CALCULO Y MANTENIMIENTO DE CILINDROS HIDRÁULICOS XI CAP ING MECANICA DE FLUIDOS
PROCESO DE REPARACION DE CILINDROS HIDRAULICOS
PROCESO DE REPARACION DE CILINDROS HIDRAULICOS
Bruñido Tapa
Pistón
EVALUACION DE COMPONENTES
EVALUACION
EVALUACION
EVALUACION ESPECIFICACIONES DE EJES
La deflexión máxima permisible es de 0.5 mm/1 m. El diámetro externo no debe estar desgastado más de 0.2 mm que la dimensión nominal
(C).
La superficie debe estar libre de defectos en la superficie externa. La superficie cromada no debe estar oxidada o corroída. El espigo donde se aloja el pistón no debe tener menor diámetro que la dimensión nominal (D). El freno o amortiguador no debe tener ningún tipo de raya o acanaladura.
ESPECIFICACIONES DE CILINDROS
El máximo diámetro interno de la camisa y aun ser reutilizado es de 0.2 mm por encima de la dimensión nominal (A) El diámetro interno de la camisa (A), debe estar libre de cualquier defecto superficial.
EVALUACION
EVALUACION
EVALUACION ¿QUE ES EL GAP? Es el espacio libre necesario, que debe haber, entre el diámetro interior del cilindro, con relación al diámetro mayor del pistón; y entre el diámetro interior de la tapa, con relación al diámetro del vástago o eje.
EVALUACION También se le conoce como el espacio o la brecha de extrusión permitido para que un sello hidráulico dure una vida útil a una cierta presión según las especificaciones de trabajo. Pressure bar
160
250
400
Maximum Gap mm
0.6
0.5
0.4
Pressure p.s.i.
2400
3750
6000
Maximum Gap in
0.024
0.020
0.016
EVALUACION GAP máx. es la brecha de la protuberancia máxima de la junta metal mínima a la remoción de metales. GAP min. para > 0,1 mm (0.004 ").
cilindros
con
carga
lateral
mínimo
debe
ser
EVALUACION CONSIDERACIONES PARA DETERMINAR EL ESPACIO LIBRE (GAP)
Presión de trabajo.
Temperatura de trabajo.
Medidas de alojamiento.
Datos y/o características del sello. Perfil
de sello.
Material. Tolerancias.
Material de pistón y/o tapa.
EVALUACION COMO CALCULAMOS EL GAP DEL PISTON CALCULO
DEL GAP MAXIMO
GAP máx. = Ø D1 máx. – S min. - (Ø d3 min. + Ø d2 min.) 2
GAP mín. = S min. - (Ø d3 máx. - Ø d2 min.) 2
Ø D1 = DIAMETRO DE LA CAMISA
Ø d3 = DIAM EXTERNO DE PISTON
EVALUACION EJEMPLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE VOLTEO DE RIPPER DE CAT D10R N/P 4T-997 7 CALCULO DEL GAP ORIGINAL DE LA TAPA :
Ø ID del U-Seal segun SYS CAT: Ø ROD AS: GAP:
3.261” 3.248” 0.013”
EL GAP 0.013” es el que especifica el fabricante, el cual trabaja con un sello U-SEAL Tipo A
EVALUACION CALCULO DEL GAP DE UNA TAPA EN REPARACION .-
Ø ID del U-seal: Ø ROD AS:
3.272”
GAP:
0.027”
3.248”
Considerando las tolerancias que indica el fabricante EL GAP 0.027” se encuentra FUERA de
la tolerancia de trabajo que el fabricante indica.
LA EVALUACION DE LA TAPA SUGIERE LO SIGUIENTE: EL Ø INTERNO EXCEDE EL GAP PERMITIDO D I
RECOMENDACIÓN:
EVALUACION NUEVA ALTERNATIVA: SELLO ANTI-EXTRUSION: Se requiere conocer la presión de trabajo del cilindro para determinar si para el GAP que tiene la tapa, se puede reemplazar el U-SEAL Tipo A, por un U-SEAL Anti-extrusión.
0.027 FUENTE: CATALOGO HALLITE Segun la tabla para un GAP de 0.027” se garantiza poder trabajar con un sello Antiextrusion hasta una presión de 4800 PSI, lo que es suficiente ya que este cilindro trabaja a una presion máxima de
EVALUACION Ya garantizada la posibilidad de usar el sello anti-extrusion, seleccionamos el
perfil
correspondiente segun el Ø de vastago, que en este caso es un sello U-seal anti-extrusion Tipo B.
EVALUACION EJEMPLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE DESPLAZAMIENTO DE MOTO TOPADORA DE CAT 16H DATOS REQUERIDOS:
PRESION MAXIMA DE TRABAJO
3500 PSI
Ø CILINDRO = Ø D1 max:
4.000”
Ø ALOJAMIENTO DE WEAR RING MAXIMO = Ø d2 min.:
3.738”
Ø MAXIMO DE PISTON = Ø d3 máx. :
3.978” (3.920”)
Ø MINIMO DE PISTON = Ø d3 mín.:
3.920” (3.978”)
SECCION MININA DE WEAR RING = S mín.:
0.125”
GAP máx. = 4 - 0.125 - (3.920 + 3.738) = 0.046 2
GAP máx. = 0.046”
EVALUACION
GAP máx. = 4 - 0.125 - (3.920 + 3.738) = 0.046 2
GAP máx. = 0.046”
EVALUACION EJEMPLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE GATA DML DATOS REQUERIDOS:
PRESION MAXIMA DE TRABAJO:
4000 psi
Ø CILINDRO = Ø D1:
5.002”
Ø ALOJAMIENTO DE WEAR RING = Ø d2 min.:
4.742”
Ø MINIMO DE PISTON = Ø d3 min.:
4.988”
SECCION DE WEAR RING = S min:
0.125”
GAP máx. = 5.002 - 0.125 - (4.988 + 4.742) = 0.012 2
La teoría dice que debe ser mayor igual de 0.002”
GAP máx. = 0.012”
EVALUACION
GAP máx. = 5.002 - 0.125 - (4.988 + 4.742) = 0.012 2
GAP máx. = 0.012”
EVALUACION GAP DE LA TAPA CALCULO DEL GAP MAXIMO GAP máx. = (Ø D2 máx. + Ø D3 máx.) – S min. – Ø d1 min. 2
CALCULO DEL GAP MINIMO GAP mín. = S min. - (Ø D2 máx. - Ø D3 min.) 2
Ø d1 = DIAMETRO DEL VASTAGO
Ø D3 = DIAM INTERNO DE TAPA
Si tengo diam. Nominal 5.500”, se doy 0.002” menos, es decir 5.498”. Si es milimétrico es 0.005mm
EVALUACION EJEMPLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE VOLTEO DE CAT 994: DATOS REQUERIDOS:
WIPER
PRESION MAXIMA DE TRABAJO
4500 PSI
Ø ROD AS = Ø d1:
5.498”
Ø ALOJAMIENTO DE WEAR RING = Ø D2 máx.:
5.763”
Ø ID DE LA TAPA MAXIMA= Ø D3 máx.:
5.527”
Ø ID DE LA TAPA MINIMO = Ø D3 mín.:
5.515 ”
SECCION DE WEAR RING = S:
0.130”
GAP máx. = (5.527 + 5.763) – 0.130 – 5.498 = 0.017 2
GAP máx. = 0.017”
U-SEAL BUFFER
WEAR RING
EVALUACION
GAP máx. = (5.527 + 5.763) – 0.130 – 5.498 = 0.017 2
GAP máx. = 0.017”
EVALUACION EJEMPLO PARA UN CILINDRO HIDRÁULICO DE BUCKET DE CAT 345CL DATOS REQUERIDOS:
PRESION MAXIMA DE TRABAJO
6000 PSI
Ø ROD AS = Ø d1:
109.95 mm
Ø ALOJAMIENTO DE WEAR RING MAXIMO = Ø D2 máx.:
115.00 mm
Ø ID DE LA TAPA MAXIMO = Ø D3 máx. :
111.10 mm
Ø ID DE LA TAPA MINIMO = Ø D3 mín.:
110.85 mm
SECCION DE WEAR RING MINIMO = S mín.:
GAP máx. = (111.10 + 115) – 2.5 – 109.95 = 0.6 2
2.5 mm
GAP máx. = 0.6 mm
EVALUACION
GAP máx. = (111.10 + 115) – 2.5 – 109.95 = 0.6 2
GAP máx. = 0.6 mm
BRUÑIDO DE CILINDRO
BRUÑIDO
El bruñido o honning, es un proceso de acabado en mecanizado que usa piedras abrasivas como medio de corte. Estas piedras están simultáneamente desarrollando un movimiento de rotación y un movimiento lineal alternativo, ejerciendo una fuerza contra la superficie de trabajo, normalmente cilíndrica.
Con el bruñido, el acabado superficial de una pieza puede ser controlado con precisión, debido a la baja velocidad de corte, y la presión de expansión ajustable de las piedras de bruñir.
BRUÑIDO
¿QUE ES EL BRUÑIDO?
“Recuperación del tramado de microlineas
con la finalidad de mejorar la estanqueidad con el sello” MINIMO (0.000” - 0.005”)
BRUÑIDO
BRUÑIDO REGULAR (0.005” - 0.015”)
BRUÑIDO A SOBREMEDIDA ( 0.030” - 0.060”)
BRUÑIDO
Se considera cilindro Standard a todo cilindro que tenga como diámetro medidas entre (0.000” – 0.010”) o (0.00mm – 0.25mm).
En cilindros CATERPILLAR (0.000” – 0.012”).
Se considerara over 30 a cilindros CATERPILLAR que tengan mas de 0.012” de su medida nominal y que necesiten ser bruñidos.
Debe existir una luz de 0.004” entre el diámetro de sellado de la tapa con el diámetro de sellado del cilindro para asegurar un correcto sellado.
BRUÑIDO SUPERFICIE ANTES DEL BRUÑIDO
El bruñido es un proceso que sirve para dar al interior del cilindro una textura de líneas organizadas, que sirven para que el aceite se adhiera a las paredes y que los sellos trabajen siempre sobre un película de aceite alargando su vida útil. Sirve también para borrar arañones, rayas longitudinales que ocasionan contra presiones internas, que pueden generar deficiencias de hasta de 16% sin que el operador del equipo lo perciba.
BRUÑIDO PARED DEL CILINDRO SIN BRUÑIR, TAL COMO SALE DE LA MAQUINA
RAYADURAS Y DEPRESIONES QUE SE PUEDEN DETECTAR AL COMENZAR EL BRUÑIDO LIGERO EL BRUÑIDO LIGERO RESTAURA EL ACABADO DE LA SUPERFICIE PARA HACER QUE SU SISTEMA HIDRÁULICO RINDA MAS Y DURE MÁS TIEMPO.
BRUÑIDO
La importancia de la rugosidad en el bruñido
La rugosidad de la superficie es sumamente importante y debe estar dentro de un intervalo especificado. Si la superficie es demasiado áspero, el sello no tendrá una duración de vida requerida y si la superficie es demasiado suave no existirá una adecuada retención de aceite en las paredes del cilindro.
Acero: 1045 / 1026 / ST52
Rugosidad interior:
BRUÑIDO
BRUÑIDO
Rayas longitudinales y socavaciones.
TIPOS DE RECUBRIMIENTOS METALICOS
TIPOS DE RECUBRIMIENTOS METALICOS
SOLDADURA
METALIZADOS
Flame spray (5000)
Plasma spray (8000)
Plasma en vacío (10000)
Arc. spray systems (17000)
High pressure / hvof (35000)
PROCESO ELECTROLÍTICO
Cobreado
Zincado
Cromado Decorativo
High pressure / hvof (35000) HVOF es un procedimiento o técnica de la proyección térmica. Consiste en proyectar partículas que son fundidas en un proceso de combustión y posteriormente aceleradas en una tobera convergente-divergente logrando velocidades de los gases superiores a la velocidad del sonido. La alta energía cinética de las partículas en el momento de impacto produce recubrimientos densos y resistentes, mientras que el poco tiempo de residencia de la partícula en la llama (del orden de microsegundos) disminuye la cantidad de óxidos o efectos negativos para la composición química del material a proyectar. Existen diversos parametros para controlar el proceso como la química de la combustión o la temperatura del sustrato. Para evitar el sobrecalentamiento del sustrato éste puede ser enfriado con aire, CO2 u otros gases. La utilización de la técnica de recubrimiento HVOF permite la aplicación de materiales de recubrimiento tales como metales, aleaciones y cerámicas para producir un revestimiento de dureza excepcional, excelente adhesión al material de sustrato, y proporcionar resistencia al desgaste sustancial y protección contra la corrosión.. Las siglas HVOF significan: High Velocity
High pressure / hvof (35000)
Retirar la capa de cromo en rectificadora, máximo 0,15mm.
Desengrasar el componente, precalentar o quemar.
Arenar a presión no mayor de 60 psi para no “marcar” el componente, la distancia es de 8”, controlar que el oxido de aluminio sea de mesh 20, si esta nuevo aumentar la distancia a 12”, de preferencia usar uno que este ya trabajándose (usado).
La rugosidad después de arenar debe ser no mayor a 6.0 µm
Se metalizara con HVOF polvo 7103/6352 según los siguientes parámetros:
El espesor del depósito debe de ser de 0,0127mm por pase hasta un espesor máximo de 0,25mm; si se va a exceder los 0,25mm de espesor
High pressure / hvof (35000)
CROMADO DURO ¿QUE
ES EL CROMADO DURO?
¿PORQUE ¿DONDE
ES MEJOR?
DEBE USARSE?
¿QUE
MATERIALES SE PUEDE CROMAR?
¿QUE
ESPESORES?
¿QUE
TAMAÑOS?
Cromado Duro Industrial
¿QUE ES EL CROMO DURO? Es un proceso electroquímico que consiste en el deposito de moléculas de cromo, desde una solución química, en el cátodo (pieza a cromar) mediante la aplicación de una corriente continua”.
¿PUEDE SER USADO REPETIDAS VECES? SI, Depende del desgaste o maltrato de la pieza
¿CUAL ES LA VELOCIDAD DEL CROMO?
Cromado Duro Industrial ¿PORQUE CROMAR? Es más duro
menos desgaste
Tiene mejores propiedades anti-fricción
menos desgaste
Tiene resistencia a la corrosion
larga duración
Es facilmente recuperado
larga duración
Cromado Duro Industrial
¿DONDE DEBE USARSE?
En cualquier superficie expuesta a la corrosión.
En vástagos de cilindros hidráulicos
En piezas de matriceria.
¿DONDE NO DEBE USARSE?
En superficies metalizadas.
Gran dificultad en piezas de cobre.
Cromado Duro Industrial ¿QUE
ESPESORES?
En vástagos de cilindro hidráulico: • Mínimo • Máximo
: 0.001” pulg :
0.020” pulg
En suspensiones: • Máximo
:
0.030” pulg
¿QUE TAMAÑOS?
• Diámetro Mínimo :
0.50” pulg
• Diámetro Máximo :
40” (1 mt)
• Largo Máximo
:
472” (12 mts)
• Largo Mínimo
:
3” pulg
Cromado Duro Industrial
¿PUEDE
SER USADO REPETIDAS VECES?
SI, Depende del desgaste o maltrato de la pieza ¿CUAL
ES LA VELOCIDAD DEL CROMO?
2.0 milésimas de pulgada x hora
Cromado Duro Industrial
Cromado Duro Industrial
Fotos de la superficie que muestra la densidad de microgrietas de diferentes procesos de cromado duro. (600 x Magnification) (600 x aumentos) Top to
La sección transversal que muestra la densidad de microgrietas de diferentes procesos de cromado duro. (200 x Magnification) (200 x aumentos). Top to bottom:
Cromado Duro Industrial Convencional HRC 840 HEFF 25 600X POR VISTA DE LA SUPERFICIE
200 X POR MICRO SECCION.
La corrosión sigue el camino de las microfisuras puesto que están representan una mayor facilidad para las misma. El HEEF 25 produce un deposito con muchas microfisuras pero mucho menos profundas lo que
Cromado Duro Industrial
Cromado Duro Industrial
La importancia de la rugosidad en el Cromado
La rugosidad de la superficie es sumamente importante y debe estar dentro de un intervalo áspero,
especificado. Si la superficie es demasiado
el sello no tendrá una duración de vida requerida y si
superficie es demasiado suave no existirá una retención de aceite en las paredes del
la
adecuada
cilindro.
Rugosidades Recomendadas •Suspensiones
4 a 6 µin •Ejes
CROMADO
RECTIFICADO
CROMADO
PULIDO
DISEÑO E INGENIERIA MAQUINADO
MAQUINADO
MAQUINADO
MAQUINADO
MAQUINADO
SOLDADURA
SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS END/NDT
SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS END/NDT
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
SELLOS HIDRAULICOS
ARMADO Y PRUEBA HIDRAULICA
ARMADO Y PRUEBA HIDRAULICA
