mecánicas.
3. Funcionamiento del cilindro hidráulico El cilindro hidráulico consiste básicamente en dos piezas: un cilindro barril y un pistón o émbolo móvil conectado a un vástago. El cilindro barril está cerrado por los dos extremos, en uno está el fondo y en el otro, la cabeza por donde se introduce el pistón, que tiene una perforación por donde sale el vástago. El pistón divide el interior del cilindro en dos cámaras: la cámara inferior y la cámara del vástago. La presión hidráulica actúa en el pistón para producir el movimiento lineal. La fuerza máxima es función de la superficie activa del émbolo y de la presión máxima admisible, donde:
F=P*A Esta fuerza es constante desde el inicio hasta la finalizacion de la carrera. La velocidad depende del caudal de fluido y de la superficie del pistón. Según la versión, el cilindro puede realizar fuerzas de tracción y/o compresión.
4. Dispositivos de seguridad Son elementos que procuran el buen funcionamiento de la máquina o del sistema, de igual manera estos dispositivos evitan fallas o averías de los mecanismos permitiendo que el sistema trabaje de manera correcta, aislando los posibles accidentes.
Válvulas ‘Check’
También se conocen como válvulas antirretorno o retención. Son utilizadas para no dejar regresar un fluido dentro de una línea. Esto implica que cuando las bombas son cerradas para algún mantenimiento o simplemente la gravedad hace su labor de regresar los fluidos hacia abajo, esta válvula se cierra instantáneamente dejando pasar solo el flujo que corre hacia la dirección correcta.
Válvulas de alivio de presión
También llamadas válvulas de seguridad o válvulas de alivio, están diseñadas para liberar un fluido cuando la presión interna de un sistema que lo contiene supere el límite establecido. Su misión es evitar una explosión, el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión. Existen también las válvulas de alivio que liberan el fluido cuando la temperatura supera un límite establecido.
5. Mantenimiento El mantenimiento o servicio de los equipos y máquinas en general es muy importante ya que nos ayuda a mantener en buen estado los mismos, a la vez que alarga su vida útil y evita accidentes. En el caso de los cilindros hidráulicos existen algunas operaciones las cuales nos ayudarán a mantener en buen estado y libres de averías dichos elementos, entre las cuales citaremos algunas.
Control de la presión en las líneas de líquido hidráulico y bombas de alimentación por medio de manómetros medidores de presión. Cambio periódico del fluido hidráulico (aceites generalmente), ya que a través del tiempo y con el uso, estos pierden sus propiedades. Cambio periódico de filtros con el fin de evitar taponamientos en el circuito hidráulico, ya que al existir piezas móviles, estas se desgastan desprendiendo particulas de material que podrían obtruir el paso del fluido a través del sistema Cambio de retenedores, empaques y/o rines de goma según lo indique el fabricante. Revisión periódica del estado de los vástagos ya que al estar estos sometidos a grandes cargas y tensiones podrían sufrir deformaciones.
6. Marcas y representantes locales
ACERO COMERCIAL ECUATORIANO S.A. PRINCIPAL QUITO: Av. La Prensa N45-14 y Telégrafo 1 Telf.: 2454 333 / Fax: 2454 455 E-mail:
[email protected] URL: http://www.acerocomercial.com La maquinaria ENERPAC en Ecuador es distribuida por ACERO COMERCIAL ECUATORIANO S.A. Enerpac fabrica maquinaria hidráulica de alta potencia (cilindros, bombas, válvulas, prensas, extractores, herramientas para empernado, elevadores,
extractores, accesorios y componentes de sistemas) para la industria y la construcción. Brinda además soluciones de fabricación original y aplicaciones portapiezas hidráulicas para las industrias en el mundo entero. Los cilindros ENERPAC levantan buques para fines de reparación. Nivelan secciones pesadas de puentes. Juntan y sostienen piezas para fines de soldadura. Además permiten el posicionamiento controlado de cargas pesadas y brindan potencia y precisión cuando forman parte de prensas hidráulicas especializadas. Cualquiera que sea su aplicación levantar, empujar, doblar, retener, perforar. El personal especializado y entrenado de Acero Comercial le pueden asesorar en cualquiera que sea su necesidad en cuanto a: • Fuerza • Carrera • Limitaciones de espacio
Acción simple o doble, Pistón solido o hueco, puede estar seguro, que ENERPAC tiene el cilindro adecuado. Las capacidades van desde 5 hasta 1000 toneladas de fuerza. Todos los cilindros cumplen ampliamente las normas ANSI B30.1
HIDROMAG Dirección : Wilson E8-140 y Av. 6 de Diciembre Edificio Málaga - Torre A - PB / Oficina 7 (Quito) Telefax : (+593-2) 2236-067 http://www.hidromag.com.ec/ ÁREA DE HIDRÁULICA INDUSTRIAL : Ing. Carlos Maldonado / Celular: 08-7058-439 / e-mail:
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7. Costos aproximados de acuerdo a las características Uno de los mayores distribuidores para el Ecuador de cilindros hidráulicos es ACERO COMERCIAL ECUARORIANO S.A. Los precios de venta de estos dispositivos hidráulicos fluctúan entre 400 y 4.000 dólares esto de acuerdo a sus especificaciones técnicas como por ejemplo, la carrera del cilindro, su altura y el peso que soportan; es así que escogimos dos tipos de cilindros para dar su costo de adquisición de acuerdo a sus características principales. 1. Código: RC-53 Tonelaje: 5 TON Carrera: 3” Altura: 6.5” Precio: $361.87 No incluye IVA 2. Código: RC-10010 Tonelaje: 100 TON Carrera: 10,25” Altura: 17,69” Precio: $ 3,556.66 No incluye IVA
3. Conclusiones Los cilindros hidráulicos son elementos actuadores que nos ayudan a realizar trabajos que requieren de una gran fuerza de empuje, como el levantamiento de cargas. Esto se logra con la aplicación de los principios básicos de la Física. Para adquirir un cilindro neumático toca tener en cuenta ciertas característica como la fuerza tanto en el avance como en el retroceso del vástago, la carrera que recorre el vástago, la velocidad de entrada y salida máxima del vástago, la presión máxima de trabajo, el caudal de la bomba, el fluido, diámetro y sección del cilindro, diámetro y sección del vástago. Son elementos de gran ayuda para efectuar diversos trabajos y están presentes en en muchos campos de la industria tales como la construcción, el transporte, aviación líneas de producción en fábricas etc. Al ser elementos vitales en la ralización de muchas actividades , debemos tener en cuenta su correcta utilización, revisión y mantenimiento.
