Ver 5ª PARTE
Circuitos
paralelos:
Donde Q es
el caudal (gpm), ∆P es la caída de presión (psig), SG es la gravedad específica
del fluido, CD es el coeficiente del orificio y D es el diámetro del orificio
(in.)
Circuitos
serie/paralelo:
Circuitos
paralelo parcial:
Divisores de caudal
Los
divisores de caudal son una forma de válvulas de control de caudal. Hay al
menos dos tipos de divisores de caudal. Una se llama divisor de caudal de
prioridad; la otra es un divisor de caudal proporcional. El tipo de prioridad
de control de caudal proporciona caudal a un circuito crítico a expensas de
otros circuitos en el sistema. Por ejemplo, muchas máquinas de movimiento de
tierra están equipadas con dirección de potencia. Desde un punto de vista de la
seguridad, el sistema de dirección es una función muy crítica
Control de presión
Las válvulas
de control de presión primarias son válvulas de alivio. Hay válvulas de alivio
de acción directa y válvulas de alivio accionada por piloto. Adicionalmente,
las válvulas de reducción de presión y contrapeso de las válvulas cae bajo la
categoría de control de presión.
Válvulas de alivio de presión
Hay dos
tipos principales de válvulas de presión. Una es descrita como válvula de
acción directa y la otra es operada por un piloto. Durante la operación, el
caudal entra desde el fondo de la válvula. Cuando la presión de entrada alcanza
el valor tal que la presión por el área expuesta de la bola es mayor que la
posición del resorte, la válvula comenzará a dejar pasar el fluido hidráulico.
Válvulas reductoras de presión
Las válvulas
reductoras de presión se usan para suministrar fluido a los ramales de un
circuito a una presión inferior a la del sistema de presión. El principal
propósito es bajar la presión a los requerimientos del circuito ramal
restringiendo el caudal cuando el ramal alcanza algún nivel preseleccionado.
Válvulas de contrapeso
El uso
normal de válvulas de contrapeso es mantener una contrapresión en un cilindro
montado verticalmente para mantener cargas verticales tales como las
encontradas en las prensas hidráulicas.
Válvulas de control
Las válvulas
de control se usan normalmente para controlar la dirección del caudal del
fluido. Sin embargo, su operación es similar a la de una válvula de alivio
operada directamente. La válvula queda cerrada contra el caudal hasta que la
presión a su entrada crea una fuerza suficiente para superar la fuerza del
resorte.
Válvulas de control direccionales
En los
sistemas hidráulicos, hay muchos actuadores rotatorios o lineales presentes.
Estos actuadores normalmente tienen dos puertos. Si el aceite es bombeado en
uno de los puertos mientras que el otro se conecta al tanque, el actuador se
moverá en una dirección. Para invertir su dirección de movimiento, las
conexiones de bombas y tanques deben ser invertidos.
Una válvula
de dos posiciones puede ser cambiada completamente a la izquierda o la derecha.
Un uso común para tales válvulas sería en la aplicación de un cilindro que sólo
requiere que el cilindro se extienda o retraiga. Otra aplicación sería en
motores hidráulicos que sólo funcionan en direcciones directas o inversas.
Una válvula
de 3 posiciones son similares en operación en una válvula de 2 posiciones
excepto que pueden pararse en una posición neutra o tercera entre puertos A y
B.
Actuadores rotatorios y lineales
Los motores
rotatorios y cilindros lineales se usan para convertir la energía en el
circuito hidráulico ya sea en par rotatorio y velocidad o fuerza y velocidad
lineales. Los actuadores o motores rotatorios pueden ser diseños de engranajes, paletas o pistón y operarán de
forma muy similar a una bomba excepto que el caudal y presión son entradas, y
par y rotación son salidas. Estos normalmente se refieren como actuadores de
rotación continua. Otro tipo de actuador rotatorio es el diseño de rotación
limitada y a veces se llama cilindro rotatorio. En este diseño, se limita el
eje de salida, usualmente a menso de 360 º en rotación. El actuador más
prevalente encontrado en sistemas hidráulicos es el actuador o cilindro lineal.
Los cilindros
pueden ser de simple acción o doble acción. Los cilindros hidráulicos normalmente se
construyen normalmente con un barril, ensamblaje de pistón, vara de pistón, tapas
finales, puerto y sello. El extremo opuesto de la barra se fija a la carga. El
bore del cilindro, extremo final, puertos y sellos mantienen una cámara
ajustada de fluido en la que la energía del fluido se conecta. Si la barra se
extiende o retrae en un cilindro de doble acción depende del puerto al que el
fluido se dirige. En un cilindro de acción simple, hay sólo un puerto que
cuando se presuriza adecuadamente extenderá la barra. El cilindro de acción
simple depende de fuerzas externas tales como peso y gravedad para retraer la
barra.
Los
cilindros hidráulicos normalmente se dimensionan para acomodarse a los requerimientos
de carga. Por ejemplo, si los requerimientos de carga son tales que el cilindro
debe mover una carga de 20.000 lbs a una velocidad de 20 ft/min en la dirección
de extensión, esta información determinará el tamaño del cilindro, la presión
del fluido necesaria, y el caudal de entrada.
Acumuladores
El propósito
de un acumulador en un sistema hidráulico es almacenar o proporcionar fluido a
una presión para minimizar los golpes de presión de corta duración o alcanzar
una demanda de alto caudal de corta duración. La mayoría de los acumuladores
usados en los sistemas hidráulicos son de tipo resorte cargado o gas cargado.
El acumulador de resorte cargado simplemente usa la fuerza del resorte para
cargar un pistón. Cuando la presión del fluido se incrementa a un punto por
encima de la fuerza de precarga del resorte, el fluido entrará al acumulador
para almacenarse hasta que la presión se reduce. El acumulador de gas cargado
puede ser de tipo pistón o de tipo cámara de aire. En estos acumuladores, un
gas inerte tal como nitrógeno seco se usa como medio de precarga. En operación,
este tipo de acumulador contiene fluido hidráulico relativamente incomprensible
y el gas más fácilmente comprensible. Cuando la presión hidráulica excede la
presión de precarga ejercida por el gas, el gas se comprimirá, permitiendo a
los fluidos hidráulicos entrar en el acumulador.
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