En nuestro artículo anterior, analizamos el sistema de bomba hidráulica y su principio de funcionamiento general. Para resumir brevemente, un sistema hidráulico es una tecnología de transmisión de potencia que utiliza fluido como medio para transferir energía. Convierte la energía mecánica de un motor eléctrico en energía fluida, que luego se entrega a los actuadores. Los componentes principales de un sistema hidráulico incluyen el de la bomba hidráulica , (motores hidráulicos) , válvulas de los actuadores y el tanque de aceite. .
Este artículo se centrará en la bomba hidráulica y el motor hidráulico , explicando cómo trabajan juntos dentro de un sistema hidráulico. Comencemos con la bomba hidráulica.
Clasificación de motores hidráulicos.
Los motores hidráulicos generalmente se dividen en dos categorías principales:
La selección de un motor hidráulico de baja velocidad permite que el sistema genere un par más alto a velocidades más bajas.
Dentro de estas dos categorías, los motores hidráulicos se pueden clasificar según su estructura en motores de engranajes , , motores de paletas y motores de pistón . Los motores de pistón también se pueden subdividir en pistones axiales y Tipos de pistones radiales .
Clasificación de bombas hidráulicas.
Los tipos comunes de bombas hidráulicas incluyen:
Por regulación de caudal:
Bombas de desplazamiento variable : bombas cuyo flujo de salida se puede ajustar según sea necesario.
Bombas de desplazamiento fijo : bombas con caudal de salida constante.
Por estructura:
Bombas de engranajes
Bombas de paletas
Bombas de pistones
Las bombas de engranajes son compactas y de estructura simple, tienen bajos requisitos de limpieza del aceite y son económicas. Sin embargo, sufren fuerzas de eje desequilibradas, desgaste severo y grandes fugas internas.
Las bombas de paletas pueden ser de simple efecto o de doble efecto. Proporcionan un flujo uniforme, funcionan sin problemas, producen poco ruido y ofrecen mayor presión y eficiencia volumétrica que las bombas de engranajes, aunque su estructura es más compleja.
Las bombas de pistón presentan una alta eficiencia volumétrica, bajas fugas y pueden funcionar a alta presión, lo que las hace adecuadas para sistemas hidráulicos de alta potencia. Sin embargo, tienen un diseño complejo, requieren materiales y fabricación precisos, son costosos y necesitan un aceite muy limpio.
Componentes de una bomba hidráulica
Una bomba hidráulica normalmente consta de tres partes principales: acoplamiento, , tanque de aceite hidráulico y filtro de aceite..
Acoplamiento
El eje de la bomba no puede soportar fuerzas radiales o axiales, por lo que no se deben montar poleas, engranajes o ruedas dentadas directamente en el extremo del eje. En cambio, el eje de transmisión y el eje de la bomba están conectados mediante un acoplamiento.
Si la alineación entre la bomba y el acoplamiento excede la tolerancia o existen desviaciones en el ensamblaje, velocidades más altas de la bomba amplificarán la fuerza centrífuga, deformando el acoplamiento, lo que aumenta aún más la vibración y el ruido, lo que eventualmente acortará la vida útil de la bomba. Otros problemas incluyen pasadores de acoplamiento flojos o anillos de goma desgastados que no se reemplazan a tiempo.
Tanque de aceite hidráulico
El tanque de aceite almacena aceite hidráulico, disipa el calor, separa el aire y elimina las burbujas del aceite.
Al seleccionar un tanque de aceite, primero se debe considerar la capacidad:
Para equipos móviles, la capacidad debe ser de 2 a 3 veces el flujo máximo de la bomba.
Para equipos estacionarios, 3 a 4 veces.
El nivel de aceite debe permanecer por encima del mínimo cuando todos los cilindros están extendidos y por debajo del máximo cuando están retraídos.
Estructuralmente, se debe instalar un deflector vertical a lo largo del eje longitudinal del tanque para separar las zonas de succión y retorno para un mejor enfriamiento y sedimentación.
Los contaminantes del filtro de aceite
menores de 10 μm generalmente tienen poco efecto, pero los mayores de 10 μm (especialmente los mayores de 40 μm) reducen significativamente la vida útil de la bomba.
Las partículas sólidas en el aceite hidráulico aumentan el desgaste de las piezas móviles; por tanto, los filtros son esenciales para mantener la limpieza del aceite.
Precisión de filtración recomendada:
Bombas de pistones axiales: 10–15 μm
Bombas de paletas: 25 μm
Bombas de engranajes: 40 μm
Hoy en día se utilizan cada vez más filtros de alta precisión, que prolongan eficazmente la vida útil de la bomba.
Función del motor hidráulico en el sistema hidráulico.
Un motor hidráulico convierte la energía hidráulica en energía mecánica, produciendo par y movimiento de rotación. Sirve como actuador esencial en sistemas hidráulicos.
Los motores hidráulicos generalmente se clasifican en tipos de par pequeño y par grande .
Con la tendencia hacia una mayor presión, mayor potencia y protección ambiental, los motores hidráulicos modernos están diseñados para funcionar silenciosamente, sin problemas y con fugas mínimas, lo que hace que los motores de gran torque sean cada vez más comunes.
Desde la perspectiva de la conversión de energía, las bombas y motores hidráulicos son componentes hidráulicos reversibles . Suministrar fluido presurizado a una bomba hidráulica puede hacer que actúe como un motor y, a la inversa, accionar el eje de un motor con un par externo puede hacer que funcione como una bomba.
Ambos comparten elementos estructurales similares: cámaras selladas variables y mecanismos de válvula correspondientes.
El papel de las bombas hidráulicas en los sistemas hidráulicos
En pocas palabras, una bomba hidráulica es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía hidráulica. .
En un sistema de transmisión hidráulica, se utilizan diferentes tipos de bombas para superar cargas y entregar potencia.
Por ejemplo, en el sistema hidráulico de una excavadora, la bomba proporciona la presión necesaria para levantar vehículos u objetos pesados.
La mayoría de la maquinaria de construcción pesada utiliza bombas hidráulicas como núcleo del sistema.
Las bombas hidráulicas más pequeñas también accionan herramientas hidráulicas, como cortadoras, prensas y sierras, lo que permite un funcionamiento eficiente.
Diferencias entre bombas hidráulicas y bombas ordinarias
La principal diferencia radica en sus principios operativos.
Las bombas comunes mantienen un flujo de líquido constante, mientras que el caudal de una bomba hidráulica depende estrechamente de la presión de carga del sistema.
Funcionalmente, las bombas hidráulicas deben generar suficiente presión para superar la carga, mientras que las bombas ordinarias están diseñadas principalmente para hacer circular o transferir fluidos de forma continua.
Cómo funcionan juntas las bombas hidráulicas y los motores
Una vez que comprendamos sus funciones individuales, podemos examinar su coordinación:
la bomba hidráulica convierte la energía mecánica de un motor primario (como un motor eléctrico o un motor diésel) en energía hidráulica, transmitida a través del flujo de fluido.
Luego, el motor hidráulico recibe esta energía y la reconvierte en potencia mecánica para impulsar la carga.
A través de este ciclo de conversión, el sistema proporciona la energía mecánica necesaria para realizar el trabajo.
Los sistemas hidráulicos se utilizan ampliamente en aplicaciones cotidianas ( ascensores, dispensadores de combustible, atracciones y más) y todos dependen de la cooperación perfecta entre las bombas hidráulicas y los motores..
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. ¿Cuál es la diferencia entre una bomba hidráulica y un motor hidráulico?
Respuesta: Una bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energía hidráulica (fluido bajo presión), mientras que un motor hidráulico convierte la energía hidráulica nuevamente en energía mecánica (par y rotación).
2. ¿Cuáles son los principales tipos de motores hidráulicos y cómo se clasifican?
Respuesta: Los motores hidráulicos se clasifican en términos generales en dos grupos principales:
Motores de baja velocidad y alto par (LSHT)
Motores de alta velocidad y bajo par (HSLT).
Dentro de ellos, se pueden dividir aún más según su estructura: motores de engranajes, motores de paletas y motores de pistón (que a su vez se dividen en tipos de pistón axial y de pistón radial).
3. ¿Cuáles son los tipos comunes de bombas hidráulicas y cómo se clasifican?
Respuesta: Las bombas hidráulicas se clasifican comúnmente según dos criterios:
Por control de flujo: desplazamiento variable (flujo ajustable) versus desplazamiento fijo (flujo constante)
Por estructura: bombas de engranajes, bombas de paletas y bombas de pistones.
Bombas de engranajes: compactas, simples, menos exigentes en cuanto a limpieza del aceite, pero pueden tener más desgaste y fugas.
Bombas de paletas: más suaves, más silenciosas, más eficientes que las de engranajes en muchos casos, más complejas.
Bombas de pistón: alta eficiencia volumétrica, bajas fugas, capacidad de alta presión, utilizadas en sistemas de alta potencia, pero más caras y exigentes con la calidad del aceite.
4. ¿Qué componentes componen un sistema de bomba hidráulica?
Respuesta: Un sistema de bomba hidráulica normalmente incluye:
Un acoplamiento (para conectar el eje de transmisión al eje de la bomba)
Un tanque de aceite hidráulico (para almacenamiento, enfriamiento, separación de aire, eliminación de espuma)
Un filtro de aceite (para eliminar contaminantes sólidos).
La alineación adecuada del acoplamiento, el tamaño y la estructura correctos del tanque de aceite y la precisión adecuada del filtro son fundamentales para un funcionamiento confiable.
5. ¿Cómo funciona un motor hidráulico en un sistema hidráulico?
Respuesta: Un motor hidráulico recibe fluido hidráulico presurizado y convierte esa energía hidráulica en energía mecánica: genera torque y movimiento de rotación. La salida del motor está influenciada por la caída de presión y el caudal a través de él, por lo tanto, su potencia de salida es en gran medida proporcional a su velocidad cuando el flujo y la presión se mantienen constantes.
6. ¿Cómo funcionan juntos la bomba hidráulica y el motor hidráulico?
Respuesta: En un sistema hidráulico:
La bomba convierte la energía mecánica (de, por ejemplo, un motor eléctrico o un motor) en energía hidráulica (fluido bajo presión y flujo).
El fluido hidráulico fluye hacia el motor, que convierte esa energía hidráulica nuevamente en energía mecánica para impulsar una carga.
Esta conversión coordinada permite que el sistema entregue trabajo mecánico a través de energía fluida.
7. ¿Por qué es tan importante la limpieza y filtración del aceite en los sistemas hidráulicos?
Respuesta: Las partículas sólidas en el aceite hidráulico (especialmente aquellas > 10 µm, y en particular > 40 µm) pueden provocar un desgaste acelerado de las piezas móviles internas de bombas y motores, lo que reduce la eficiencia y la vida útil. La instalación de filtros con la precisión adecuada (por ejemplo: 10-15 µm para bombas de pistones axiales, 25 µm para bombas de paletas, 40 µm para bombas de engranajes) ayuda a mantener la confiabilidad del sistema.
8. ¿Qué debo verificar si mi bomba hidráulica hace ruido o vibra?
Respuesta: Las causas comunes incluyen:
Desalineación entre bomba y acoplamiento/eje
Velocidad excesiva o carga más allá de la clasificación
Aire en la línea de succión o cavitación de fluido.
Mala limpieza del aceite o nivel/tipo de aceite incorrecto
Acoplamiento o piezas internas de la bomba desgastados o dañados.
Abordar la alineación, la calidad del aceite, la instalación correcta y la velocidad/carga adecuada ayudará a reducir el ruido y prolongar la vida útil.
9. ¿La bomba hidráulica crea presión en el sistema?
Respuesta: No exactamente. La función principal de la bomba es generar flujo de fluido; La presión se desarrolla en el sistema cuando ese flujo encuentra resistencia (la carga, válvulas, actuadores, etc.). Alguna literatura aclara que atribuir la generación de presión directamente a la bomba únicamente es un error.
10. ¿Qué medidas de eficiencia se aplican a las bombas y motores hidráulicos?
Respuesta: Hay tres categorías clave de eficiencia:
Eficiencia volumétrica : caudal real ÷ caudal teórico
Eficiencia mecánica/hidráulica : par teórico ÷ par real (o pérdidas mecánicas relacionadas)
Eficiencia global : producto de la eficiencia volumétrica y la eficiencia mecánica/hidráulica.
Equipo Blince
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