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Sistemas Hidráulicos
1. SISTEMA HIDRAULICO
1.1 INTRODUCCIÓN
Hoy en día, las máquinas usan la hidráulica para activar
implementos, sistema de dirección, transmisiones, controles
pilotos, etc. La necesidad de aumentar la productividad de la
máquina ha traído como resultado el diseño y uso de sistemas
de alta presión y mayor caudal con sistemas automáticos de
control y de mando que requieren un mínimo esfuerzo de
operación, resultando máquinas de alta confiabilidad y
eficiencia.

La hidráulica es una de las formas más versatiles y flexibles
que ha inventado el hombre para transmitir energía. Los
sistemas hidráulicos sencillamente, convierten la energía de una
forma a otra para desempeñar labores útiles. En las máquinas
este se traduce en el uso de la energía de un motor diesel o
gasolina en potencia hidráulica. Por ejemplo: se usa la energía
hidráulica para elevar y descender el cucharón de un cargador o
la hoja topadora de un tractor, también se usa para inclinar
hacia el frente o atrás y para accionar implementos que rotan,
agarran, empujan, jalan y desplazan cargas de un lugar a otro.
Otra aplicación importante es accionar los cilindros de la
dirección y el sistema de frenos.

3 CONCEPTOS BASICOS
Es esencial para entender bien la función de los sistemas
hidráulicos, conocer algunos conceptos básicos como fuerza,
presión, potencia, torque, etc.
3.1 FUERZA
Empuje o tiro. El empuje o tiro puede o no ser lo bastante
fuerte para mover un coche u otro objeto. La fuerza puede
resultar de la expansión de algún gas, el empuje o tiro de un
imán, la acción de la gravedad terrestre o del impacto de un
objeto contra otro. La fuerza se mide en libra, onzas, kilos,
gramos, tonelada, etc.

3.2 AREA
Es el tamaño o medida de una superficie. Se expresa en
pulgadas cuadradas (pulg2), pie cuadrado (pie2), metro
cuadrado (m2), centímetro cuadrado (cm2), etc.
3.1 PRESION
Es la fuerza actuando sobre una superficie o área. Se expresa
en libras por pulgada cuadrada, kilos por centímetro cuadrado,
etc.

En forma matemática se puede escribir
Presión = Fuerza (kg.) o (lbs)
Area (cm2) (pulg2)
De esta misma fórmula podemos obtener.
Fuerza = Presión x Area
Area = Fuerza
Presión

Ejemplo: Si se aplica una presión de1000 libras por pulgada
cuadrada a un cilindro de 6" de diámetro (28.3 pulg2 de
área),
¿Cuál será la fuerza resultante del pistón?
Fuerza = Presión x Area = 1000 7lb/pulg2 x28.3pulg2
Entonces, Fuerza = 28,300 lbs

3.1 ENERGIA
La habilidad de realizar trabajo. La energía puede almacenarse
y/o transferirse como en resortes y puede ser en forma de calor,
luz, gases o líquidos comprimidos. Los resortes pueden mover
piezas mecánicas; y el calor causa la explosión de gases y
metales; los gases y líquidos comprimidos son capaces de
aplicar fuerza sobre objetos.

3.2 TRABAJO
Es el movimiento de un objeto a través de una distancia. El
trabajo es una función de fuerza por distancia.
Cuando un peso de una libra se alza una distancia de cinco
pies. Se ha realizado un trabajo de cinco libras-pie.
Si se aplica una fuerza de diez libras para mover un
automóvil diez pies, entonces se ha realizado 100 lbs-pie de
trabajo no importa el peso del auto.

3.1 TORQUE O TORSION
Es un esfuerzo de torcimiento o de giro, la torsión no tiene su
resultado en movimiento rectilíneo. La torsión se mide
multiplicando la fuerza aplicada a una palanca, en otras
palabras multiplicamos la fuerza por la longitud de la palanca,
o sea la longitud comprendida entre el extremo donde actúa la
fuerza y el extremo donde se apoya la palanca.
Si aplicamos al extremo de una llave de boca de dos pies de
longitud para ajustar un perno, una fuerza o tiro de 10 lbs
hemos aplicado 20 lbs-pie de torsión al perno.

3.1 POTENCIA
Es la cantidad de trabajo realizada en un periodo de tiempo o
la velocidad a que una cantidad dada de trabajo se realiza. Un
hombre puede cargar 5 toneladas de carbón en 8 horas, pero
otro podría cargar 8 toneladas en 8 horas.
El segundo hombre tiene mayor potencia porque realizó
mayor trabajo en el mismo período de tiempo.

3.1 CABALLOS DE FUERZA
Esta es la base y el término utilizado para medir la potencia
mecánica. Se requiere un caballo de fuerza para levantar
33,000 lbs. a un pie de altura en un minuto o 550 libras a un
pie de altura en un segundo.

HIDRÁULICA
2.1 LEY DE PASCAL
El aceite es el líquido más usado en los sistemas hidráulicos
porque es prácticamente imposible de comprimir. El aceite
tiene la ventaja adicional de servir corno lubricante. Si ha
tratado alguna vez de ponerle un corcho a un termo, Ud. se ha
encontrado con el principio de incomprensibilidad de los
líquidos. Si la botella está muy llena no habrá podido colocar
el corcho perfectamente en su lugar. Si empuja muy duro el
termo explotará.

La incomprensibilidad de los
líquidos es lo que hace posible
la energía hidráulica. Esto fue
descubierto hace 300 años por
Blas Pascal quien hizo la
siguiente observación, conocida
ahora como la ley de Pascal. “La
presión ejercida en un líquido
confinado se trasmite sin
disminución alguna en todas
direcciones y actúa con igual
fuerza en todas las superficies de
igual área”.

2.1 LEY DEL MENOR ESFUERZO
La expresión clave de esta ley es que el líquido trabaja con
igual fuerza en áreas iguales. En otras palabras, si tenemos dos
cilindros idénticos (de igual área) conectados por una
manguera; y empujamos unos de los pistones hacia abajo con
una fuerza de 20 lbs. por pulgada cuadrada el otro pistón
estará obligado a elevarse con una fuerza de 20 lbs. porque las
superficies de los dos pistones son iguales.

Lógicamente deduciremos que si las superficies no son iguales,
las fuerzas tampoco serán iguales.
Conectemos ahora, el mismo cilindro de acción a otro cilindro
de trabajo que tenga una superficie cinco veces mayor.
Apliquemos una fuerza de
10 lbs. por pulgada
cuadrada al cilindro de
trabajo de acuerdo con la
ley de Pascal se aplican 10
lbs. a cada pulgada
cuadrada del cilindro de
trabajo. . . ó 10 veces cinco.
. . una fuerza total de 50 lbs.

Por supuesto no podemos ganar algo sin pagar previamente
algún precio por ello y el precio en este caso es la distancia
que el pistón de trabajo recorre.
Si la fuerza alimenta cinco veces, la distancia disminuye cinco
veces
Uno de los errores más
corrientes al comprender
los sistemas hidráulicos es
la suposición que a mayor
presión del cilindro de
acción, mayor velocidad
tendrá el pistón de trabajo.

Esto no es cierto. Normalmente, mas presión no hace que el
pistón se mueva más rápido el aumento de la presión solo
aumenta la cantidad de fuerza por lo tanto el ajuste de la
válvula de presión máxima nunca debe ser aumentado sobre las
presiones recomendadas por su fabricante.
La única manera de aumentar la velocidad de cualquier pistón
es aumentando la proporción al flujo.

2.3 ENERGIA HIDRAULICA EN ACCION
La presión puede existir y a menudo acontece sin flujo alguno.
La gravedad es una de las causas. Cuando la gravedad es la
única fuerza presente el líquido buscará su propio nivel.
Lo que regularmente se llama succión de una bomba es en
realidad esta fuerza de gravedad empujando al aceite dentro de
una cámara que es vaciada continuamente por la acción rotativa
de la bomba. Esto nos lleva a
considerar otra forma de presión --
la presión principal que pone el
líquido a trabajar en la forma que
llamamos energía hidráulica.

Como vemos, cierta presión proviene de la fuerza de gravedad.
Pero la mayor parte de la presión proviene de la carga misma.
La corriente de líquido llega al pistón de trabajo que, obligado
por la carga, representa resistencia al flujo. La presión aumenta.
Si la fuerza que actúa sobre el
pistón es mayor que aquella
causada por el peso de la carga, el
pistón de trabajo será obligado a
elevase dentro del cilindro y a la
vez elevar la carga. Esta vez el
flujo y la presión se han
combinado energía hidráulica en
acción.

2.4 RESISTENCIA AL FLUJO - PERDIDAS POR
FRICCION
El líquido en movimiento crea ciertos efectos.
Cada conexión, cada válvula,
cada abertura a través de la
cual el líquido debe fluir, cada
doblez, cada pulgada de
manguera, crea una resistencia
al flujo (pérdida de energía).
Todos ellos consumen presión,
este consumo se manifiesta en
la forma de calor.

Cualquier aumento en el
flujo, la viscosidad del aceite
o gravedad específica,
cualquier modificación en el
tamaño de las mangueras,
cualquier cambio en tal
sentido tiene una tendencia a
aumentar las pérdidas y el
calor.
Igualmente, a mayor flujo mayor resistencia o pérdidas. En la
práctica, si usted instala una bomba hidráulica mayor que las
establecidas en las especificaciones agravará el problema en
lugar de resolverlo.

4 LOS LIQUIDOS COMO UN MULTIPLICADOR DE
FUERZA
4.1 Sabemos que usamos una palanca para mover un objeto, el
cual es demasiado pesado para moverlo a mano.

Tenemos un peso de 100 libras que deseamos mover. El peso
está colocado a una distancia a de 1' del punto de apoyo.
Aplicando a fuerza de un poco mas de 4 lbs a una distancia de
25 pies del punto de apoyo podemos levantar el peso de 100
lbs.

Usando una ventaja mecánica de 25 a 1 tenemos que sacrificar
la distancia hacia arriba que el peso de 100 lbs que se va a
mover. Esta será 1/25 de la distancia que el peso de 4 lbs. se
moverá hacia abajo.

4.2 Líquido usado como Multiplicador de Fuerza: Debido a
que no es comprensible, un líquido llena todas las áreas del
recipiente o circuito que lo contiene.
La presión ejercida en un fluido encerrado es trasmitida sin
disminuir en todas direcciones.

Usando la fórmula P=F/A, tenemos que la fuerza inicial de 4 lbs.
aplicada a una superficie de 1 pulg2 desarrolla una presión de 4
lbs/pulg2. En vista de que la presión es igual en cada pulg2 de
sección se producirá una fuerza de 100 lbs. en el cilindro que tiene
25pulg2 de área; o sea. 4 libras por cada pulgada cuadrada x 25
pulgadas cuadradas es igual a l00 lbs. de fuerza (F = P x A).

Aplicando mas de 4 lbs/pulg2 y movimiento el pistón de
accionamiento hacia abajo una distancia total de 25", hemos
forzado 25 pulg3 de líquido fuera de este cilindro. Estas 25 pulg3
desplazadas, son forzadas bajo el pistón B, el cual tiene 25 pulg2
de superficie.De esta manera, se mueve una pulgada (25 pulg2 x 1
pulg = 25 pulg3). La misma cantidad desplazada del cilindro A.

DISEÑO DE UN SISTEMA HIDRAULICO
5.1 VENTAJAS DE UN SISTEMA HIDRAULICO
a) Menos complicados: Eliminan la necesidad de sistemas
complicados de engranajes y palancas
b) Menos fallas: Los líquidos no están sometidos a fallas y los
componentes del sistema no tienen gran desgaste
e) Controlan fuerzas grandes: Controlan fácilmente.
d) Componentes pueden colocarse en forma remota: Pueden
trasmitirse a distancias considerables con pequeñas pérdidas.

5.2. COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRAULICO
5.2.1 TANQUE: Depósito de aceite para suministro del
sistema hidráulico.
REQUERIMIENTOS:
Capacidad adecuada, por lo
general sellado, pero no
siempre, debe mantenerse
limpio y debe tener suficiente
resistencia.

Se diseñan para evitar la recirculación continua del mismo
líquido. Existen desviadores que constituyen una forma de
amortiguar la turbulencia. Además, el aceite tiene tiempo de
refrescarse antes de retornar al sistema. Por otro lado, el tubo de
admisión de la bomba está bien debajo de la superficie de
aceite, pero sobre el fondo del tanque.
De esta forma se reduce las
posibilidades de cavitación
debidas a la falta de aceite y
también se evita la admisión
de los sedimentos que se
depositan en el fondo.

NOTA.- La suciedad es el
peor enemigo de los
componentes del sistema
hidráulico. Se debe tener
mucho cuidado para evitar
que penetre al sistema.
Asegúrese antes que nada,
que el recipiente y el aceite
que use para llenar el tanque
estén limpios.
O utilice una bomba de
llenado manual como el
mostrado.

5.2.2 BOMBA HIDRAULICA: Es el corazón del sistema
hidráulico. Su trabajo, si no nos falla la memoria, es crear flujo
y no presión.
La bomba puede ser de engranajes, de paletas o de pistones.
a) BOMBA DE ENGRANAJES:
Es de desplazamiento positivo, es
decir una bomba en el cual el
desplazamiento (caudal) por revo-
lución no puede variarse.

VENTAJAS:
-De desplazamiento positivo: El caudal es constante dentro de
una manera razonable sin importar la resistencia al flujo.
-Filtraciones pequeñas: La disminución en la cantidad de
descarga debida a filtraciones que vuelve a la admisión es
pequeña.
-Compacta. La unidad es compacta.
DESVENTAJAS: Limitada a aplicaciones de baja presión,
debido al desequilibrio hidráulica (Cualquier presión excesiva
que exista en la salida aplica una fuerza en los engranajes,
produciendo la deflexión del eje).

b) BOMBA DE PALETAS: Pueden ser
-De paletas rectas: Las ranuras para las paletas en el motor son
rectas desde el centro, por lo tanto la bomba puede girar en
cualquier dirección.
-De paletas rebajadas: La paleta
tiene un rebajo en el cual actúa
el aceite a presión que junto
con la fuerza centrífuga mantiene
las paletas contra el anillo.

-De paletas con resorte: Las paletas son mantenidas contra el
anillo en el lado de descarga por los resortes, la fuerza
centrífuga y la presión de aceite detrás de la paleta.
-De inserto en las
paletas: La presión
del aceite entre la
paleta y el extremo de
un inserto de acero
que se desplaza en
una ranura cortada en
la paleta ayudan a
mantener la Paleta
contra el anillo.

VENTAJAS:
- Mayor caudal: El ajuste preciso entre las paletas y el anillo
aumenta el caudal de estas bombas con respecto a las bombas
de engranajes
- Desplazamiento Positivo: El caudal disminuye poco a medida
que la resistencia al flujo aumenta.
- Equilibrio hidráulico: La mayor parte de las bombas de
paletas son equilibradas hidráulicamente (Anote que las
salidas están en lados opuestos, al igual que las entradas. Las
fuerzas que se oponen se equilibran entre ellas y reducen las
cargas en los cojinetes y la deflexión en e] eje)

DESVENTAJAS:
-Gran cantidad de partes: muchas partes mecánicas, costo
elevado.
Más difícil de mantener
que las bombas de
engranajes: Pequeñas
cantidades de materias
extrañas causan desgaste
rápido, debido al roce de
las paletas.

5.2.3 FILTRO DE ACEITE: Dispositivos para separar las
partículas o sólidos que se hayan en suspensión en el aceite. El
aceite puede filtrarse en cualquier punto del sistema.
En muchos sistemas hidráulicos, el aceite es filtrado antes de
que entre a la válvula de control.
Para hacer esto se requiere un
filtro más o menos grande que
pueda soportarla presión total
de la línea. Colocado el filtro
en la línea de retorno tiene
también sus ventajas.

Unas de las mayores es su habilidad de atrapar materiales que
entran al sistema desde los cilindros. El sistema impedirá que
entre suciedad a la bomba. Esto es verdad siempre que no se
agreguen materias extrañas al
tanque.
Cualquiera de los dos tipos de
filtro en las tuberías debe
equiparse con una válvula de
derivación.

5.2.4 VÁLVULA DE CONTROL O DIRECCIONAL:
Consiste en un carrete con dos o más bandas maquinadas que
puede moverse dentro de una perforación o cuerpo de válvula.
El juego entre las bandas de la válvula de carrete y la
perforación en el cuerpo de la válvula es sumamente pequeño
el ajuste de alta precisión de la válvula al cuerpo, necesario para
impedir filtraciones a presión
alta requiere limpieza absoluta
para evitar desgastes prematuros.

5.2.4 VÁLVULA DE CONTROL O DIRECCIONAL:
Consiste en un carrete con dos o más bandas maquinadas que
puede moverse dentro de una perforación o cuerpo de válvula.
El juego entre las bandas de la válvula de carrete y la
perforación en el cuerpo de la válvula es sumamente pequeño
el ajuste de alta precisión de la
válvula al cuerpo, necesario
para impedir filtraciones a presión
alta requiere limpieza absoluta
para evitar desgastes prematuros.

A fin de impedir distorsión del cuerpo de la válvula y
atascamientos es necesario dar el torque correcto a todos los
pernos al armar. Las válvulas de control del tipo de carrete son
válvulas deslizantes. Puesto que el carrete se mueve hacia
adelante y hacia atrás permite que el aceite fluya a través de la
válvula o impida su flujo.

5.2.5 VALVULA DE PRESION MAXIMA O VALVULA
DE ALIVIO: Son válvulas limitadoras y que no controlan la
presión actual de trabajo. Solamente la carga controla esta
presión - Recuerde que la bomba no produce presión. La
presión es el sistema hidráulico es el resultado de la restricción
al flujo y la presión en cualquier momento dependerá de la
carga aplicada en el cilindro
hidráulico.

6. LA BOMBA HIDRÁULICA
El uso de la fuerza para activar implementos y necesidad de
levantar la producción a llevado a usar sistemas a mayor
presión y bombas de mayor capacidad.
En un sistema hidráulico se usan las bombas de
desplazamiento positivo como las de engranajes, paletas o de
pistones. El uso de éstas depende del rango de presiones del
sistema. Por ejemplo, los rangos donde trabajan sin afectar
negativamente su eficiencia volumétrica son:
-Bomba de engranajes : hasta 1000 psi.
-Bomba de paletas : hasta 2000 psi.
-Bomba de pistones : hasta 5000 psi.

Evidentemente el adelanto técnico cambiará periódicamente
estos rangos.
Por otro lado estas bombas serán afectadas considerablemente si
no evitamos la acción del enemigo número uno del sistema
hidráulico, la suciedad. Cuando la bomba funciona en un
sistema limpio, libre de aire y con el aceite adecuado, tendrá una
larga vida.
Lógicamente, aparte de su desgaste normal debido a la fricción,
la bomba también puede fallar por diferentes causas ajenas a
este desgaste.
En todos los casos cuando una bomba falla, se determinaré
primero la causa a fin de que no vuelva a ocurrir lo mismo en el
nuevo repuesto instalado.

6.1 CAUSA DE PROBLEMAS EN LAS BOMBAS
HIDRAULICAS
Las fallas pueden ser diversas y será difícil aislar la causa
inicial. Las podemos agrupar como sigue:
-Contaminación por materias finas.
-Contaminación por materias gruesas
-Aereación
-Cavitación
-Falta de aceite
-Presión excesiva
-Tolerancia insuficiente
-Temperatura elevada del aceite
-Ensamble e instalación incorrecta

6.1.1 CONTAMINACION POR PARTICULÁS FINAS
El desgaste abrasivo causado por partículas finas es la más
común de las fallas de bombas.
La suciedad y otras materias extrañas circulan a través del
sistema causando desgaste en todos los componentes
especialmente en las placas de presión, lumbreras del cuerpo y
en el área del cojinete del eje en las bombas de engranaje. En la
bomba de paletas produce desgaste en las paletas y en sus
ranuras permitiendo que el aceite escape. Al mismo tiempo se
produce una pérdida de control de las paletas las cuales rebotan
causando rayaduras al anillo.

La suciedad puede entrar al sistema por sellos desgastados o si
se le da servicio en condiciones sucias. Por eso se recomienda
siempre limpiar la tapa del tanque, embudos y toda el área de
llenado antes de abrir el tanque. Chequee el sello limpiador de
la varilla del cilindro si trabaja correctamente.

6.1.2 CONTAMINACION POR MATERIAS GRUESAS
La presencia de estas materias resulta comúnmente de fallas de
otros componentes en el sistema hidráulico o de un lavado
deficiente después de una falla anterior.
Los daños por estas partículas pueden ocurrir en cualquier
momento y repentinamente dependiendo de la cantidad y
tamaño de las partículas. Indicativo de estos daños son las
rayaduras en la superficie de las placas de presión, rayaduras
del eje del cojinete; desgaste en las ranuras en la superficie del
cuerpo de la bomba que hace contacto con la punta del diente
del engranaje.

En la bomba de paletas se observarán exceso de raspaduras y
ondulaciones en el anillo, las partículas metálicas pueden llegar
al extremo de atascar el motor entre las placas torciendo o
rompiendo el eje.
De allí la importancia del cuidado que se debe tener con el
conjunto de filtrado y colador magnético de partículas.

6.1.3 AEREACION Y CAVITACION
La Aereación y cavitación son discutidos juntos debido a que
actúan en forma muy semejante en el sistema. En ambos
casos, el vapor del aceite y las burbujas de aire en el aceite
causan daños en las bombas.
Este fenómeno se produce al comprimirse y expandirse
rápidamente las burbujas de vapor de aire que se mezcla con
el aceite.
La Aereación se origina por el aire que entra al sistema por
conexiones flojas, por una pequeña fuga o por la agitación del
aceite en el tanque.

La cavitación se origina usualmente por la restricción de la línea
de succión de la bomba, creando vacíos en el sistema.
La Aereación y cavitación erosiona o pica las placas de presión
y la caja de la bomba de engranajes. En la bomba de paletas
erosiona, raspa y ondula el anillo, desgasta los bordes y puntas
de las paletas.
Se recomienda comprobar la
viscosidad del aceite, el
grado, que no produzca
espuma y el ajuste de la
máxima presión.

6.1.4 FALTA DE ACEITE
La falta de aceite puede causar una falla casi instantánea de la
bomba y puede ocurrir por: un bajo nivel de aceite en el tanque,
gran succión de aire por la línea, funcionamiento en pendientes
muy inclinadas, suciedad o conexiones flojas, viscosidad del
aceite, etc.
Los componentes de
una bomba tomarán
el color azul rápidamente
por el recalentamiento.

6.l.5 PRESION EXCESIVA
La sobre presión puede deberse a que la válvula de alivio no
cumple su función. Esto produce grandes y repetidas vibraciones
de excesiva presión. O puede deberse a una regulación muy alta
de la válvula de alivio.
Como consecuencia puede ocurrir la
rotura del eje o rajadura de la caja en
una bomba de engranajes.

6.1.6 TOLERANCIAS INSUFICIENTES
Las luces deben ser las correctas, de lo contrario se producirán
fallas a pocas horas de funcionamiento.

6.1.6 TEMPERATURA ELEVADA DELACEITE
El calor excesivo pondrá negro las placas de presión y
engranajes, y endurecerá los anillos o sellos. Si el calor excesivo
es de corta duración, una temperatura de más de 300°F es
suficiente para producir estos problemas.
La temperatura elevada resultará de
una válvula pegada o de una
válvula de alivio regulada a muy
baja presión.

CONCLUSION
Las presiones altas imponen grandes esfuerzos a todos los
componentes del sistema hidráulico. Al mismo tiempo se
requiere aumentar la confiabilidad para tener operaciones
seguras; por lo tanto, es esencial un cuidadoso mantenimiento
preventivo para reducir los períodos de fallas, extender la vida
de servicio, ciclos rápidos y lograr una operación segura de la
máquina.
Son esenciales para el rendimiento adecuado de la bomba
hidráulica, aceite limpio del grado correcto, cambio regulares
de filtro y frecuentes inspecciones de todos los componentes
del sistema hidráulico.

7. VALVULAS HIDRAULICAS
Las siguientes válvulas hidráulicas las encontraremos en la
mayoría de los sistemas hidráulicos.
7.1 VALVULA DE DIRECCION
Su propósito principal es el de bloquear o dirigir el flujo de
aceite a un circuito determinado, podrá ser para levantar o para
bajar la hoja topadora de un tractor Es también conocida como
válvula carrete.
Puede ser de:
* Dos posiciones (Avance y retroceso).
* Tres posiciones (Levantar, sostener, bajar).
* Cuatro posiciones (levantar, sostener, bajar, flotante).

7.2 VALVULA DE ALIVIO SIMPLE
Su propósito es limitar la presión máxima del sistema Esta
válvula inicialmente es mantenida cerrada por la fuerza del
resorte. La presión del aceite actúa' contra la cara de la válvula.
Al elevarse la presión del
aceite hasta un determina
do valor, suficiente para
vencer la fuerza del resor-
te, eleva la válvula para
permitir que el aceite sea
dirigido al tanque.

7.3 VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTO
Su función es limitar la presión máxima. Protege al sistema
hidráulico de un aumento excesivo de presión debido a
sobrecargas o a líneas bloqueadas.
Esta válvula esta com-
puesta de una válvula
pequeña piloto y una
válvula grande de des-
carga con un orificio.

El aceite que actúa contra la válvula de descarga fluye al
mismo tiempo a través del orificio para actuar, también contra
la válvula piloto cuando la presión de aceite se eleva sobre la
presión máxima, inicialmente se abre la válvula piloto por
tener un resorte pequeño se necesita una fuerza pequeña para
hacerlo, o sea es más sensible desviando una pequeña cantidad
de aceite al tanque. Esto a la vez, crea el flujo por el agujero
de la válvula grande de descarga. Se inicia el desequilibrio
hidráulico: fenómeno que ayuda a abrir completamente la
válvula de descarga desviando el aceite al tanque y no
permitiendo que la presión se eleve más allá de su valor
máximo.

7.4 VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR UN PISTON
Su función es limitar la presión máxima. Protege las líneas,
cilindros y válvulas de sobre presiones producidas por fuerzas
externas en el cucharón de un cargador o la hoja topadora de un
tractor.

Está compuesto por una válvula, un resorte y un pistón
pequeño que actúa contra la válvula. El aceite a presión actúa
directamente contra el pistón, como tiene una área pequeña
comparada con el área de la válvula se necesita poca fuerza
para moverlo. Al elevarse la presión el aceite mueve al pistón y
ésta a la válvula descubriéndose las lumbreras de descarga al
tanque. La válvula tiene unos agujeros a su alrededor que
permiten una descarga gradual del aceite.

7.5 VÁLVULA UNIDIRECCIONAL O VALVULA
CHECK
Su función es controlar el flujo en una sola dirección. Esta
válvula se encuentra en el flujo, de tal manera que el aceite
pasa por la válvula. También se le conoce como válvula de
retención.

7.6 VÁLVULA COMPENSADORA
Esta válvula permite tomar cl aceite directamente del tanque
para enviarlo al cilindro hidráulico. Para que realice esta
función se necesita que la presión del tanque sea mayor que la
presión de la línea.
Este efecto de succión
ocurre por ejemplo cuan-
do la hoja topadora de un
tractor está bajando.

Al bajar el pistón se crea una depresión en el extremo de la
cabeza del cilindro hidráulico, depresión que acciona la
válvula para agregar aceite del tanque al flujo que la bomba
envía al cilindro con
el único propósito de
aumentar la velocidad
de desplazamiento del
pistón hidráulico y por
ende de la hoja topadora.

7.7 VALVULA CONTROL DE FLUJO
Esta válvula provee un predeterminado flujo a un circuito y
envía el exceso de flujo a otro circuito n al tanque. Un ejemplo
es el cilindro de inclinación de la hoja topadora. Este cilindro
por ser más pequeño que el cilindro de levantamiento, necesita
un volumen menor de aceite.
7.8 VALVULA DIVISORA DE FLUJO
Esta válvula se usa para enviar igual cantidad de aceite a dos
dispositivos. Como los frenos o los embragues direccionales
de un tractor. La división igual de flujo lo hacen dos cilindros
unidos entre sí que tienen un agujero central,

Este agujero crea el desequilibrio hidráulico, necesario para
deslizar el carrete hacia el lado de menor presión, posición del
carrete que restringirá el flujo y producirá un aumento de
presión igual a la restricción
causada en el otro lado, por
la acción de los frenos o em-
bragues de dirección.

7.9 VALVULA REDUCTORA DE PRESION O
MODULADORA
Controla la presión cuando hay que reducirla para fines de
control de presión, como en servo transmisiones en donde el
orden de enganche de los embragues es determinado por la
presión que se aplica.

Esta válvula se encuentra colocada a través del flujo.
Normalmente se abre y cierra sólo lo suficiente para mantener
una presión correcta.
La válvula tiene un resorte y es mantenido abierta por la
fuerza de este resorte.

7.10 VALVULA DIFERENCIAL DE PRESION
Sirve para restar una cantidad dada de presión utilizando un
resorte para compensar la diferencia.
El ajuste del resorte depende de los requerimientos del sistema.

8 POSIBLES CAUSAS DE PROBLEMAS EN LAS
VALVULAS HIDRAULICAS
8.1 VÁLVULA DE DIRECCION O DE CARRETE
PROBLEMA: Mal funcionamiento de la hoja topadora o
cucharón
Posibles Causas Corrección
Fugas entre carrete y cuer- Reemplace los componentes de
po de la válvula. dañados.
Sellos desgastados. Reemplace.

PROBLEMA: Atascamiento en el cilindro interior de la
válvula.
Posibles causas Corrección
Material extraño obstruyendo Lavar.
el carrete.
Ensamble y ajuste incorrecto Refiriérase a la sección
del cuerpo de la válvula. de ajuste y torques.
Montaje sobre una cara que Reemplace.
no es plana.

8.2 VÁLVULA DE ALIVIO SIMPLE
PROBLEMA: Presión baja.
Resorte desgastado o roto. Reemplace.
Asiento muy desgastado. Reemplace o reconstruya.
Material extraño obstruido Lavar o reconstruir.
debajo de la válvula.
Lainas incorrectas. Ajustar

PROBLEMA: Presión Alta.
Válvula atascada. Cuerpo de la válvula ladeado.
Lainas incorrectas. Ajustar.

8.3 VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTO
PROBLEMA: Regulación alta de presión.
Excesivo número de Lainas. Remover y reajustar.
Resorte incorrecto en la vál- Reemplace.
vula piloto
Excesivo flujo de la bomba. Coincida la válvula con la
bomba.

PROBLEMA: Regulación baja de presión
Insuficiente número de Lainas. Agregue y reajuste.
Material extraño obstruido deba-
jo del asiento de la válvula piloto. Desmonte y lave.
Fugas desde la cámara de so- Reemplace los anillos.
brecarga.
Asiento de la válvula piloto Reemplace.
desgastada.
Resorte de la válvula piloto. Corregir y reemsamblar.
vencido.
Válvula de sobre carga mante- Desmonte y lave.
nida abierta por obstrucción.

PROBLEMA: Operación Incorrecta.
Válvulas de sobre carga pegada. Chequear si hay distorsión
en el diámetro interior.
Chequear si hay material
extraño en el aceite.
Válvulas piloto desgastado. Reemplace.

8.4 VÁLVULA COMPENSADORA
PROBLEMA: Mal funcionamiento de la hoja topadora o
cucharón.
Válvula obstruida en posición Lavar o reemplazar
abierta.

PROBLEMA: La hoja no levanta.
Válvula obstruida en posición Lavar o reemplazar.
abierta.

8.5 VÁLVULA CONTROL DE FLUJO
PROBLEMA: No limita el flujo.
- Válvula amarrada en el cuerpo. Lavar o reemplazar el
resorte incorrecto.

PROBLEMA: Flujo demasiado bajo.
Resorte de la válvula roto o Reemplace el resorte.
desgastado.
Válvula atrapada parcialmente Lavar reemplazar.
cerrada.

8.6 VÁLVULA DIVISORA DE FLUJO
PROBLEMA: Presión de aceite bajo cuando uno de los
frenos se aplica, en cambio la presión es correcta cuando se
aplica ambos frenos.
.
Válvula atascada en la posición Lavar o reemplazar
central.

PROBLEMA: La presión de aceite a uno de los frenos es alta.
Válvula amarrada en uno de Lavar o reemplazar.
los extremos del cuerpo.

PROBLEMA: La presión de los frenos es baja.
Ajuste bajo de la válvula de Remover y reajustar.
alivio principal.
Ajuste bajo de la válvula de Reemplace el resorte o
alivio de los frenos. reajustar.

8.7 VÁLVULA DIFERENCIAL DE PRESION
PROBLEMA: El diferencial de presión es menor que la
especificada.
Resorte roto o incorrecto. Reemplace el resorte.
Fugas de aceite desde la cámara. Determine la causa de la
fuga.

PROBLEMA: El diferencial de presión es mayor que el
especificado.
Resorte incorrecto. Reemplace con el
correcto.
Válvula obstruida en posición Reemplace el componente
abierta. si está dañado.

9. RECOMENDACIONES DE OPERACION Y
MANTENIMIENTO
1. Usar aceite de las especificaciones y cantidad recomendada.
2. Calentar previamente el sistema hidráulico, antes de aplicarle
carga.
3. Verificar las posibles fugas de aceite por mangueras,
cilindros, empaquetaduras, etc.
4. Ajustar en posición correcta de trabajo el cucharón y su
indicador de ubicación.
5. Para mejorar el ciclo de trabajo limitar la altura de
levantamiento del cucharón de acuerdo a las necesidades de
trabajo.

6. Practicar el lavado del sistema hidráulico, de acuerdo a los
métodos recomendados.
7. Informar de cualquier anormalidad en el funcionamiento del
sistema hidráulico.
8. Verificar periódicamente o cuando se requiera, la máxima
presión del sistema usando instrumentos y personal
especializado.
9. Los implementos cuando no sean usados deberán permanecer
apoyados en el suelo, y si fuera necesario levantarlos, deberán
apoyarse en caballetes rígidos, la máquina bien estacionada y la
palanca de la transmisión trabada.
10. Si el aceite esta caliente, tenga cuidado al destapar el
depósito pues se encuentra a presión.

11. Usar mangueras, terminales, etc., de resistencia garantizada
por el fabricante.
12. Siga las indicaciones de los Manuales de Mantenimientos
de cada máquina. En ellos encontrará los períodos de servicio,
de cambios, especificaciones de aceites, advertencias para la
seguridad del personal y de operación.
13. Recuerde que el enemigo número uno del Sistema
Hidráulico es la suciedad.

10. ANÁLISIS DEL SISTEMA HIDRÁULICO
Al analizar el sistema hidráulico, recuerde que para obtener un
funcionamiento óptimo es necesario tener el flujo y la presión de
aceite correctos. El flujo de aceite depende de la entrega de la
bomba, la cual es función de la velocidad del motor. La presión
del aceite es una consecuencia de restricción en el flujo del
aceite.
En todos los casos, se deben hacer primero inspecciones
visuales. Procede luego a las pruebas operacionales. y después a
las pruebas con instrumentos.
En estas pruebas se determinará lo siguiente:

1. Presión de abertura de las válvulas de alivio: principal y del
circuito de inclinación. Una baja presión de alivio reduce las
capacidades de levantamiento y excavación de la máquina. Si
las presiones de abertura son demasiado altas pueden reducir la
duración de las mangueras, bomba y de los otros componentes.
2. Cantidad de desplazamiento en los circuitos de
levantamiento e inclinación. El desplazamiento de los circuitos
es consecuencia de filtraciones en los sellos de los pistones de
los cilindros en los sellos de anillo o de las válvulas de control,
debido a válvulas de retención o de compensación mal
asentadas y a holguras excesivas entre el carrete y la
perforación de la válvula.

3. Tiempos de ciclo de los circuitos de levantamiento e
inclinación. Si los tiempos de ciclo de los circuitos son
excesivos, será señal de que hay filtraciones, desgaste en la
bomba y reducción en la velocidad de la bomba.
El análisis de una falla será más fácil y la conclusión más
acertada si se recuerdan los fundamentos del sistema hidráulico.

10.1 INSPECCION VISUAL
Una inspección visual del sistema con el motor parado debe ser
el primer paso al tratar de ubicar un problema. Lleve a cabo las
siguientes inspecciones con el cucharón en el suelo y el aceite
ligeramente caliente.
1. Compruebe el nivel del aceite. Afloje lentamente la tapa de
llenado del tanque. Si el aceite sale por el agujero de sangría
cuando está aflojando la tapa, permita que se descargue la
presión del tanque antes de quitar la tapa de llenado.
2. Quite los elementos filtrantes y compruebe que no haya
material extraño. Un imán separará los materiales metálicos
ferrosos de los materiales metálicos no ferrosos y los materiales
de sellado no metálicos anillos de pistón, sellos de anillo O, etc.)

Inspeccione todos los conductos y conexiones en busca de
daños o filtraciones.
10.2 PRUEBAS OPERACIONALES
La prueba operacional del sistema será útil al ubicar posibles
filtraciones internas, fallas en las válvulas o en la bomba. La
velocidad del funcionamiento de un cilindro puede utilizarse
para comprobar la bomba y los cilindros
Levante, baje, incline hacia adelante y hacia atrás varias veces
el cucharón.

1. Observe la extensión y retracción de los cilindros en busca
de movimientos erráticos.
2. Escuche si hace ruido la bomba.
3. Escuche el funcionamiento de la válvula de alivio. Las
válvulas de alivio no se deben abrir excepto cuando se trae o
extiende plenamente un cilindro, cuando el cucharón está
vacío.
4. Observe el funcionamiento del ubicador del cucharón y del
desenganche del levantamiento.
Pruebe e inspeccione el ajuste de cualquier lugar donde sea
evidente o se sospeche un funcionamiento incorrecto.

10.3 PRUEBAS CON INSTRUMENTOS
Estas pruebas se realizan utilizando equipo de prueba
hidráulico de evaluación cuyos resultados determinan el
estado y condición de los elementos del sistema hidráulico
tales como bomba, válvulas y cilindros.
Es importante recalcar que esta prueba debe hacerse con
personal especializado y capacitado para la correcta
interpretación de las lecturas aplicándolas para un diagnóstico
conecto del estado del sistema hidráulica.

LAVADO DE SISTEMAS HIDRAULICOS
CONTAMINADOS
Como parte de cada trabajo de servicio hidráulico se debe
remover todo el material extraño del sistema. Cualquier materia
extraña que no se elimine será una causa posible de una
siguiente falla.
LAVADO: es el procedimiento que utiliza aceite limpio para
lavar (cambiar) todo el aceite sucio del sistema; VACIAR: el
aceite solamente deja un poco de aceite sucio en los cilindros y
otras cámaras no accesibles. CIRCULAR: el aceite limpio
mueve la suciedad y aceite sucio, hacia el depósito donde se
puede vacían
Hay tres formas de limpiar el sistema hidráulico:

NO LAVADO : Vaciar, instalar nuevo elemento de
filtro, llenar con aceite limpio.
LAVADO GENERAL : Método 1
LAVADO GENERAL : Método 2
Se debe elegir la forma que le asegure un trabajo satisfactorio
de limpieza.
El vaciar solamente el aceite generalmente se hace cuando el
elemento que ha fallado queda fuera de la trayectoria del flujo
de aceite (sello del eje de la bomba, cuerpo de bomba agrietado,
motor pegado, pernos del cuerpo roto); además ver que no haya
pérdidas o remoción de metal que pueda circular por el sistema.

El método 1 se utiliza cuando las reparaciones se hacen antes
de una falla completa o antes que las partículas de metal hayan
circulado por el sistema, también cuando el daño de los
componentes fue hecho por partícula.
El método 2 se usa después de cualquier falla de la bomba o
los componentes cuando se hayan desprendido partículas
metálicas grandes y hayan circulado por el sistema.

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