|
ACTUADORES MECATRÓNICOS ACTUADORES HIDRÁULICOS 2.1 BOMBAS Los cuatro diseños más comunes de bombas hidráulicas son: de paletas, de engranes, de émbolos y del tipo Gerotor. Todos ellos sirven en los circuitos hidráulicos comunes, siendo la de émbolos la que particularmente se emplea en sistemas de alta presión. En circuitos que emplean motores donde la variación de velocidad y la reversibilidad sean requisitos de operación, las bombas de desplazamiento variable son una necesidad. Por regla general, la potencia para mover una bomba hidráulica que proporciona un caudal (GPM) a cierta presión (PSI) viene dada por la expresión HP = (Galones/Min) X (Presión en PSI de ajuste) / 1714
2.2 CILINDROS Los cilindros hidráulicos son empleados donde se requiere de gran fuerza en poco espacio (las presiones son de 50 bar o más), y donde se requiera control exacto de la trayectoria del movimiento, ya que los cilindros se pueden detener en cualquier posición. Existen diversos tipos de cilindros según su aplicación: * Cilindros de un vástago * Cilindros de dos vástagos * Cilindro Tándem Para evitar que se deformen los vástagos de los cilindros que son muy largos, se usa un separador sobre el mismo vástago que impide que el émbolo se recorra hasta la tapa. Este separador lleva en inglés el nombre de "stop tube" por la función que realiza. 2.3 VÁLVULAS Las válvulas hidráulicas se catalogan al igual que las neumáticas por el número de puertos en su cuerpo y por el número de posiciones que tienen fijas. Ejemplo: Una válvula 5/3 indica 5 puertos o conexiones en el cuerpo de la válvula y 3, que puede tener tres posiciones estables mediante sus actuadores. Las válvulas pueden ser actuadas mediante aire, aceite, electricidad y mecánicamente. A los primeros tipos se les denomina "piloteadas", por emplear válvulas piloto. Existen válvulas de tipo llamado proporcional en donde no existen posiciones fijas y que sirven para servomecanismos, ya que se puede regular entre posiciones infinitas el flujo mediante la acción concertada de los actuadores eléctricos. Como referencia para su empleo, existe un curso en la compañía Festo denominado "Hidráulica Proporcional". Al igual que las válvulas neumáticas, se encuentran preferentemente en bloques o cabezales, en tamaños de bases estándares. Además de las aplicaciones industriales de estos componentes, no hay que olvidar que por construcción y costo, las válvulas empleadas en la llamada hidráulica móvil (maquinaria de movimiento de tierras) son más robustas y económicas para actuarse manualmente. 2.3A VÁLVULA DE ALIVIO. En cualquier sistema hidráulico, esta válvula es imprescindible, ya que por ser las bombas hidráulicas del tipo de desplazamiento positivo, se podría obtener teóricamente cualquier presión hasta que alguna parte del sistema fallara por fuga interna (bomba) o fuga hacia el exterior (conducto). Una vez ajustada en un valor, cada vez que el sistema no requiera aceite, la válvula operará abriendo un pasaje al tanque.
2.3B VÁLVULAS DE CONTRABALANCE. Entre las válvulas que no existen en Neumática, se encuentran éstas, cuya aplicación principal es para evitar que un cilindro hidráulico que se emplea para levantar alguna carga se venga abajo por rotura o fuga de alguna manguera. Su funcionamiento es sencillo, ya trabajan como válvulas "check" piloteadas por la presión del lado opuesto del cilindro.
2.3C VÁLVULAS DE DESACELERACIÓN. Cuando un cilindro llega a una posición donde es preferible reducir su velocidad para que llegue lentamente a su posición final, se emplea este tipo de válvula estranguladora del flujo.
2.3D VÁLVULAS DIRECCIONALES (3/2 y 5/3) DE CENTRO TANDEM. Se llaman de esta manera a las válvulas que en su posición central permiten el paso del flujo de la bomba hacia el tanque, no permitiendo ninguna comunicación con los puertas A y B; De esta manera, si se está controlando un cilindro hidráulico, el cilindro no se podrá mover cuando la válvula permanezca centrada. Claro, que con el tiempo, sí se va a perder algo de presión y, posiblemente si se mueva el cilindro. 2.3E VÁLVULAS DIRECCIONALES (5/3) DE CENTRO ABIERTO. Estas válvulas sirven para evitar golpes de ariete en circuitos con motores hidráulicos, ya que en su posición intermedia conectan todas las salidas; También, sirven en aplicaciones donde se requiere el posicionamiento manual de los actuadores. 2.3F VÁLVULAS DIRECCIONALES (3/2 y 5/3) DE CENTRO CERRADO. Este tipo de válvula es empleado en circuitos donde se tiene un acumulador con su respectiva válvula de descarga. En operación, el centro no conecta ninguna de las salidas. 2.4 MANDOS Los mandos de un sistema hidráulico son por lo general eléctricos o manuales (ver punto 2.2). 2.5 MOTORES. Los motores hidráulicos ofrecen muy alto par y bajas velocidades por su construcción, además que se pueden controlar perfectamente estas dos condiciones. Esto es, al bajar o subir la presión, se obtiene un par menor o mayor respectivamente y, proporcionalmente el flujo controla la velocidad. Los motores por construcción pueden ser de engranes y de pistones. De caudal variable o fijo, y por lo general son reversibles. 2.6 ACUMULADORES. En las aplicaciones que requieren intermitentemente del fluido hidráulico, es posible especificar la bomba de un tamaño menor, siempre y cuando se conecte al circuito un acumulador que cuando se requiera mayor flujo de aceite pueda suministrarlo. 2.7 TUBERÍAS Y CONEXIONES. En hidráulica las tuberías galvanizadas no se recomiendan por las escamas de zinc que puedan obstruir las válvulas. Existe en el mercado una tubería de acero sin costura que se especifica para uso hidráulico. Se le denomina "tubing". Existe una manera de reconocer las conexiones de mangueras de uso para 3000 psi las conexiones o de uso para 1500 psi de presión de operación. Las primeras tienen una muesca alrededor de la misma. 2.8 TANQUES. Los tanques de aceite sirven como recipiente, como desaireadores y además como intercambiadores del calor recogido por el aceite. En caso de no ser suficiente el área de intercambio con el aire, se adicionan los intercambiadores enfriados por agua o por ventilador. Como accesorio, es importante al poner en marcha un sistema nuevo, de colocar una trampa magnética (imán) en el tanque, para recoger todas las partículas que se desprendan de los componentes metálicos. 2.9 FILTROS. En sistemas hidráulicos, se emplea un filtro de malla gruesa en la succión, lo que no permite el paso de pedazos grandes de suciedad. En las líneas que van a las válvulas de control, se pueden encontrar filtros de presión, los cuales tienen capacidad de filtrado hasta niveles de submicrones. Pero, los filtros más usuales, son aquellos colocados tanto en el tapón de llenado del tanque, para evitar toda contaminación externa y, los filtros de retorno, los cuales se conectan antes de la descarga al tanque. Estos últimos, así como los de presión tienen una válvula que les permite seguir operando cuando se han tapado y, al mismo tiempo tienen un indicador de esta condición. 2.10 ACEITE. La viscosidad del aceite a emplearse depende de la temperatura ambiente de operación del equipo. El aceite deberá ser del tipo con aditivos antiespumantes y no soluble al agua. Esto último para evitar la corrosión de las partes metálicas. 2.11 APLICACIONES VARIAS Entre las aplicaciones comunes de la hidráulica están las grandes prensas de extrusión, troquelado y forjado de las fábricas metalmecánicas y, en nuestro medio, las suajadoras y las máquinas de extrusión de plásticos. |
050322 © Ing. Roberto Ruelas. León, Gto. MÉXICO