3.Hidraulica Camion 830e-930e

8/13/2019 3.Hidraulica Camion 830e-930e

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Mdulo 3 Hidrulica BsicaVersin Imprimible

Curso de Mantencin dCamiones Komatsu 930E - 830


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Mdulo 3 Hidrulica

Curso de Mantencin de Camiones Komatsu 930E - 830E

1. Objetivos

Explicar los conceptos bsicos, el funcionamiento para loscasos especficos y las normas de seguridad relacionadasde los principales componentes del circuito hidrulico delcamin.

2. Conceptos Bsicos

2.1Qu es la Hidrulica?Es la ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos.Se entiende por fluido todos los elementos o compuestoslquidos o gaseosos.Los principios de la hidrulica consideran la transmisin ycontrol de fuerzas por medio de un lquido que en la mayorade los casos se trata de aceite, pero tambin pueden serlquidos sintticos, agua o emulsin de aceite agua.

Caractersticas especiales que destacan a la hidrulica:- Grandes fuerzas o momentos de giro, producidos enreducidos espacios de montaje.- La fuerzas se gradan automticamente a lasnecesidades.- El movimiento puede realizarse con carga mxima desdeel arranque.- Graduacin simple contra sobrecarga.- til para movimientos rpidos controlados, as como paramovimientos de presin extremadamente lentos.- Acumulacin relativamente sencilla de energa por mediode gases.

En un sistema hidrulico lo que transmite energa es elfluido. Esto es posible por que los lquidos son virtualmenteincomprimibles. En la medida que se bombea fluido atravs de un sistema, se ejerce la misma fuerza en toda lasuperficie.

Como los lquidos se adaptan a cualquier forma el fluidohidrulico puede fluir en cualquier direccin y hacia todoslos conductos que se encuentren abiertos.

2.2 Valores del sistema hidrulicoDebemos trabajar con tres valores que determinarn eltrabajo de un sistema hidrulico. Estos valores son:

2.2.1 CAUDAL:Es el volumen que se desplaza en una unidad de tiempo.Generalmente se determina por la letra Q. Sus unidades demedida pueden ser:- Litros/minutos. La cantidad de litros que se desplazan enun minuto.- GPM. La cantidad de galones que se desplazan en unminuto. Equivale a 3,785 litros por minuto.*Existen otros mltiplos o submltiplos que no sern usadosen este curso.

2.2.2 PRESINEs la fuerza que se ejerce por unidad de superficie o reaGeneralmente se define por la letra P. Sus unidades demedida pueden ser:- Ib/pulg2. Libras por pulgada cuadrada. Es la fuerza enlibras que se ejerce sobre una superficie o rea de unapulgada cuadrada. En los manuales se encuentra comoabreviacin PSI que corresponde a la abreviacin eningls pound square inch.- Kg/cm2. Kilos por centmetro cuadrado. Es la fuerzaen kilos que se ejerce sobre una superficie o rea de uncentmetro cuadrado.- Kpa. Kilo Pascal. El KiloPascal (kPa) es una unidad depresin que equivale a 1,000 Pascales. El pascal (smboloPa) se define como la presin que ejerce una fuerza de 1newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normaa la misma.

La relacin entre la fuerza, la presin est dada por lafrmula:

(1) PRESIN = FUERZA ____________

SUPERFICIE

(2) FUERZA = PRESIN X SUPERFICIE

La frmula 1, demuestra que la presin es directamente

proporcional a la fuerza, es decir a mayor fuerza mayorpresin y que la presin es indirectamente proporcional area o sea a mayor rea la presin ser menor.

La frmula 2, demuestra que la fuerza resultante esdirectamente proporcional a la presin y al rea o sea, amayor presin o mayor rea la fuerza resultante sermayor.


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2.3 Potencia HidrulicaLa potencia requerida para accionar un sistema hidrulicoest directamente relacionada con el caudal y la presin delsistema.

La potencia est dada por la frmula siguiente:

Caudal en GPMPresin en Ib/pulg2

POTENCIA en HP =0.0007 x CAUDAL x PRESIN

POTENCIA en kW = P x Q612

P=presion en kg/cm2 Q=caudal en ( l/min)

POTENCIA en CV= P x Q441,2

P=presion en kg/cm2 Q=caudal en ( l/min)

3. El Circuito Hidrulico

Un circuito hidrulico bsico est compuesto porcomponentes hidrulicos que operan un sistema.

Los componentes bsicos de un sistema ms comn son:

- Fluido- Tanque- Filtro

- Bombas- Vlvula de control- Elemento accionado- Lneas hidrulicas- Vlvula de alivio- Enfriador

3.1 FluidoPara nuestro caso el fluido ser el aceite hidrulico o similar.Es el medio por el cual se transmite la energa en todo elsistema. El fluido tiene como funciones lo siguiente:- Transmitir energa por todo el sistema.- Proporcionar lubricacin a las partes mviles.

- Proteger los componentes contra desgaste u lacorrosin.- Enfriar los componentes.

3.2 Tanque HidrulicoLas funciones principales de un estanque hidrulico son:

- Almacenar aceite.

- Enfriar el aceite.

- Permitir que el aire se separe del aceite.

- Permitir que se asienten las partculas.

- El estanque tiene un tubo de llenado para poder agregaaceite. Este tubo debe mantener una tapa para evitar lacontaminacin. Normalmente existe una rejilla para protegeel ingreso del aceite al estanque.

- Existen en algunos sistemas de elementos de filtros aretorno del aceite al estanque.

- El estanque debe tener un sistema de mirilla o rebalsepara controlar los niveles mximos y mnimos.

- En la parte baja del estanque existe un tapn de drenajeque puede adems ser magntico para capturar metalesque contaminan el aceite.

- Normalmente en el interior se encuentran planchasdeflectoras que reducen la agitacin del aceite.

- En la parte alta del estanque existe un respiradero confiltro que permite la entrada y salida de aire al estanque.**


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3.3 FiltroLos filtros retienen los contaminantes del aceite evitandoque los componentes sufran daos asegurando el correctofuncionamiento del sistema. La ubicacin y los tipos defiltros son variables.

3.4 BombasLa bomba es un elemento que convierte la energamecnica en energa hidrulica en forma de flujo o caudal.Es accionada por una fuente de energa.

La bomba entrega un caudal que se mide como el volumende aceite que entrega durante una unidad de tiempo. Launidad de medida del caudal puede ser GPM( galones porminuto) o litros por minuto. Existen otras formas de medir elcaudal pero slo usaremos las descritas.

3.5 Mdulo de la Bomba Hidrulica 930E

Las bombas hidrulicas (16 y 18, Figura 2-1) estn montadasen una estructura modular detrs del alternador principal. Emdulo de la bomba tambin contiene la vlvula de elevacinoperada por pilotaje (3), usada para controlar la operacinde los cilindros de elevacin durante las operaciones devolteo de la tolva. Un mltiple de sobre centro (10) contienevlvulas internas (8 y 9) usadas para asegurar una suaveoperacin y mxima vida til de los cilindros de elevacin.El mltiple de sobre centro tambin proporciona accesorios

de desconexin rpida (12) para permitir la operacin decircuito de elevacin mediante una fuente hidrulica externao para utilizar el circuito de elevacin del camin para volteala carga desde un camin con problemas.

PELIGRO

Alivie la presin antes de desconectar cualquier lneahidrulica y otras lneas. Apriete todas las conexiones antesde arrancar el camin.

El lquido hidrulico que escapa bajo presin puede tener lafuerza suficiente como para penetrar la piel de una personaEsto puede causar serios daos e incluso la muerte si no

se recibe tratamiento mdico inmediato por parte de unprofesional familiarizado con este tipo de lesiones.

Siempre mantenga una completa limpieza al abrir cualquieconexin hidrulica. Asegrese que todas las lneas desistema estn tapadas mientras se desmonta el componentedel camin.


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3.6 Vlvula de controlLa vlvula de control determina la direccin que deberrecorrer el aceite por todo el sistema. Este es el elementoque utiliza el operador para controlar los movimientos delelemento accionado.

3.7 Elemento AccionadoEl elemento accionado puede ser cualquiera de losactuadores( cilindro hidrulicos, conjunto de frenos, motorhidrulico, etc.) que estn conectados dentro del circuitohidrulico, que responde a la orden enviada desde unavlvula de control. Este elemento ejecuta el movimientofinal para el cual el circuito esta configurado.

3.8 Lneas HidrulicasLas lneas hidrulicas son las encargadas de transmitir lasseales de fluido desde las vlvulas de control pasando porlos componentes intermedios de pilotaje, a los elementosaccionados. Ests deben tener el largo correspondiente, notener roce con otros elementos y estar bien afianzadas alas estructuras con abrazaderas. Existen lneas hidrulicasrgidas y flexibles. La flexibles funcionan en las partes

mviles del circuito hidrulico.3.9 Vlvulas de AlivioLas vlvulas de alivio estn encargadas de mantenerla presin en el circuito de acuerdo a los parmetrospredeterminados de funcionamiento y cuidar el sistemade alzas de presin imprevistas que puedan causar dao.En la mayora de los casos stas cuentan con resortescalibrados y asientos cnicos, estas pueden ser regulableso no regulables.

3.10 EnfriadorEl enfriador o intercambiador de calor esta encargado demantener una temperatura estable dentro del circuito parano daar sus componentes. Este componente funcionahaciendo circular el fluido dentro de un tanque de pareddoble, por donde tambin circula refrigerante, que a travsde la transferencia de calor, enfra el aceite que circula po

ste.

4. Operacin de un sistema hidrulico

4.1 Posicin neutral:Al comienzo el circuito muestra al lquido fluyendo sinproducir un trabajo, ya que la vlvula de control se encuentraconectada al retorno y bloqueada hacia el componenteaccionado.

4.2 Posicin Extendida:El circuito muestra el lquido fluyendo hacia el lado depistn en el elemento accionado. El lado del vstago estconectado a la descarga y al estanque; el movimiento depistn ser hacia arriba.

4.3 Posicin Retrada:El circuito muestra el lquido fluyendo hacia el lado devstago. El lado del pistn est conectado a la descarga yal estanque; el movimiento del pistn ser hacia abajo.1. Bomba girando y fluido retornando al estanque(azul)

2. Actuador extendido( palanca baja) Electricidad enbomba.

3. Elemento accionado. Fluido rojo desde bomba a elementoaccionado y pasando de vuelta al estanque (se enfra).

4. Actuador retrado. El fluido ataca por el otro lado desde lavlvula para devolver el cilindro. Sale el fluido por la entradaanterior.

4.4 Filtros HidrulicosEl elemento de filtro se clasifica en micrones, lo que significael tamao de partculas a retener lo que define su capacidadde filtraje.

Se pueden clasificar tres tipos de diseos de filtros:


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- Elemento de filtro, el cual se instala dentro de undepsito.

- Filtro enrroscable, el filtro y la caja forman un solocomponte.

- Filtro de malla metlica que filtra contaminantes de grantamao (colador).

En un diagrama hidrulico el filtro est representado por lafigura:

Deposito

Valvula deControl

Retraer/Extender

Cilindro Hidraulico

Filtro

Bomba

Un sistema de filtro puede contener una vlvula dederivacin o by-pass que garantiza que el flujo del aceite alsistema nunca sea bloqueado. Esto podra suceder por unaobstruccin del filtro o por aceite fro demasiado viscosopara pasar por el filtro.

Cuando la diferencia de presin entre la admisin y ladescarga del filtro alcanza un valor peligroso el aceite esderivado a travs de esta vlvula. Por ser ste aceite nofiltrado, podra producir daos al sistema pero nunca dejarsin aceite el circuito.

4.5 Bombas Hidrulicas4.5.1 Tipos de Bombas segn caudalTrminos que se refieren a tipos de bombas:

- Bombas de caudal positivo: Son bombas que siempre

generan flujos mientras estn funcionando.

- Bombas de caudal fijo: Son las que mueven un volumenconstante por cada revolucin.

- Bombas de caudal variable: Estas pueden ajustar elvolumen que mueven durante una revolucin.

- Bombas de presin compensada: Son de caudal variable

equipadas con un elemento de control que ajusta la salidade la bomba manteniendo una presin determinada en esistema.

4.5.2 Bombas de engranajesSon bombas de caudal positivo fijo y pueden ser usadas envarias aplicaciones.

OperacinUn eje de mando hace girar un engranaje el cual seencuentra engranado con otro engranaje. Al separarseun diente del hueco del otro engranaje, se produce unasuccin llenando el espacio producido con aceite el cual estransportado hacia el lado contrario. En este otro lado undiente se engrana expulsando el aceite hacia la descarga.

4.5.3 Bombas de paletasSon bombas de caudal positivo y fijo de larga duracin yfuncionamiento suave.

OperacinUn eje de mando hace girar un rotor. El aceite ingresa en lacmara producida entre dos paletas consecutivas y la cajasiendo expulsado hacia la descarga.

Las paletas se mantienen pegadas contra la superficie interiordel anillo producto de la fuerza centrfuga provocada por egiro y resortes o la misma presin del sistema. Tambin semantienen ajustadas automticamente segn el desgaste.

4.5.4 Bombas de pistonesPueden ser de caudal fijo o variable, y radiales o axiales.

Slo nos referiremos a bombas axiales las que representanen el mercado mundial sobre el 90% de la demanda debombas de pistones.

OperacinDependiendo de la inclinacin de la placa de presin la carrerade los pistones variar entre 0 y mximo por consiguienteel volumen desplazado depender proporcionalmente a lainclinacin del plano.

4.6 Vlvulas HidrulicasLos sistemas hidrulicos utilizan vlvulas para accionarcomponentes, controlar caudal y controlar presin dentro

del sistema.

4.6.1 Tipos de vlvulas de direccinEl smbolo bsico ISO que representa una vlvula es uncuadro (fig.1) o un recuadro (fig.2). El nmero de recuadrosrepresenta la cantidad de posiciones de la vlvula (fig.3)

Las lneas cortas trazadas perpendicularmente al recuadroindican las condiciones externas de la lumbrera (fig.1y 2)Normalmente las lumbreras se marcan con T cuando vanal estanque, P indica bomba, A y B indican lumbreras de


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funcionamiento (fig.3).4.6.2 Vlvulas de Control de DireccinControlan el recorrido del lquido dentro del sistema.Ejemplo: son las vlvulas selectoras, vlvulas de retenciny vlvulas compensadoras.

Las vlvulas selectoras controlan el funcionamiento de loscomponentes accionados permitiendo determinar direcciny caudal de aceite.

Las vlvulas selectoras generalmente tienen 3 o msposiciones, cada posicin cambia el flujo hidrulico haciael accionador. Existen vlvulas de centro abierto y centrocerrado.

a. Vlvulas de control de direccin centro abierto caudalfijo: Son las que al colocar el distribuidor en neutro el aceiteregresa al estanque pero al ser accionadas no regulancaudal, es decir adoptan una sola posicin.

b. Vlvulas de control de direccin centro abierto caudalvariable: Son las que al colocar el distribuidor en neutro elaceite regresa al estanque pero al ser accionadas regulancaudal, es decir adoptan infinitas posiciones.

//animacin 2D de funcionamiento esquemtico (smboloscon flechas) ref CD 830

c. Vlvulas de control de direccin centro cerrado de caudalfijo: Son las que al colocar el distribuidor en neutro el aceitequeda bloqueado en ambas direcciones y al ser accionadasno regulan caudal, es decir, adoptan una sola posicin.

d. Vlvulas de control de direccin centro cerrado caudalvariable: Son las que al colocar el distribuidor en neutroel aceite que da bloqueado en ambas direcciones y alser accionadas regulan caudal, es decir, adoptan infinitasposiciones.

e. Vlvulas de retencin: Son vlvulas que permiten elsentido del flujo en una sola direccin. El flujo en sentidoopuesto hace que la presin cierre la vlvula bloqueandoel flujo. Si la presin ejercida en el lado anterior al pistn escapaz de vencer el lado posterior, el pistn se levantar desu asiento permitiendo el flujo de aceite en esa direccin.

El smbolo bsico que representa una vlvula de retencines una bola y un asiento. Existen vlvulas equipadas conresorte para ayudar a mantener la bola en su posicin.

Existen vlvulas de retencin doble que seleccionan elcircuito de ms alta presin para abrir un paso.

f. Vlvula compensadora: Es un tipo de vlvula de retencinque permite que el aceite del estanque fluya directamente alas tuberas de un sistema si la presin de retorno se hace

mayor que la presin de trabajo. Con esto se impide que unsistema pueda cavitar.

Una vlvula compensadora se compone de: una vlvulade retencin y de un resorte suave. Cuando la presin deaceite disminuye aprox. 2 lb/pulg2 menos que la presindel sistema, esta vlvula se abrir compensando la falta de

aceite.

g. Vlvulas de alivio de presin:Estas vlvulas se utilizan para limitar la presin mxima enun sistema o circuito y as proteger sus componentes. Si lapresin sube sobre el nivel regulado la vlvula descargaraceite al estanque.

h. Vlvula de alivio sencilla: Una vlvula de alivio sencilla secompone de un cuerpo, un pistn y un resorte. El pistn semantendr cerrado por la presin del resorte ajustado estea una presin determinada.

Si la presin del sistema supera la presin del resorte, lavlvula se abrir hacia un estanque.

i. Vlvula de alivio con vlvula piloto: Usa una vlvula pilotocon rea pequea y, por lo tanto, utiliza un resorte dbilque la hace ms sensible a las fluctuaciones de presin desistema. El pistn central se mantendr cerrado mientras nose produzca una descarga de aceite a travs de la vlvulapiloto.

Cuando la presin del sistema sea capaz de abrir la vlvulapiloto, esta dejar escapar aceite desde la parte trasera

del pistn permitiendo que este se mueva hacia arribadescargando el exceso de presin.

j. Vlvula reductora de presin: Son vlvulas que se utilizancuando la demanda de presin de un circuito es menor quela presin de suministro.

Los componentes de una vlvula reductora son un pistnun resorte y un carrete. La fuerza del resorte determina lamxima presin a la cual la vlvula se cerrar impidiendoel ingreso de aceite al sistema. Esta vlvula es una vlvulanormalmente abierta.

k. Vlvula diferencial de presin: Esta vlvula establece unadiferencia constante de presin entre dos circuitos. Estcompuesta por: un carrete y un resorte.

Cuando la presin del circuito alcanza un valor regulado lapresin desplaza el carrete y alimenta el circuito secundarioy a partir de ese momento entre ambos circuitos semantendr una presin diferencial.


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4.7 Cilindros HidrulicosEl objetivo principal de los sistemas hidrulicos aplicadosa los camiones, es impulsar elementos, principalmentecilindros hidrulicos directamente accionados por uncaudal que entrega una bomba o por el caudal que entreganacumuladores hidrulicos.

Para efectos de este curso, slo se analizarn cilindroshidrulicos de doble efecto y cilindros telescpicos.

Cilindros Hidrulicos de doble efecto y sus partes:

Vstago: est conectado al pistn para transmitir elmovimiento de desplazamiento. De terminacin altamentepulido con una superficie de cromado duro resistente aralladuras y picaduras.

Cilindro:tubo de acero altamente pulido en el interior ycon una tapa soldada en un extremo. El extremo contrarioes abierto.

Oreja de cilindro:corresponde a la tapa de este y tieneel orificio para conectarse a un punto fijo o base.

Oreja del vstago:corresponde al cabezal del vstago,que contiene el orificio para conectar al accionador.

Tapa cilindro:es la que se ubica en el extremo abiertodel cilindro y por su centro se desplaza el vstago. Estatapa va apernada al cilindro.

Conexiones hidrulicas: son las conexiones enambos extremos del cilindro preparadas para instalar laslneas hidrulicas.

Pistn:masa cilndrica de acero que se une al vstago yse fija a este por medio de una tuerca. La presin hidrulicaactuar sobre las superficies del pistn dependiendo de ladireccin dada al fluido.

Tuerca fijacin pistn:tuerca ubicada en el extremointerior del vstago con la cual se fija el pistn al vstago.

Anillo de desgaste del pistn:anillo de material muyespecial montado en una ranura del pistn que lo guandentro del cilindro para mantenerlo centrado y sin tocar aeste.

Sello del pistn: sellos de diferentes tipos que vanmontados en ranuras del pistn que sellan ambos lados decilindro.

Sello y limpiador del vstago:sistema de sellado ylimpiado de vstago que se instala en la tapa del cilindropara evitar fugas de aceite o ingreso de materias extraasal interior del cilindro.

Smbolo bsico que representa un cilindro de dobleefecto:

4.7.2 Cilindros telescpicosSon cilindros de doble efecto que en la medida que ingresael aceite se van desplazando etapas hasta completar surecorrido.

Smbolo bsico de un cilindro telescpico:

4.8 Procedimiento de Revisin HidrulicaEl procedimiento de revisin hidrulica pretende ayudar atcnico a revisar, ajustar y diagnosticar problemas de loscircuitos de elevacin y direccin. El tcnico deber leerel procedimiento de revisin completo antes de realizarcualquier accin para familiarizarse con los procedimientos ycon todas las advertencias y precauciones. El procedimientode revisin comienza con la revisin del sistema bsicoantes de revisar los componentes individuales.

Los chequeos corresponden a:

- Verificacin de fugas internas (estanqueidad)- Control de Presiones en el sistema- Tiempos del ciclo de trabajo- Temperatura de operacin


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5. Seguridad Aplicada

Durante la operacin de los sistemas hidrulicos, elaceite se calienta a temperaturas que al contacto con lapiel producirn graves quemaduras. Antes de intervenircualquier sistema hidrulico debe asegurarse que el aceitese ha enfriado lo suficiente.

Las fugas de aceite bajo presin pueden tener suficientefuerza para penetrar al cuerpo de las personas a travs dela piel y podran producirse serios daos incluso la muertesi no se recibe un tratamiento mdico de inmediato.

Mientras descarga las presiones de un sistema hidrulico,use protectores faciales y anteojos de seguridad.

Durante la operacin de los sistemas hidrulicos, elestanque de aceite acumular presin. Antes de intervenircualquier sistema hidrulico debe asegurarse que la presin

en el estanque y en general, en los componentes delsistema ha sido correctamente liberada. Es estrictamentenecesario dejar la presin de los acumuladores hidrulicoscon cero presin antes de intervenir sistemas, an cuandolos acumuladores no correspondan necesariamente alsistema.

Cada vez que se intervenga o se retire e instalen componentesen un sistema hidrulico, utilice contenedores para recibirderrames y/o fugas.

Si durante el funcionamiento de un sistema hidrulicose observan prdidas de aceite detenga el equipo para

investigar y solucionar el problema. Nunca intente eliminarprdidas con los equipos en funcionamiento, ya que podrncolapsar mangueras, tubos o componentes provocandoserios daos si se es alcanzado por el lquido.

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