Mecanismos hidraulicos

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Los mecanismos hidráulicos  son dispositivos y herramientas que utilizan la energía cinética o potencial de un fluido en su trabajo. Las máquinas hidráulicas incluyen máquinas hidráulicas .

En tales mecanismos, la fuerza de alta presión del fluido hidráulico es convertida por los mecanismos de varios cilindros y motores hidráulicos. El flujo de fluido se puede controlar directa o automáticamente a través de válvulas de control. La distribución del caudal se produce a través de mangueras y tubos hidráulicos especiales.

Los mecanismos hidráulicos son muy populares en la ingeniería mecánica debido al hecho de que es posible transferir una enorme energía a través de tubos delgados y mangueras flexibles.

Multiplicación de fuerza y ​​torque

La base fundamental de los sistemas hidráulicos es la capacidad de multiplicar la fuerza o el par de forma sencilla, sin necesidad de utilizar un sistema de engranajes y palancas. Esto se logra cambiando la superficie de trabajo efectiva de los cilindros conectados o transfiriendo energía de la bomba al motor.

Ejemplos

1. dos cilindros conectados : el
   cilindro C1 tiene un diámetro de 1 cm y el cilindro C2 - 10 cm Si la fuerza que actúa sobre C1 es de 10 N, la fuerza que actúa sobre C2 desde el lado del líquido es de 1000 N, porque el cilindro C2 es 100 veces más grande en el área ( ) C1. La desventaja de esta ventaja es que para mover el cilindro C2 1 cm, es necesario mover el cilindro C1 100 cm.
2. bomba y motor :
   Si se conecta una bomba rotatoria hidráulica que desplaza 10 ml/rev de fluido a un motor rotativo hidráulico que desplaza 100 ml/rev, el par aplicado para hacer girar la bomba es 10 veces menor que el par motor, pero la velocidad de rotación de el motor será 10 veces más pequeño que la bomba.

Ambos ejemplos pueden denominarse transmisión hidráulica o hidrostática con una relación precisa.

Esquemas hidraulicos

Para que el fluido hidráulico funcione, el fluido debe fluir hacia el actuador o motor y luego regresar al depósito. Además, el líquido se filtra y se alimenta de nuevo a la bomba ( accionamiento hidráulico de circuito abierto ). El camino del fluido se llama circuito hidráulico , los cuales vienen en varios tipos.

Los circuitos de centro abierto usan una bomba que proporciona una fuente de flujo constante. El líquido regresa al tanque a través de la válvula de control, que se entiende como una válvula de centro abierto, es decir, cuando la válvula está en la posición central, abre el camino de retorno del líquido al tanque y no se crea alta presión . Cuando se acciona la válvula, el flujo se dirige a la unidad de potencia o al tanque. La presión del líquido aumentará hasta que reciba resistencia, entonces la bomba tendrá una salida constante. Si la presión del fluido llega a ser demasiado alta , el fluido comenzará a regresar al tanque a través de la válvula de alivio  de presión . Se pueden conectar varias válvulas de control en serie. Estos tipos de circuitos pueden usar bombas de reemplazo económicas.

En arreglos de centro cerrado , la presión completa se entrega a las válvulas piloto, ya sea que la válvula esté activada o no. Las bombas varían sus flujos de salida entregando un flujo de fluido muy bajo hasta que el operador acciona la válvula. Se pueden conectar diferentes válvulas de control en paralelo entre sí, la presión en cada una es la misma.

Sistemas hidráulicos con accionamiento hidráulico regulable y no controlado

Hay dos configuraciones básicas de circuito de centro cerrado que conectan un regulador a una bomba de flujo de fluido variable:

Sistema estándar con accionamiento hidráulico no ajustable (sistemas de presión constante, sistema CP, estándar). En tal sistema, la presión de la bomba siempre es igual a la presión establecida por su regulador. El ajuste del regulador debe cubrir la presión máxima generada por la carga. La bomba genera un caudal igual a la suma de los caudales de todos los consumidores. Tal sistema CP tiene una gran pérdida de potencia si la carga de salida varía en un amplio rango y la presión promedio en el sistema es mucho más baja que la establecida por el regulador. El sistema CP es fácil de fabricar. El sistema neumático también funciona . Los nuevos componentes hidráulicos se pueden agregar fácilmente al sistema y responde rápidamente al control.

Sistema con accionamiento hidráulico de baja presión no regulado (sistemas de presión constante, sistema CP, sin carga). Misma configuración que el sistema CP estándar, solo la bomba está en espera, generando baja presión cuando todas las válvulas están en punto muerto. El sistema tiene una respuesta más lenta cuando se accionan las válvulas de control que un sistema CP estándar, pero se prolonga la vida útil de la bomba.

Los sistemas de detección de carga (sistemas LS) tienen pérdidas más bajas porque la bomba reduce tanto el flujo de salida como la presión para adaptarse a los requisitos de carga, pero requiere un ajuste más fino que un sistema CP en términos de estabilidad . El sistema LS también requiere válvulas lógicas adicionales, compensadores en válvulas direccionales, por lo que el sistema es técnicamente más complejo y tiene un costo más alto. En un sistema LS, se producen pérdidas que dependen de la caída de presión en el regulador de la bomba:

Por lo general , se toman alrededor de 2 MPa (290 psi). Si el caudal es alto, las pérdidas pueden ser significativas. Las pérdidas también aumentan si la carga real varía mucho.

Bombas hidráulicas

Las bombas hidráulicas son máquinas hidráulicas que convierten la energía mecánica del motor en energía del fluido que se mueve, aumentando su presión. La diferencia de presión entre el fluido en la bomba y la tubería determina su movimiento. Las bombas hidráulicas elevan el fluido a cierta altura, lo entregan a la distancia requerida en un plano horizontal o lo obligan a circular en algún tipo de sistema cerrado.

Las bombas hidráulicas se utilizan en las transmisiones hidráulicas, cuyo objeto es la transferencia de energía mecánica del motor al órgano ejecutivo de trabajo, así como la transformación del tipo y velocidad de movimiento de este último a través de un fluido.

Unidades de potencia

Varias plantas de energía sirven como unidad de potencia: motores de combustión interna, motores diesel, motores eléctricos.

Acumuladores hidráulicos

Un acumulador hidráulico es un depósito hidráulico diseñado para acumular la energía de un fluido de trabajo presurizado con el fin de utilizar posteriormente esta energía en un accionamiento hidráulico. Dependiendo del portador de energía potencial, los acumuladores hidráulicos se dividen en de carga, de resorte y neumáticos.

Los acumuladores hidráulicos mantienen la presión en un nivel determinado, compensan las fugas, suavizan las pulsaciones de presión creadas por las bombas, actúan como amortiguadores y protegen el sistema de la sobrepresión causada por los automóviles que golpean los obstáculos de la carretera. También se utiliza para lograr una mayor velocidad de ralentí cuando se trabaja con bombas.

Fluido hidraulico

Los aceites hidráulicos se utilizan a menudo como fluido hidráulico. Trabajar con ellos requiere el cumplimiento de las normas de seguridad.

Filtros hidraulicos

Suele instalarse en un depósito de líquido hidráulico. A veces no están marcados en los diagramas.