Introducción a la hidráulica: conceptos básicos y aplicaciones

Ángel D. González Álvarez 2014

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INTRODUCCIÓN
El estudio de la hidráulica conlleva el conocimientos de las características de los fluidos, la medición de
estas, y el uso que se les puede dar a estos fluidos.
“La hidráulica es una ciencia que forma parte la física y comprende la transmisión y regulación
de fuerzas y movimientos por medio de los líquidos.”
La VENTAJA que implica la utilización de la hidráulica es la posibilidad de TRANSMITIR GRANDES
FUERZAS, empleando para ello pequeños elementos y la facilidad de poder realizar maniobras de
mandos y reglaje.
INCONVENIENTES en el fluido empleado como medio para la transmisión existen GRANDES
PRESIONES el sistema lo que posibilita el peligro de accidentes, por esto es preciso cuidar las
conexiones uniones, deben estar perfectamente apretadas y estancas para evitar fugas.
 La hidráulica es utilizada para:
•Construcción de barcos
•Construcción de aviones.
•Construcción de vehículos.
•Construcción de prensas
•Construcción de maquinas herramientas. 2

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MARCO HISTÓRICO
Etimológicamente la palabra hidráulica se refiere al agua :
Hidros  agua.
Algunos especialistas que no emplean el agua como medio transmisor de energía, sino que el aceite
han establecido los siguientes términos para establecer la distinción:
•Oleodinámica
•Oleohidráulica.
•Oleólica.
El agua posee masa; si esta masa se desplaza, es capaz de realizar trabajo. Este hecho fue utilizado
por los antiguos, algunas de las aplicaciones de la hidráulica pura son:
Tornillo de Arquímedes (para elevar el agua)
Acueducto para el consumo de agua en Roma antes de J.C. ; este superaba el millón de
metros cúbicos diarios.
Ruedas de paletas para mover sistemas de drenaje para regadío
La noria: unos cangilones unidos a una cadena sin fin, que se introducen boca abajo y
se sacan llenos
3

4
Ventajas
 Variación de la velocidad.
 Reversibilidad.
 Protección (válvulas de presión, alivio )
 Posibilidad de arranque con carga.
Ventajas de la Oleohidráulica
• Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o momentos de giro
• El aceite empleado en el sistema es fácilmente recuperable
• Velocidad de actuación fácilmente controlable
• Instalaciones compactas
• Protección simple contra sobrecargas
• Cambios rápidos de sentido
Desventajas de la Oleohidráulica
•El fluido es más caro
•Perdidas de carga
•Personal especializado para la mantención
•Fluido muy sensible a la contaminación.
4

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Pa
m
N
unidad
A
F
p )( 2
=
23
sm
mKgm
×
××
CONOCIMIENTOS PREVIOS DE LA FÍSICA DE HIDRÁULICA
Presión.
Podemos distinguir dos tipos de presión:
Presión Hidrostática. Es la presión que surge en un líquido por efecto de la masa líquida y su
altura. ps
= ρ.g.h
ps
= presión hidrostática. ( Pa)
h= altura de la columna del líquido ( m )
ρ= densidad del líquido( Kg/m3
)
g= aceleración de la gravedad ( m/s2
)
La presión hidrostática, o simplemente la “presión”, es independiente de la forma del recipiente y
solo depende de la altura y la densidad de la columna del líquido.
Ejemplo:
Depósito: h=300m ; ρ=1000 Kg/m3
; g= 9,81 m/s2
ps
= h.ρ.g= 3000000 = 3000000 N/m2
= 30 bares
Presión hidráulica es independiente de la forma del recipiente y se trasmite en todas las
direcciones por igual . La ejerceremos mediante algún tipo de bomba.
Presión de apoyo. Todo cuerpo ejerce una determinada presión sobre la superficie en la que se
apoya. La magnitud de la presión depende de la fuerza del peso y de la superficie en la que actúa
dicha fuerza.
bar = 100.000 Pa
Ejercicio1:
Una plataforma deberá elevar una carga de 15.000N y el sistema hidráulico correspondiente tiene 75
bar. ¿ Qué tamaño debe tener la superficie del émbolo?
5

6
Ley de Pascal.
Si una fuerza F1 actúa sobre una superficie A1 de un líquido contenido en un recipiente
cerrado, surge una presión P que se extiende en todo el líquido.
Debido a que los sistema hidráulicos
trabajan a muy alta presión se puede despreciar
la presión hidrostática.
2
2
1
1
A
F
A
F
=
Multiplicación de fuerzas
La presión es la misma en cualquier punto de un sistema cerrado, independientemente
de la forma del recipiente.
Si el sistema se encuentra en equilibrio entonces:
Ejercicio2.
Determinar las fuerzas que se producirán en cada una de las superficies.(12, 5, 6, 7 y 14
cm2
)
Ejercicio 3
Si el coche pesa 1500 Kg, A1=40 cm2 y A2=1200 cm2. ¿ Cuál será la fuerza que hay que ejercer
para levantar el coche?. 6

7
Multiplicación de distancias
Deseamos elevar el coche una cierta altura y queremos saber el recorrido de A1
para subir el coche una
cierta altura S2.
V1
= S1
A1
y V2=
S2
A2
S1
A1
= S2
A2
ya que V1
=V2
En conclusión vemos que el recorrido S1
tiene que ser mayor que el recorrido S2
puesto que la
superficie A1
es menor que la superficie A2
Ejercicio 4.
Si A1
= 40 cm2
, A2
= 1200 cm2
y S1
= 15 cm. Determinar la altura que subirá el coche
p1
A1 =
p2
A2
La presión hidrostática p1
del fluido ejerce una fuerza F1
en la superficie A1;
dicha fuerza es
transmitida mediante el vástago al émbolo pequeño. En consecuencia, la fuerza F1 actúa sobre la
superficie A2
y genera la presión p2
en el fluido.
F1=
p1
A1
y F2=
p2
A2
como la fuerza es la misma entonces se cumple:
Multiplicación de presiones
En el caso de un cilindro de doble efecto es posible que surjan
presiones demasiado elevadas por efecto de la multiplicación, si
está bloqueada la salida en la cámara del lado del vástago.
Ejercicio 5.
Determinar la presión del lado de retorno del cilindro sabiendo:
P1=10.105 Pa, A1=8 cm2 , A2= 4,2 cm2
7

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CAUDAL
El caudal volumétrico es el volumen del líquido que fluye a través de un tubo en un tiempo definido.
Por ejemplo: si se necesita aproximadamente 1 minuto para llenar un cubo de 10 litros con agua
proveniente de un grifo, el caudal volumétrico en el grifo es de 10 l/min.
Q= V/t Q( m3/s)
Ecuación de continuidad.
Si en la fórmula del caudal volumétrico Q=V/t sustituimos el tiempo por s/v ( v=s/t)
sg
mm
vA
s
vV
t
V
Q
×
×=
×
==
2
Es decir, el caudal viene dado por el producto del área por la velocidad.
Ejercicio 5.
Si el caudal que entra en un cilindro es de Q=4,2 l/min y la velocidad del cilindro es de v=4m/s.
¿cuál es el área del cilindro?.
Q1
=A1
. v1
Q2
=A2
. v2
Q3
=A3
. v3
etc
El caudal volumétrico de un líquido que fluye por un tubo de varios diámetros es igual en cualquier
parte del tubo. Ello significa que el tubo atraviesa los segmentos más pequeños con mayor
velocidad. Se aplican las siguientes ecuaciones:
Siendo Q igual en todos los puntos de un conducto obtenemos:
A1. v1= A2. v2 = A3. v3= ...
Ejercicio 6:
De la tubería de arriba se conocen las siguientes magnitudes: V1= 4 m/s; V2= 100 m/s; A1= 0,2 cm2
Determinar el caudal que circula por la tubería y el área A2.
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Tipos de caudal
El caudal puede ser laminar o turbulento.
Si el caudal es laminar, el líquido fluye por el tubo en capas cilíndricas y ordenadas. Las capas
interiores fluyen a velocidades mayores que las capas exteriores. A partir de determinada velocidad
del fluido ( velocidad crítica ), las partículas del fluido ya no avanzan en capas ordenadas ya que las
partículas que fluyen en el centro del tubo se desvían lateralmente formándose remolinos. En
consecuencia, el caudal se vuelve turbulento, por lo que pierde energía.
El coeficiente o número de Reynolds ( Re) permite calcular el tipo de caudal que fluye por un tubo
liso.
ν
dv×
=Re
v = velocidad del fluido
d = diámetro del tubo en m
ν = viscosidad cinemática m2
/s
Si Re < 2300 el flujo es laminar
Si Re > 2300 el flujo es turbulento.
Un caudal turbulento no vuelve a ser inmediatamente laminar si baja del valor de Re=2300. el
caudal vuelve a ser laminar al bajar hasta bajar a Re = 1150.
9

10
El nº de Reynolds se puede obtener utilizando
gráficas como ésta.
Ej:
Q= 50 dm3
/min
d= 25 mm Re = 1160
ν= 36 cSt
La velocidad crítica es, la velocidad a partir de la cual el
flujo pasa de laminar a turbulento.
dd
Vkrit
υυ 2300Re
=
×
=
La velocidad crítica no es un valor fijo, ya que depende de la viscosidad del fluido y del diámetro del
tubo. Se suelen tomar los siguientes valores:
Tuberías de impulsión:
< 50 bar de presión de trabajo: 4 m/s
<100 bar de presión de trabajo: 4,5 m/s
< 200 bar de presión de trabajo: 5,5 m/s
Tuberías de aspiración: 1,5 m/s
Tuberías de retorno: 2,0 m/s. 10

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Ejercicio 8:
Determinar los tipos de caudal en las
secciones: A1, A3, A4 sabiendo que :
V1
= 1m/s; V3
= 4m/s V4
= 100m/s
ν = 40 mm2
/s; d3
= 5mm; d4
= 1mm
Fricción, calor, pérdida de presión.
Existe fricción en todos los elementos y conductos por los que fluye el líquido de un sistema hidráulico.
La fricción provoca un calentamiento del fluido y, en consecuencia, de los elementos del sistema
hidráulico. Este calentamiento tiene como consecuencia una reducción de la presión, con lo que
también disminuye la presión efectiva en la unidad motriz.
Las pérdidas dependen de:
•Velocidad del flujo
•Tipo de caudal.
•Viscosidad del aceite.
•Conducciones: nº de elementos, estrangulamientos...
•Longitud de los tubos y cambios de dirección.
•Acabados de las superficies etc
El nivel del líquido
es cada vez más
bajo, esto indica
que la presión
decrece en
puntos más
alejados
11

12
2
2
v
p
×
×=∆
ρ
ζ
Pérdidas de presión por desvíos.
Las curvas, las piezas T, las bifurcaciones y los racores en codo provocan una considerable
disminución de la presión al desviar el caudal. Las resistencias se deben especialmente a la geometría
de los elementos y a la cuantía del caudal volumétrico.
Estas pérdidas de presión son cuantificadas recurriendo al
coeficiente geométrico ζ, el cual ha sido determinado
mediante ensayos para los elementos de desvío más
frecuentes.
Energía de presión
Un fluido sometido a presión, disminuye su volumen por efecto de los gases disueltos en él. La
compresión asciende a 1 –3% del volumen original. En consecuencia, se trata de una compresión ∆V
relativamente pequeña, por lo que la energía de presión es poca. Si la presión es de 100 bar, la
diferencia ∆V es de aproximadamente 1% en relación con el volumen original
Ejercicio 9:
El volumen de un cilindro sometido a una presión de 10 bar se reduce en ∆V= 0,003 m3
determinar la
energía que almacena en forma de presión.
Tratándose de máquinas de precisión, no debe descuidarse la compresión del aceite. La magnitud
característica respectiva es el módulo de compresión K, denominado también módulo de elasticidad
del aceite. Este módulo se puede determinar de forma aproximada mediante la fórmula:
V
p
VK
∆
∆
×= 0 V0
= volumen original
con aceite exento de aire y una temperatura de 50ºC, el valor de K es de aproximadamente
1,56*105 N/cm2
. sin embargo la mayoría de los casos el aceite y por eso se toma un valor de 1 a
1,2*105 N/cm2
. 12

13
2
2
1
vmW ×=
Energía cinética.
La energía cinética es aquella que posee un cuerpo que se mueve a una velocidad determinada .
Unidad: Julio (J)
W=F.s W=m.a.s
F=m.a s=1/2at2
W=m.1/2.a2
.t2
V=a.t W=1/2.m.v2
Cualquier cambio de velocidad del flujo, permaneciendo Q constante, provoca automáticamente un
cambio de energía cinética.
Energía térmica.
La energía térmica es la energía que se necesita para que un cuerpo o liquido adquiera una
temperatura determinada. En los sistemas hidráulicos, parte de la energía es transformada en
energía térmica debido a la fricción. La energía térmica puede calcularse recurriendo a la disminución
de presión y al volumen.
W= ∆p*V ∆p= pérdidas de presión por fricción (Pa).
Potencia.
La potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo
P=W/t
W=F*d
Qp
t
dAp
t
dF
P ×=
××
=
×
=
La unidad de la potencia es el Vatio (Nm/s)
Ejercicio 10:
Calcular la potencia que desarrolla un actuador hidráulico si la presión del aceite es de 60 Bar y el
caudal que circula es de 4,2 l/min 13

14
Rendimiento.
La potencia de entrada no es igual a la potencia de salida debido a la pérdida de potencia. Se define
el rendimiento como:
salidadePotencia
entradadePotencia
__
__
=η
En la práctica se diferencia las pérdidas provocadas por fugas y las pérdidas ocasionadas por
fricción.
Grado de rendimiento volumétrico (ηvol)
Pérdidas provocadas por fugas internas y externas en los actuadores y válvulas.
Grado de rendimiento Hidráulico o mecánico (ηhm)
Pérdidas provocadas por fricción.
14

15
Cavitación.
Si en un segmento de estrangulamiento aumenta la velocidad del caudal, se necesita energía cinética.
Esa energía cinética implica una reducción de la energía de presión. De este modo puede provocarse
una reducción de la presión en una zona de estrangulamiento, llegándose a producir una depresión, a
partir de una depresión de -0,3 bar se forman burbujas del aire que escapa del aceite.
Si a continuación vuelve a subir la presión a raíz de una reducción de la velocidad, el aceite invade
repentinamente la zona ocupada por las burbujas de aire.
Después del segmento de estrangulamiento, vuelve a subir la presión, las burbujas se rompen y
entonces se produce la cavitación por las siguientes razones:
•Picos de presión. En el lugar en el que aumenta el diámetro se desprenden pequeñas partículas de la
pared, provocando una fatiga del material y, posiblemente, su destrucción.
•Combustión espontánea de la mezcla de aceite y aire. Al romperse las burbujas, el aceite las invade
instantáneamente. Debido a la elevada presión implicada en este proceso y por la consecuente
compresión del aire, surgen temperaturas muy altas. De esta manera puede producirse una
combustión espontánea de la mezcla de aceite y aire en las burbujas, similar a la que puede obtenerse
en los motores de gasoleo.
Un buen ejemplo es en las hélices de los
barcos, en las en la parte contraria al avance
del barco se produce una depresión y como
consecuencia cavitaciones, originando y
desgastes y rugosidades.
15

16
FLUIDOS HIDRÁULICOS
En principio, cualquier líquido es apropiado para transmitir energía de presión. No obstante el
líquido utilizado en un sistema hidráulico tiene que cumplir con ciertas condiciones adicionales.
Agua Aceite Siliconas
Ventajas
Abundante, muy barata,
no inflamable...
Buen lubricante,
diferentes viscosidades,
se pueden crear aceites no
inflamables...
Se pueden conseguir con
diferentes cualidades.
Inconvenientes
Oxidación, no lubrica, se
corrompe...
Puede arder, mancha, es
caro...
Alta viscosidad, no es
lubricante.
Funciones de los fluidos sometidos a presión.
•Transmitir la presión.
•Lubricar las partes móviles de los equipos.
•Refrigerar.
•Amortiguar vibraciones causadas por picos de presión.
•Eliminar partículas abrasivas.
•Transmitir señales.
Tipos de fluidos :
I.- Aceites hidráulicos
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17
II- Liquidos no inflmables
Pueden ser líquidos sintéticos acuosos y anhídricos
Características y requisitos.
Los fluidos deben tener las siguientes propiedades:
•Densidad lo más baja posible.
•Poca compresibilidad.
•Viscosidad no demasiado baja
•Buenas características de viscosidad en función de la Tª y la presión.
•Buena resistencia al envejecimiento
•Baja inflamabilidad.
•Además deben cumplir con las siguientes condiciones:
Segregar el aire.
No formar espuma
Resistencia al frío.
Ofrecer protección contra el desgaste y la corrosión
Capacidad de segregación de agua.
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18
Viscosidad
El grado de viscosidad informa sobre las fricciones internas del fluido, es decir, sobre la resistencia
que tiene que ser superada para que dos capas contiguas del fluido puedan desplazarse.
Según el S.I la viscosidad cinemática se mide en mm2
/s
La viscosidad es determinada mediante un método normalizado.
DIN 51562 Viscosímetro de Ubbelohde
DIN 51561 Viscosímetro de Vogel-Ossag.
La norma ISO establece: la clasificación de la viscosidad determina la viscosidad mínima y máxima
de los aceites hidráulicos sometidos a un temperatura de 40ºC.
Viscosidad dinámica Viscosidad cinemática
18

19
Los sistemas hidráulicos también utilizan aceites para motores o cajas de cambio de alta calidad. A
continuación tenemos la clasificación de los aceites según SAE.
los límites de viscosidad son importantes:
Una viscosidad demasiado baja ( mucha fluidez) provoca más fugas. La película lubricante es delgada,
por lo que puede romperse más fácilmente.
Una viscosidad elevada (más consistencia) causa más fricción, lo que provoca pérdidas de presión y
calentamiento especialmente en las zonas de estrangulamiento. De este modo se dificulta el arranque
en frío y la segregación de agua, por lo que existe una mayor tendencia a desgastes por cavitación.
19

20
SIMBOLOGÍA Y NORMALIZACIÓN.
Los símbolos son empleados para cada uno de los elementos constructivos. Este caracteriza a un
elemento con su respectiva función, aunque no proporciona la información de su estructura. Los
símbolos se encuentran definidos en la norma DIN ISO 1219.
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22
BOMBAS IMPULSORAS. Para elegir y utilizar correctamente una bomba, es importante tener en
cuenta sus parámetros y curvas características, en la siguiente tabla tenéis sus características.
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3700
220
220500
700

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DEPÓSITOS
Los depósitos de un sistema hidráulico asumen varias funciones:
• Recepción y almacenamiento del líquido necesario para que funcione el sistema hidráulico.
• Disipar el calor residual.
• Separa aire, agua y sustancias sólidas.
• Sirve de soporte para una bomba incorporada o superpuesta, para el motor y para diversos
elementos hidráulicos, tales como válvulas y otros.
El tamaño del depósito dependerá del Caudal de la bomba, de la Temperatura de trabajo de los
elementos de consumo. Lugar de la aplicación. Además debe preverse una reserva de
aproximadamente 15% de aire para compensar las oscilaciones del nivel.
23

24
FILTROS
Para que un sistema hidráulico funcione y sus elementos tengan una vida útil larga, es importante
incorporar filtros.
24
Los fluidos pueden contener suciedad por varas
razones:
Suciedad inicial durante la puesta en marcha, virutas
de metal, arena de fundición polvo, perlas de
soldadura, pintura….
Suciedad producida durante su funcionamiento a
causa de la abrasión.
Los filtros tienen que mantener la suciedad dentro de
los niveles permisibles y se renovaran siguiendo las
indicaciones de los fabricantes.,
Las partículas se miden en pm (micras) pudiendo
diferenciarse distintos grados de filtración
El Valor B indica la cantidad de partículas de un determinado tamaño que se encuentran en el
lado de entrada y de salida del filtro :
Hay diferentes tipos normalmente se
realizan formando pliegues para
ocupar menos volumen

25
Los filtros pueden estar ubicados en diferente lugares:
25

26
26
Bombas Efecto por mala
lubricación
Propiedad
Engranaje
s
Agarrado de engranajes Viscosidad, condición
antidesgaste del aceite.
Paletas Las paletas se deslizan
contra el aro
Viscosidad, Limpieza,
antidesgaste
Pistones Pistones y zapatas corren
contra el cilindro
Viscosidad, antidesgaste,
compatibilidad con metales
MANTENIMIENTO EN LOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS
Cuando un circuito hidráulico manifiesta síntomas, que se muestran por:
•- Un retardo posible de la velocidad del trabajo.
•- Una disminución de la fuerza necesaria para realizar el trabajo que deba realizar.
Debe efectuarse una comprobación de la o las bombas y de algunos componentes. Sin embargo
antes de proceder al menor control es necesario saber si los síntomas se producen:
•- Inmediatamente o bien algunos minutos después de la puesta en marcha de la instalación.
•- Después de algunas horas de funcionamiento.
La persona encargada para realizar un mantenimiento debe poseer:
•- Un conocimiento perfecto del circuito e el que va intervenir;
•- El material necesario para los controles;
•- Las juntas y componentes de primera urgencia.
Efectos de mala lubricación de bombas

27
Acumuladores
Un acumulador es una especie de depósito capaz de almacenar una cierta cantidad de fluido con
presión, para auxiliar al circuito hidráulico en caso de necesidad.
Los supuestos casos de necesidad pueden ser:
1. Restituir. Compensar pequeñas pérdidas de fluido en el circuito.
2. Contra dilatación. Los fluidos por cambios de temperaturas pueden dilatarse y perder presión.
3. Reserva. Al poder mantener una presión, pueden servir de reserva de energía.
4. Contra golpes de ariete. El golpe de ariete es un concepto hidráulico que engloba diferentes
causas de pérdida de caudal, como podrían ser el cierre de válvulas, parada de bombas, puesta en
marcha de bombas, etc.
5. Amortiguador. Puede utilizarse para amortiguar las pulsaciones de una bomba.
6. Seguridad. Para evitar accidentes por interrupciones súbitas del generador de potencia.
El fluido al entrar dentro de un acumulador levanta un peso, comprime un muelle o comprime un gas,
por éstos posibles motivos, el acumulador puede almacenar el fluido bajo una presión y también, esta
es la causa que existan varios tipos de acumuladores. Los más usados son los de membrana y los de
vejiga.
27
Tipo de membrana Tipo vejiga
Acumulador de diafragma detallado

28
VÁLVULAS
Válvulas de asiento. El tipo de asiento solo permite la apertura o cierre de máximo tres vías con un
elemento de mando.
Válvulas de corredera.
Estas válvulas se clasifican en válvulas de correderas longitudinales y en las de correderas giratorias.
Las válvulas de corredera longitudinal están compuestas de uno o más émbolos conectados entre sí y
que son desplazados axialmente en un cilindro. Las válvulas de corredera longitudinal pueden abrir,
conectar o cerrar una cantidad de conexiones si se desplazan sus émbolos.
Sobrepresiones.- Las características de conmutación de una válvula están determinadas por los
perfiles sobrepuestos del émbolo. La sobrepresión puede ser positiva negativa o igual a 0. 28

29
Sobreposiciones del émbolo.
Las características de conmutación de una válvula están determinadas por los perfiles sobrepuestos
del émbolo. La sobrepresión puede ser positiva negativa o igual a 0.
Los tipos de sobrepresión son un parámetro importante en todas las válvulas y deben seleccionarse
según la aplicación:
Conmutación con sobrepresión positiva: todas las conexiones están bloqueadas brevemente
durante el proceso de conmutación. No se produce una caída de presión.
29

30
Conmutación con sobrepresión negativa: todas las conexiones están brevemente conectadas
entre sí durante el proceso de conmutación. Se produce una leve caída de presión.
Durante el proceso de conmutación cesa la presión, por lo que el arranque es suave.
30

31
VÁLVULAS LIMITADORAS Y REGULADORAS DE PRESIÓN.
Las válvulas limitadoras y reguladoras de presión tienen la función de controlar y regular la presión en
un sistema hidráulico.
Para evitar oscilaciones causadas por la presión, las válvulas limitadoras de presión frecuentemente
están provistas de émbolos de amortiguación y de elementos de estrangulamiento. El sistema de
amortiguación se caracteriza por
Apertura rápida de la válvula.
Cierre lento de la válvula.
Las válvulas limitadoras de presión son utilizadas como:
•Válvulas de seguridad. va ajustada a la presión máxima y solo abre
en casos de emergencia.
•Válvulas de contrapresión. Actúan contra la inercia de las masas
oponiéndoles una carga.
•Válvulas de freno. evitan picos de presión cuando cierra
repentinamente la válvula de vías.
31

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VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN (VRP)
Las válvulas reguladoras de presión reducen la presión de entrada hasta alcanzar el valor
de una presión de salida previamente ajustada.
VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS O DE VÍAS.
Las válvulas de vías son elementos constructivos que modifican o cierran los paso del flujo en
sistemas hidráulicos.
32

33
Ejemplos de aplicaciones
33

34
34

35
VÁLVULAS DE ANTIRRETORNO O DE CIERRE.
Las válvulas antirretorno bloquean el caudal en un sentido y permiten el flujo en sentido contrario.
Las válvulas de cierre se clasifican en:
•Válvulas de antirretorno ( con y sin muelle).
•Válvulas de antirretorno bloqueables y desbloqueables.
35

36
36

37
VÁLVULA DE ANTIRRETORNO DOBLE, DESBLOQUEABLE.
Una válvula de antirretorno desbloqueable permite posicionar correctamente una carga mediante un
cilindro, incluso habiendo una fuga interna. No es posible efectuar un posicionamiento correcto con una
válvula de antirretorno doble desbloqueable si el cilindro es colgante o si tiene un vástago continuo.
37

38
Ejercicios 1:
1- Explica el funcionamiento del siguiente circuito
2.-Realiza el esquema en tu cuaderno
3.- Realiza la lista de componentes.
4.- Realízalo sobre el panel.
5.- Escribe sobre el esquema las presiones.
6.- Calcula la fuerza del cilindro en la entrada y salida.
38

39
Ejercicios 2:
4.- Realízalo sobre el panel y Regula la salida al 20%
6.- Qúe diferencia observas si utilizaras la otra válvula
39

40
Ejercicios 3:
4.- Realízalo sobre el panel y Regula la salida al 22%
6.- Calcula el tiempo que tarda en cargar el acumulador.
7.- Para el motor y calcula la cantidad de emboladas que sigue dando el circuito.
40

41
Ejercicios 4:
3.-.Explica como pueden aparecer presiones de 98 bares si la presión si la bomba solo aporta 60b
41

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Ejercicios 5:
3.-.Realiza la lista de componentes
42

43
Ejercicios 6:
43

44
Ejercicios 7:
4.-Realiza el diagrama de fases
44

45
Ejercicios 8:
4.-Realiza el diagrama de fases
45

46
Ejercicios 9:
4.- Realiza el diagrama de fases
5.-Realízalo sobre el panel.
46

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Ejercicios 10:
47
Ejercicios 11:

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2.- Queremos realizar el mando de una puerta de un horno. La puerta se debe abrir y cerrar por medio
de un cilindro de doble efecto. El cilindro es activado con una válvula de 4/2 vías con muelle de
retorno. Esto asegura que la puerta sólo se abre mientras la válvula está accionada. Cuando la leva de
accionamiento de la válvula se libera, la puerta se cierra de nuevo.
3- Una pesada puerta de un almacén frigorífico se abre y cierra por medio de un cilindro hidráulico.
Debe instalarse un acumulador hidráulico para permitir cerrar la puerta en caso de fallo en la tensión
eléctrica. Esto permitirá que la puerta pueda abrirse y cerrarse varias veces. Para el accionamiento del
cilindro se utilizará una válvula 4/2. La válvula debe conectarse de tal forma que el vástago avance con
la válvula en posición normal.
48

49
49

50
Estructura de los sistemas Hidráulicos
50

51
51
MATERIAL MÍNIMO NECESARIO PARA EL CONTROL
Existen ciertos materiales o accesorios que son verdaderamente indispensables para realizar el
mantenimiento a un sistema hidráulico; a continuación se enlistan cada uno de ellos.
 Manómetros: es un aparato que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en
recipientes cerrados.
 Cronometro: permite controlar la velocidad de movimiento de los componentes de la maquina en
cuestión, en relación con las velocidades nominales.
 Vacuómetro: también conocido como indicador de vacío, o manómetro de depresión (campo de 0 a
760 mmHg). Permite medir la depresión en la alimentación de las bombas, y también, por
ejemplo, el funcionamiento de las válvulas de realimentación de los cilindros.
 Termómetro: el conocimiento exacto de la temperatura del fluido facilita con frecuencia la
localización de los incidentes hidráulicos.
 Válvulas: de diferentes dimensiones, del tipo de aguja con los correspondientes racores y tubos
flexibles de alta presión. Estas válvulas permiten el control de las bombas, sin que sea
necesario desmontarlas del motor térmico de accionamiento o del órgano sobre el que están
acopladas.
 Tacómetro: manual o electrónico. Este último es más útil, ya que no necesita punto de centrado
para el control del régimen, punto de centrado que es a veces inaccesible.
Viscosímetro: permite controlar la viscosidad del fluido utilizado, en relación con la viscosidad que
poseía al llenar el depósito y ponerlo en marcha.
 Estetoscopio: este aparato permite localizar rápidamente los ruidos y las vibraciones de un circuito
hidráulico. Un aparato de este tipo, aunque sea rudimentario, proporciona innumerables servicios
 Medidor de Caudal: es el que permite realizar un sondeo cuyos resultados son de gran precisión
 Juntas y componentes hidráulicos de primera urgencia
Esto es referido, en primer lugar a una gama de accesorios más específicos para la realización de los
mantenimientos. Su costo es elevado y no puede ser adquirido por cualquier técnico de mantenimiento
hidráulico. Dentro de este apartado podemos considerar juntas de anillos, cuadradas, bombas
hidráulicas de prueba, hasta cierto tipo de bancos especiales determinados por el tipo de
mantenimiento a realizar.

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Características del Material de los cajones
•Presión de funcionamiento: 6 MPa (60 bar)
•Presión máxima admisible: 12 MPa (120 bar)
•Esquema de conexión de válvula, hidráulico ISO/DIN 4401, tamaño 02
•Boquillas de acoplamiento autoobturadoras con fuga de aceite reducida
•Sistema de fijación rápida Quick-Fix®
•Esquema de conexión de válvula, hidráulico ISO/DIN 4401, tamaño 02
•Tensión: 24 V DC
•Potencia 6,5 W
•Conexión eléctrica, conectores de seguridad de 4 mm
http://www.festo-didactic.com/es-es/?fbid=ZXMuZXMuNTQ3LjE0LjEyLjMzMjE

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Material de los cajones
La válvula une P con T cuando la presión en X es mayor que la suma de la
fuerza (elástica) del muelle y la presión en la conexión T.
Ajuste: manual
La válvula limita la presión en la conexión P frente a la presión en T al valor
ajustado.
Ajuste: manual

54
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Válvula limitadora de presión
(precomandada)
La válvula (también llamada válvula de contrapresión) se encarga de controlar las
velocidades de bajada de los accionamientos. Si la presión de mando aumenta en X,
disminuye el valor de limitación de presión ajustado. Una válvula de antirretorno hace circular
la válvula limitadora de presión de T a P.
•Ajuste: manual (con herramienta)
•La proporción de superficies de X a P es 1:3
•Válvula de antirretorno incluida
La válvula mantiene constante la presión ajustada en la conexión A e iguala así
presiones de alimentación fluctuantes y cargas de consumidores. Si la presión en A
aumenta por encima del valor ajustado, se abre una conexión de A a T.
Ajuste: manual

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55
Final de carrera
Válvula direccional cuádruple de 3 vías de
palanca manual con posición de circulación
Válvula direccional cuádruple de 3 vías de
palanca manual con posición de bloqueo
Válvula direccional cuádruple de 2 vías de palanca
manual
Válvula direccional de 2 vías
reguladora de corriente
Accionamiento manual
Accionamiento manual mediante la plantilla
de un cilindro con kit de montaje, con
reposición por muelle
•Posición de reposo (P->A), transformable
Con la válvula se puede influir sobre el caudal en
ambos sentidos mediante un punto de
estrangulamiento regulable.
Accionamiento: manual

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Válvula estranguladora
Válvula distribuidora
de corriente
Manómetro
El manómetro puede conectarse en cualquier momento
y en cualquier punto para medir la presión.
Margen de medición y presión máxima admisible: 10
MPa (100 bar)
Calidad: 1,6 % del máximo de la escala
Presión de funcionamiento estática: 3/4 del máximo de
la escala
Presión de funcionamiento dinámica: 2/3 del máximo de
la escala
Amortiguación glicerina
La válvula divide entre A y B el caudal de P
independientemente de la carga en
proporción 50:50.
Accionamiento: hidráulico
Caudal mínimo: 0,5 l/min
Con la válvula se puede influir sobre el caudal
en ambos sentidos mediante un punto de
estrangulamiento regulable.

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Acumulador a membrana
con bloque de cierre
Las siguientes funciones están disponibles gracias a la válvula de bola de 3 vías integrada en
el bloque de cierre:
1. Conexión abierta entre P y el acumulador de diafragma
2. Conexión cerrada entre P y el acumulador de diafragma
3. Conexión abierta entre T y el acumulador de diafragma (descarga)
Válvula de seguridad contra sobrecarga
Manómetro para presión de trabajo
Volumen nominal: 0,32 dm³
Medio para el gas: nitrógeno (N)
Presión de llenado del gas en el momento de la entrega: p 1 MPa (10 bar)
Boquillas de acoplamiento autoobturadoras con fuga de aceite reducida para P
Tubo flexible con acoplamiento abierto tipo clavija para T
Material para montaje en la placa perfilada

58
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Motor hidráulico
La válvula se puede cerrar girando la
palanca. Una bola es presionada sobre la
junta del lado sin presión y bloquea el caudal
sin fuga de aceite.
Válvula estranguladora
anti retorno
Los pasos del fluido hacen girar el motor. Si cambia el
sentido del flujo, cambia también el sentido de giro. El
selector de circuito canaliza las fugas del motor hacia
la parte de baja presión.
Presión máxima admisible en el conducto de retorno: 5
MPa (50 bar)
Volumen absorbido: 8,2 cm³ por revolución, 0 – 10
l/min corresponde a 0 – 1.220 r.p.m.
Diseño: Orbit
Con la válvula se puede influir sobre el caudal en
un sentido mediante un punto de estrangulamiento
regulable. En sentido contrario, la válvula de
antirretorno elude la válvula reguladora de caudal.
Válvula de antirretorno integrada
Válvula de cierre

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Accionamiento bobina de conmutación
Electroválvula de 4/2 vías, con reposición por muelle
Electroválvula de 4/3 vías, posición central a descarga (AB −> T)
Electroválvula de 4/3 vías, posición centro cerrado

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Presostato: Interruptor de diafragma
Presión de funcionamiento p: 1 – 7 MPa (10 – 70 bar)
Histéresis: ~15 %
Carga continua: Máximo 2 A
Ajuste: Manual, con llave Allen de 2,5 mm
Accionamiento: Hidráulico
http://www.festo-didactic.com/es-es/productos/equipos-de-practicas/hidraulica/componentes/?
fbid=ZXMuZXMuNTQ3LjE0LjIwLjU2MA&page=3&offset=0&showitems=8
El distribuidor puede conectarse en
cualquier momento y en cualquier punto.
Conexiones: 2 boquillas de acoplamiento
y 1 zócalo de acoplamiento
Presostato:
Te

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