CILINDROS HIDRAULICOS Los cilindros hidráulicos transforman la energía hidráulica en energía mecánica. Los cilindros producen movimientos lineales, por lo que también son denominados motores lineales. Estos son utilizados en maquinaria amarilla, prensas maquinas herramientas, máquinas agrícolas, aviones, astilleros, grúas, mesas sísmicas, plataformas de simulación, máquinas de ensao. !ásicamente un cilindro hidráulico consta de los siguientes elementos"
Las tapas se encargan de cerrar el cuerpo proveer los puertos para el cilindro, las $untas unen las tapas con el cuerpo. Estas tapas son fi$adas al cuerpo por medio de uniones roscadas, bridas, tirantes o uniones soldadas. %n elemento importante en los cilindros hidráulicos son los prensaestopas, es un casquillo removible que se encarga encarga de sostener el movimiento del vástago también s e encarga de reducir las fugas hacia el e&terior del cilindro de impedir la entrada de materiales e&tra'os hacia el cuerpo del cilindro
TIPOS DE CONSTRUCCIÓN DE CILINDRO HIDRÁULICOS
tubo
#istón
vástago
tapas $untas
El tubo es el cuerpo del cilindro, estos son fabricados de acero estirado en frio sin soldadura son rectificados internamente. El pistón o embolo está fabricado de acero o de hierro fundido, este mismo va unido al vástago.
(ilindro de tirantes
(ilindro redondos
Cilindros de tirantes Los cilindros de tirantes poseen un a construcción compacta por lo tanto son mu utilizados en máquinas herramientas, en esta forma de
construcción las tapas se unen con el cuerpo del cilindro por medias de barras conocidas como tirantes tal como podemos ver en la siguiente imagen de los cilindros. En la imagen anterior se pueden apreciar dos cortes de cilindro construidos por tirantes.
En la imagen anterior se puede apreciar dos cortes de cilindros redondos las partes que la componen. En la primera imagen se puede apreciar la unión por brida en la cabeza del cilindro, mientras que el segundo es posee o$o articulado en la base del cilindro, en este caso también poseen componentes similares tales como las tapas con sus respectivos puertos purgas de aire, embolo o pistón, vástago finalmente los prensaestopas que se encarga de guiar sostener el movimiento del vástago.
El primero de ellos esta unidos por bridas en la cabeza del cilindro el segundo es con ova articulado en la base del cilindro, siendo las partes que componen los cilindros son iguales por e$emplo ambas poseen pistones, purga de aire prensaestopas.
Los cilindros hidráulicos se clasifican en los dos siguientes tipos básicos" ). (ilindros de simple efecto 1.1 Simple efecto (tipo-uso)
Cilindros redondos Estos tipos son construidos ba$o condiciones e&tremas de operación los vamos a encontrar en máquinas como las laminadoras en astilleros hidroeléctricas también se encuentran en las maquinas amarillas por e$emplo en retroe&cavadoras, camiones grúa, e&cavadores frontales, mini cargadores.
1.2 Telescópico
*. (ilindros de doble efecto 1.1 Diferencial 1.2 Doble vástago 1.3 Telescópico 1.4 Tánem
).) (ilindro +e imple Efecto 1.! D"ple# 1.$ %mortiguación
En los cilindros de simple efecto, la presión solo actúa sobre el émbolo. en consecuencia, el cilindro solamente puede traba$ar en un sentido. Estos cilindros funcionan de la siguiente manera" El fluido sometido a presión entra en la cámara del lado del émbolo. En el émbolo se forma una presión por efecto de la contrafuerza -carga por peso. %na vez superada esta fuerza, el cilindro avanza hasta el final de carrera. +urante el movimiento de retroceso, la cámara del lado del émbolo está conectada con el depósito a través de la tubería la válvula de vías, mientras que el conducto de presión está bloqueado por la válvula de vías. El retroceso se produce por el propio peso, por acción de un muelle o por efecto de una fuerza e&terna. Los cilindros de simple efecto se aplican maormente en traba$os hidráulico donde se actúa solamente en un solo sentido, como elevar, su$etar, descender herramientas/ elevadores hidráulicos, gatos plataformas de ti$eras.
).* (ilindros 0elescópicos Los cilindros telescópicos pueden ser de simple o de doble efecto, este cilindro se usa cuando la longitud comprimida es menor a la de un cilindro estándar también cuando se necesita una gran longitud de e&tensión en comparación a la longitud comprimida. Los cilindros telescópicos pueden tener hasta 1 o 2 camisas, estos tipos de cilindros son usados en grúas, volquetes o camiones cargadores
En los cilindros de doble efecto es posible poner presión en ambas superficies del émbolo. En consecuencia, pueden realizar traba$o en ambos sentidos. Estos cilindros funcionan de la siguiente manera" El fluido sometido a presión entra en la cámara del lado del émbolo actuando sobre la superficie 8. Las resistencias internas e&ternas crean una presión. La presión la superficie del émbolo crean una presión 9 según la fórmula 8 : p ; 9. +e este modo se superan las resistencias, con lo que avanza el cilindro. Este avance se debe a la conversión de energía hidráulica en energía mecánica, quedando ésta a disposición del elemento de traba$o. El monta$e de los cilindros de simple efecto se rige por los siguientes criterios" 3
Montaje vertical" i el retroceso del cilindro se produce por efecto de fuerzas e&ternas, gravedad.
3
Montaje ori!ontal"
0ratándose de cilindros de simple efecto con retroceso por muelle En las prensas hidráulicas grandes, el retroceso del cilindro está a cargo de cilindros de retroceso. (4L45+67 +E +7!LE E8E(07
*.) (ilindro +iferencial 9l
avanzar el cilindro deberá tenerse en cuenta que el aceite ubicado en el lado del émbolo necesariamente tiene que descargar por los tubos hacia el depósito. +urante el retroceso del cilindro, el aceite flue hacia la cámara del lado del vástago. El cilindro retrocede, con lo que el aceite es desplazado de la cámara del lado del émbolo. La velocidad del retroceso es maor, a que, si bien el caudal volumétrico es el mismo, la superficie activa durante el retroceso es más peque'a que durante el avance. En este sentido, se aplica la siguiente fórmula"
El cilindro diferencial tiene áreas desiguales dando la relación de superficies de *") -superficie del embolo" superficie anular del embolo
Estas áreas desiguales causan consecuencias en la velocidad fuerza que e$erce el cilindro en ambas direcciones, en la velocidad el movimiento de avance es más lento que el de retorno para un mismo caudal, sabemos que el (:<.9
(" caudal
<" velocidad
9" área
entonces si tenemos un área maor e&puesta el movimiento va ser el movimiento más lento, mientras que en su fuerza se da que la fuerza de avance es maor que la fuerza de retorno para una misma presión de traba$o 8:#=9
8" fuerza
#" presión
9" área
entonces en la cámara del cilindro donde haa una maor área e&puesta al fluido vamos a tener una maor fuerza, por lo tanto, la fuerza de avance siempre es maor que la de retorno. Estos cilindros son usados máquinas de ensao, prensas hidráulicas, máquinas de construcción.
Ti#os de cilindros de do$le e%ecto *.* (ilindro +e +oble <ástago
Los cilindros de doble vástago son mu utilizados en aquellas aplicaciones que combinan la ingeniería de control con la potencia fluida a que el modelado matemático de un cilindro de doble vástago es mucho más sencillo que le modelado matemático de un cilindro diferencial por esto los cilindros de doble vástago los podemos encontrar
En este cilindro se cumple que la velocidad de avance es igual a la velocidad de retroceso e$erce fuerzas iguales en ambas direcciones. Este cilindro posee áreas iguales en ambas cámaras es por eso que los movimientos las fuerzas en ambas direcciones son iguales. 0ambién se puede usar como un cilindro de simple efecto cuando se drena una de sus cámaras a tanque.
en mesas sísmicas o plataformas de simulación.
*.> (ilindros 0ándem
on dos o más cuerpos cilíndricos en serie cuos émbolos están unidos por un mismo vástago.
En la imagen se puedo apreciar el símbolo de un cilindro tándem de dos cuerpos, en este caso cada cuerpo posee su puerto de entrada puerto de salida los émbolos de ambos cuerpos van un idos por un mismo vástago. i encaso se desea aumentar la fuerza se puede utilizar la configuración de cilindros tándem a que estos permiten transmitir maores fuerzas sin aumentar ni la presión del sistema ni el diámetro del cilindro.
*.1 (ilindros +úple& +os o más cuerpos cilíndricos en serie cuos émbolos -vástagos no se encuentran unidos, las longitudes de cada cuerpo cilíndrico son diferentes con el fin de obtener tres o cuatro posiciones distintas. *.2 (ilindro con amortiguación
Estos cilindros tienen amortiguadores en las posiciones finales sirve para proteger el cilindro del golpe de ariete a que ellos desacelerar la carga
