transmisión hidraulica

LA TRANSMISIN HIDRULICA

Por Jos Fernando Moraleda Len

LA TRANSMISIN HIDRULICA
Sistema en el cual se genera, transmite y controla la aplicacin de potencia a travs de la circulacin de aceite en un circuito. El sistema puede dividirse en tres grandes grupos:

Primer bloque:
La primera seccin corresponde a la conversin de Energa Elctrica y/o Mecnica en un sistema de energa Neumtica y/o Hidrulica.Un motor elctrico, de explosin o de otra naturaleza est vinculado a una bomba o compresor, a cuya salida se obtiene un cierto caudal a una determinada presin.

Segundo bloque:
El fluido es conducido a travs de tubera al lugar de utilizacin.

Tercer bloque:
El aceite en movimiento produce una reconversin en Energa mecnica mediante su accin sobre un cilindro o un motor hidrulico. Con las vlvulas se controla la direccin del movimiento, la velocidad y el nivel de potencia a la salida del motor o cilindro.

Leyes fundamentales.
Pascal
"La presin existente en un lquido confinado acta igualmente en todas direcciones, y lo hace formando ngulos rectos con la superficie del recipiente".

Ley de Boyle
"La presin absoluta de un gas confinado en un recipiente varia en forma inversa a su volumen, cuando la temperatura permanece constante."

Ley de Charles
"Si la temperatura de un gas se incrementa su volumen se incrementa en la misma proporcin, permaneciendo su presin constante, o si la temperatura del gas se incrementa, se incrementa tambin su presin en la misma proporcin, cuando permanece el volumen constante."

El efecto de la temperatura en los fluidos
La expansin del aceite hidrulico en un recipiente cerrado es un problema en ciertas condiciones por ejemplo un cilindro hidrulico lleno de aceite en una de sus cmaras y desconectado mediante acoplamientos rpidos de la lnea de alimentacin, no presenta lugar para una expansin cuando es expuesto al calor.La presin interna puede alcanzar valores de 350 Kg./cm y aun 1.400 Kg./cm dependiendo del incremento de temperatura y caractersticas del cilindro.

Compresibilidad de los fluidos
Todos los materiales en estado gaseoso, liquido o slido son compresibles en mayor o menor grado. Para las aplicaciones hidrulicas usuales el aceite hidrulico es considerado incompresible, si bien cuando una fuerza es aplicada la reduccin de volumen ser de 1/2 % por cada 70 Kg./cm de presin interna en el seno del fluido.

De la misma forma que los diseadores de estructuras deben tener en cuenta el comportamiento del acero a la compresin y elongacin , el diseado hidrulico en muchas instancias debe tener en cuenta la compresibilidad de los lquidos, podemos citar como ejemplo, la rigidez en un servomecanismo, o el calculo del volumen de descompresin de una prensa hidrulica para prevenir el golpe de ariete.

Transmisin de potencia
La figura 1-7 muestra el principio en el cual esta basada la transmisin de potencia en los sistemas neumticos e hidrulicos. Una fuerza mecnica, trabajo o potencia es aplicada en el pistn A. La presin interna desarrollada en el fluido ejerciendo una fuerza de empuje en el pistn B.Segn la ley de Pascal la presin desarrollada en el fluido es igual en todos los puntos por la que la fuerza desarrollada en el pistn B es igual a la fuerza ejercida en el fluido por el pistn A, asumiendo que los dimetros de A y B son iguales.

Transmisin de potencia

Transmisin de potencia a travs de una tubera.
El largo cilindro de la figura 1-7, puede ser dividido en dos cilindros individuales del mismo dimetro y colocados a distancia uno de otro conectados entre si por una caera. El mismo principio de transmisin de la fuerza puede ser aplicado, y la fuerza desarrollada en el pistn B va ser igual a la fuerza ejercida por el pistn A.La ley de Pascal no requiere que los dos pistones de la figura 1-8 sean iguales. La figura 1-9 ilustra la versatilidad de los sistemas hidrulicos y/o neumticos al poder ubicarse los componentes aislantes no de otro, y transmitir las fuerzas en forma inmediata a travs de distancias considerables con escasas perdidas. Las transmisiones pueden llevarse a cualquier posicin.

Transmisin de potencia a travs de una tubera

Presin en el circuito
Son muy severos los requerimientos del control de la presin en un sistema hidrulico. Esto puede ser en resumen descrito de la siguiente forma:

Limite de la presin de seguridad. Cada sistema hidrulico que utilice bombas de desplazamiento positivo debe poseer una vlvula de alivio de seguridad que garantiza el alivio de un incremento accidental, de la presin ms all del lmite fijado como presin de trabajo. En muchos sistemas la vlvula de alivio de seguridad no es normalmente un componente activo durante el ciclo de trabajo y en ese caso ella est realizada mediante la forma una vlvula de alivio de pistn directo.

Establecimiento de la presin de trabajo. En otros sistemas la vlvula de alivio es un elemento importante de trabajo durante el ciclo regular, manteniendo a un nivel preestablecido la presin del circuito, Para esta funcin, se utilizan vlvulas de alivio comandadas en forma piloto.

Establecimiento de dos a ms presiones de trabajo: Muchas mquinas requieren variaciones y cambios del nivel de presin durante el ciclo de su trabajo regular, para este propsito el alivio accionado por piloto puede ser controlado en fama automtica por accionamientos manuales o elctricos.

Otras mquinas requieren dos o ms niveles da presin que deben ser mantenidos al mismo tiempo. Para ello la vlvula reductora de presin es utilizada a los efectos de obtener los niveles de presin menores .

En algunas instalaciones es necesario que la presin generada por la bomba sea aliviada completamente durante cierta parte del ciclo. Esto generalmente se obtiene mediante el venteo de una vlvula de alivio pilotada , por la aplicacin de una presin piloto o una vlvula by- pass o por otros medios de descarga que veremos ms adelante.

Hidrulica en la nutica
Algunos elementos a bordo de embarcaciones hacen uso de sistemas hidrulicos de manera habitual, sobre todo cuando la eslora del barco alcanza valores que, de emplearse medios mecnicos, exigiran bastante esfuerzo al usuario.

Unidad de potencia formada por un motor rotativo

Sistemas de gobierno: La hidrulica tiene en los sistemas de gobierno una de las mayores aplicaciones a bordo de embarcaciones. Combinando activadores de vlvulas con la rueda del timn es posible mover el mbolo de un cilindro hidrulico para que a su vez el vstago mueva la pala de acuerdo con los deseos del timonel.

Sistema hidrulico de gobierno

La ventaja reside en que, aprovechando una de las cualidades de los sistemas hidrulicos, se pueden aplicar grandes fuerzas con un mnimo esfuerzo sobre la rueda; es decir, se consigue una direccin asistida o servodireccin.

Muchos de los modernos pilotos automticos tambin utilizan la hidrulica para accionar el timn de acuerdo con el rumbo a seguir, bien aportando su propia bomba y motor, o aprovechando el sistema de gobierno hidrulico ya instalado a bordo.

Direccin asistida electro hidrulicamente.

Un cilindro hidrulico facilita el basculamiento de la cola de los motores fueraborda.

Las colas de los motores, ya sean intra fueraborda o puros fuerabordas de cierta potencia, disponen de un mecanismo de inclinacin que, adems de ayudar al asiento del barco en navegacin, permite sacar la cola del agua para efectuar ciertos mantenimientos y reparaciones sin necesidad de varar la embarcacin.El basculamiento de las colas suele hacerse mediante cilindros hidrulicos que funcionan con unidades de potencia incorporados en el mismo motor.

El basculamiento de las colas de los intraferabordas est controlado tambin por un cilindro hidrulico.

Flaps: La misin de los flaps, tambin llamados trim tabs", es adecuar el asiento de la embarcacin en funcin de las condiciones de navegacin. Los flaps estn difundidos en la mayora de embarcaciones deportivas a motor, tanto en las pequeas lanchas como en los grandes yates. Tambin en este caso se trata de orientar superficies sometidas a elevados esfuerzos, cuya misin fundamental es tener un mayor control de la embarcacin. Las rdenes a los cilindros son dadas mediante pulsadores situados en el mismo puesto de gobierno.

Cuando las caractersticas de una embarcacin no permiten montar el motor en lnea con la hlice, siempre existe la posibilidad de utilizar una transmisin hidrulica. En tales casos el motor acciona la bomba de un grupo hidrulico y el fluido es enviado a travs de tubos (que pueden ser flexibles) a un motor, tambin hidrulico, que se encarga de hacer girar la hlice. La instalacin resulta ms cara que un motor convencional, pero resuelve problemas que antes eran insalvables.

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