sistemas hidrauilicos

7/30/2019 SISTEMAS HIDRAUILICOS

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Sistemas Hidrulicos


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Sistemas Hidrulicos

1. SISTEMA HIDRAULICO

1.1 INTRODUCCIN

Hoy en da, las mquinas usan la hidrulica para activar

implementos, sistema de direccin, transmisiones, controles

pilotos, etc. La necesidad de aumentar la productividad de la

mquina ha trado como resultado el diseo y uso de sistemas

de alta presin y mayor caudal con sistemas automticos de

control y de mando que requieren un mnimo esfuerzo de

operacin, resultando mquinas de alta confiabilidad y

eficiencia.


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La hidrulica es una de las formas ms versatiles y flexibles

que ha inventado el hombre para transmitir energa. Los

sistemas hidrulicos sencillamente, convierten la energa de una

forma a otra para desempear labores tiles. En las mquinaseste se traduce en el uso de la energa de un motor diesel o

gasolina en potencia hidrulica. Por ejemplo: se usa la energa

hidrulica para elevar y descender el cucharn de un cargador o

la hoja topadora de un tractor, tambin se usa para inclinar

hacia el frente o atrs y para accionar implementos que rotan,

agarran, empujan, jalan y desplazan cargas de un lugar a otro.

Otra aplicacin importante es accionar los cilindros de la

direccin y el sistema de frenos.


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3 CONCEPTOS BASICOSEs esencial para entender bien la funcin de los sistemas

hidrulicos, conocer algunos conceptos bsicos como fuerza,

presin, potencia, torque, etc.

3.1 FUERZAEmpuje 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 expansin de algn gas, el empuje o tiro de unimn, la accin de la gravedad terrestre o del impacto de un

objeto contra otro. La fuerza se mide en libra, onzas, kilos,

gramos, tonelada, etc.


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3.2 AREAEs el tamao o medida de una superficie. Se expresa en

pulgadas cuadradas (pulg2), pie cuadrado (pie2), metro

cuadrado (m2

), centmetro cuadrado (cm2

), etc.

3.1 PRESIONEs la fuerza actuando sobre una superficie o rea. Se expresa

en libras por pulgada cuadrada, kilos por centmetro cuadrado,

etc.


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En forma matemtica se puede escribir

Presin = Fuerza (kg.) o (lbs)

Area (cm2) (pulg2)

De esta misma frmula podemos obtener.

Fuerza = Presin x Area

Area = Fuerza

Presin


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Ejemplo: Si se aplica una presin de1000 libras por pulgada

cuadrada a un cilindro de 6" de dimetro (28.3 pulg2 de

rea),

Cul ser la fuerza resultante del pistn?

Fuerza = Presin x Area = 1000 7lb/pulg2 x28.3pulg2

Entonces, Fuerza = 28,300 lbs


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3.1 ENERGIA

La habilidad de realizar trabajo. La energa puede almacenarse

y/o transferirse como en resortes y puede ser en forma de calor,

luz, gases o lquidos comprimidos. Los resortes pueden mover

piezas mecnicas; y el calor causa la explosin de gases y

metales; los gases y lquidos comprimidos son capaces de

aplicar fuerza sobre objetos.


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3.2 TRABAJO

Es el movimiento de un objeto a travs de una distancia. El

trabajo es una funcin 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

automvil diez pies, entonces se ha realizado 100 lbs-pie de

trabajo no importa el peso del auto.


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3.1 TORQUE O TORSION

Es un esfuerzo de torcimiento o de giro, la torsin no tiene su

resultado en movimiento rectilneo. La torsin se midemultiplicando 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 acta 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 torsin al perno.


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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. Unhombre puede cargar 5 toneladas de carbn en 8 horas, pero

otro podra cargar 8 toneladas en 8 horas.

El segundo hombre tiene mayor potencia porque realiz

mayor trabajo en el mismo perodo de tiempo.


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3.1 CABALLOS DE FUERZA

Esta es la base y el trmino utilizado para medir la potencia

mecnica. 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.


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HIDRULICA

2.1 LEY DE PASCAL

Elaceite es el lquido ms usado en los sistemas hidrulicosporque es prcticamente 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 loslquidos. Si la botella est muy llena no habr podido colocar

el corcho perfectamente en su lugar. Si empuja muy duro el

termo explotar.


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La incomprensibilidad de los

lquidos es lo que hace posible

la energa hidrulica. Esto fue

descubierto hace 300 aos por

Blas Pascal quien hizo lasiguiente observacin, conocida

ahora como la ley de Pascal. La

presin ejercida en un lquido

confinado se trasmite sindisminucin alguna en todas

direcciones y acta con igual

fuerza en todas las superficies de

igual rea.


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2.1 LEY DEL MENOR ESFUERZO

La expresin clave de esta ley es que el lquido trabaja con

igual fuerza en reas iguales. En otras palabras, si tenemos doscilindros idnticos (de igual rea) conectados por una

manguera; y empujamos unos de los pistones hacia abajo con

una fuerza de 20 lbs. por pulgada cuadrada el otro pistn

estar obligado a elevarse con una fuerza de 20 lbs. porque las

superficies de los dos pistones son iguales.


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Lgicamente deduciremos que si las superficies no son iguales,

las fuerzas tampoco sern iguales.

Conectemos ahora, el mismo cilindro de accin a otro cilindro

de trabajo que tenga una superficie cinco veces mayor.

Apliquemos una fuerza de10 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. . . 10 veces cinco.

. . una fuerza total de 50 lbs.


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Por supuesto no podemos ganar algo sin pagar previamente

algn precio por ello y el precio en este caso es la distancia

que el pistn de trabajo recorre.

Si la fuerza alimenta cinco veces, la distancia disminuye cinco

vecesUno de los errores ms

corrientes al comprender

los sistemas hidrulicos es

la suposicin que a mayorpresin del cilindro de

accin, mayor velocidad

tendr el pistn de trabajo.


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Esto no es cierto. Normalmente, mas presin no hace que el

pistn se mueva ms rpido el aumento de la presin solo

aumenta la cantidad de fuerza por lo tanto el ajuste de la

vlvula de presin mxima nunca debe ser aumentado sobre las

presiones recomendadas por su fabricante.

La nica manera de aumentar la velocidad de cualquier pistn

es aumentando la proporcin al flujo.


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2.3 ENERGIA HIDRAULICA EN ACCIONLa presin puede existir y a menudo acontece sin flujo alguno.

La gravedad es una de las causas. Cuando la gravedad es la

nica fuerza presente el lquido buscar su propio nivel.

Lo que regularmente se llama succin de una bomba es enrealidad esta fuerza de gravedad empujando al aceite dentro de

una cmara que es vaciada continuamente por la accin rotativa

de la bomba. Esto nos lleva a

considerar otra forma de presin --la presin principal que pone el

lquido a trabajar en la forma que

llamamos energa hidrulica.


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Como vemos, cierta presin proviene de la fuerza de gravedad.

Pero la mayor parte de la presin proviene de la carga misma.

La corriente de lquido llega al pistn de trabajo que, obligado

por la carga, representa resistencia al flujo. La presin aumenta.

Si la fuerza que acta sobre elpistn es mayor que aquella

causada por el peso de la carga, el

pistn de trabajo ser obligado a

elevase dentro del cilindro y a la

vez elevar la carga. Esta vez el

flujo y la presin se han

combinado energa hidrulica en

accin.


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2.4 RESISTENCIA AL FLUJO - PERDIDAS PORFRICCIONEl lquido en movimiento crea ciertos efectos.

Cada conexin, cada vlvula,

cada abertura a travs de la

cual el lquido debe fluir, cada

doblez, cada pulgada de

manguera, crea una resistencia

al flujo (prdida de energa).Todos ellos consumen presin,

este consumo se manifiesta en

la forma de calor.


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Cualquier aumento en elflujo, la viscosidad del aceite

o gravedad especfica,

cualquier modificacin en el

tamao de las mangueras,cualquier cambio en tal

sentido tiene una tendencia a

aumentar las prdidas y el

calor.

Igualmente, a mayor flujo mayor resistencia o prdidas. En la

prctica, si usted instala una bomba hidrulica mayor que las

establecidas en las especificaciones agravar el problema en

lugar de resolverlo.


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4 LOS LIQUIDOS COMO UN MULTIPLICADOR DEFUERZA4.1 Sabemos que usamos una palanca para mover un objeto, elcual es demasiado pesado para moverlo a mano.


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Tenemos un peso de 100 libras que deseamos mover. El peso

est 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.


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Usando una ventaja mecnica de 25 a 1 tenemos que sacrificar

la distancia hacia arriba que el peso de 100 lbs que se va a

mover. Esta ser 1/25 de la distancia que el peso de 4 lbs. se

mover hacia abajo.


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4.2 Lquido usado como Multiplicador de Fuerza: Debido aque no es comprensible, un lquido llena todas las reas del

recipiente o circuito que lo contiene.

La presin ejercida en un fluido encerrado es trasmitida sin

disminuir en todas direcciones.


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Usando la frmula P=F/A, tenemos que la fuerza inicial de 4 lbs.

aplicada a una superficie de 1 pulg2 desarrolla una presin de 4

lbs/pulg2. En vista de que la presin es igual en cada pulg2 de

seccin se producir una fuerza de 100 lbs. en el cilindro que tiene

25pulg2 de rea; o sea. 4 libras por cada pulgada cuadrada x 25pulgadas cuadradas es igual a l00 lbs. de fuerza (F = P x A).


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Aplicando mas de 4 lbs/pulg2 y movimiento el pistn de

accionamiento hacia abajo una distancia total de 25", hemos

forzado 25 pulg3 de lquido fuera de este cilindro. Estas 25 pulg3

desplazadas, son forzadas bajo el pistn B, el cual tiene 25 pulg2

de superficie.De esta manera, se mueve una pulgada (25 pulg2 x 1pulg = 25 pulg3). La misma cantidad desplazada del cilindro A.


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DISEO DE UN SISTEMA HIDRAULICO

5.1 VENTAJAS DE UN SISTEMA HIDRAULICO

a) Menos complicados: Eliminan la necesidad de sistemascomplicados de engranajes y palancas

b) Menos fallas: Los lquidos no estn sometidos a fallas y los

componentes del sistema no tienen gran desgaste

e) Controlan fuerzas grandes: Controlan fcilmente.

d) Componentes pueden colocarse en forma remota: Puedentrasmitirse a distancias considerables con pequeas prdidas.


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5.2. COMPONENTES DE UN SISTEMA HIDRAULICO

5.2.1 TANQUE: Depsito de aceite para suministro delsistema hidrulico.

REQUERIMIENTOS:Capacidad adecuada, por lo

general sellado, pero no

siempre, debe mantenerse

limpio y debe tener suficienteresistencia.


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Se disean para evitar la recirculacin continua del mismo

lquido. Existen desviadores que constituyen una forma de

amortiguar la turbulencia. Adems, el aceite tiene tiempo de

refrescarse antes de retornar al sistema. Por otro lado, el tubo de

admisin de la bomba est bien debajo de la superficie deaceite, pero sobre el fondo del tanque.

De esta forma se reduce las

posibilidades de cavitacin

debidas a la falta de aceite ytambin se evita la admisin

de los sedimentos que se

depositan en el fondo.


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NOTA.- La suciedad es el

peor enemigo de los

componentes del sistema

hidrulico. Se debe tener

mucho cuidado para evitar

que penetre al sistema.

Asegrese antes que nada,

que el recipiente y el aceite

que use para llenar el tanqueestn limpios.O utilice una bomba de

llenado manual como el

mostrado.


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5.2.2 BOMBA HIDRAULICA: Es el corazn del sistemahidrulico. Su trabajo, si no nos falla la memoria, es crear flujo

y no presin.

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-lucin no puede variarse.


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VENTAJAS:-De desplazamiento positivo: El caudal es constante dentro de

una manera razonable sin importar la resistencia al flujo.

-Filtraciones pequeas: La disminucin en la cantidad de

descarga debida a filtraciones que vuelve a la admisin es

pequea.

-Compacta. La unidad es compacta.

DESVENTAJAS: Limitada a aplicaciones de baja presin,debido al desequilibrio hidrulica (Cualquier presin excesiva

que exista en la salida aplica una fuerza en los engranajes,

produciendo la deflexin del eje).


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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 direccin.

-De paletas rebajadas: La paletatiene un rebajo en el cual acta

el aceite a presin que junto

con la fuerza centrfuga mantiene

las paletas contra el anillo.


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-De paletas con resorte: Las paletas son mantenidas contra elanillo en el lado de descarga por los resortes, la fuerza

centrfuga y la presin de aceite detrs de la paleta.

-De inserto en las

paletas: La presindel aceite entre la

paleta y el extremo de

un inserto de acero

que se desplaza enuna ranura cortada en

la paleta ayudan a

mantener la Paleta

contra el anillo.


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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 hidrulico: La mayor parte de las bombas de

paletas son equilibradas hidrulicamente (Anote que las

salidas estn en lados opuestos, al igual que las entradas. Lasfuerzas que se oponen se equilibran entre ellas y reducen las

cargas en los cojinetes y la deflexin en e] eje)


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DESVENTAJAS:-Gran cantidad de partes: muchas partes mecnicas, costoelevado.

Ms difcil de mantener

que las bombas deengranajes: Pequeas

cantidades de materias

extraas causan desgaste

rpido, debido al roce delas paletas.


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5.2.3 FILTRO DE ACEITE: Dispositivos para separar laspartculas o slidos que se hayan en suspensin en el aceite. El

aceite puede filtrarse en cualquier punto del sistema.

En muchos sistemas hidrulicos, el aceite es filtrado antes de

que entre a la vlvula de control.Para hacer esto se requiere un

filtro ms o menos grande que

pueda soportarla presin total

de la lnea. Colocado el filtro

en la lnea de retorno tiene

tambin sus ventajas.


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Unas de las mayores es su habilidad de atrapar materiales queentran al sistema desde los cilindros. El sistema impedir que

entre suciedad a la bomba. Esto es verdad siempre que no se

agreguen materias extraas al

tanque.Cualquiera de los dos tipos de

filtro en las tuberas debe

equiparse con una vlvula de

derivacin.


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Unas de las mayores es su habilidad de atrapar materiales queentran al sistema desde los cilindros. El sistema impedir que

entre suciedad a la bomba. Esto es verdad siempre que no se

agreguen materias extraas al

tanque.Cualquiera de los dos tipos de

filtro en las tuberas debe

equiparse con una vlvula de

derivacin.


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5.2.4 VLVULA DE CONTROL O DIRECCIONAL:Consiste enun carrete con dos o ms bandas maquinadas quepuede moverse dentro de una perforacin o cuerpo de vlvula.

El juego entre las bandas de la vlvula de carrete y la

perforacin en el cuerpo de la vlvula es sumamente pequeoel ajuste de alta precisin de la vlvula al cuerpo, necesario para

impedir filtraciones a presin

alta requiere limpieza absoluta

para evitar desgastes prematuros.


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5.2.4 VLVULA DE CONTROL O DIRECCIONAL:Consiste enun carrete con dos o ms bandas maquinadas quepuede moverse dentro de una perforacin o cuerpo de vlvula.

El juego entre las bandas de la vlvula de carrete y la

perforacin en el cuerpo de la vlvula es sumamente pequeoel ajuste de alta precisin de la

vlvula al cuerpo, necesario

para impedir filtraciones a presin

alta requiere limpieza absoluta

para evitar desgastes prematuros.


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A fin de impedir distorsin del cuerpo de la vlvula yatascamientos es necesario dar el torque correcto a todos los

pernos al armar. Las vlvulas de control del tipo de carrete son

vlvulas deslizantes. Puesto que el carrete se mueve hacia

adelante y hacia atrs permite que el aceite fluya a travs de lavlvula o impida su flujo.


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A fin de impedir distorsin del cuerpo de la vlvula yatascamientos es necesario dar el torque correcto a todos los

pernos al armar. Las vlvulas de control del tipo de carrete son

vlvulas deslizantes. Puesto que el carrete se mueve hacia

adelante y hacia atrs permite que el aceite fluya a travs de lavlvula o impida su flujo.


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5.2.5 VALVULA DE PRESION MAXIMA O VALVULADE ALIVIO: Son vlvulas limitadoras y que no controlan lapresin actual de trabajo. Solamente la carga controla esta

presin - Recuerde que la bomba no produce presin. La

presin es el sistema hidrulico es el resultado de la restriccin

al flujo y la presin en cualquier momento depender de la

carga aplicada en el cilindro

hidrulico.


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6. LA BOMBA HIDRULICA

El uso de la fuerza para activar implementos y necesidad de

levantar la produccin a llevado a usar sistemas a mayor

presin y bombas de mayor capacidad.En un sistema hidrulico se usan las bombas de

desplazamiento positivo como las de engranajes, paletas o de

pistones. El uso de stas depende del rango de presiones del

sistema. Por ejemplo, los rangos donde trabajan sin afectar

negativamente su eficiencia volumtrica son:

-Bomba de engranajes : hasta 1000 psi.

-Bomba de paletas : hasta 2000 psi.

-Bomba de pistones : hasta 5000 psi.


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Sistemas Hidrulicos

Evidentemente el adelanto tcnico cambiar peridicamenteestos rangos.

Por otro lado estas bombas sern afectadas considerablemente si

no evitamos la accin del enemigo nmero uno del sistema

hidrulico, la suciedad. Cuando la bomba funciona en unsistema limpio, libre de aire y con el aceite adecuado, tendr una

larga vida.

Lgicamente, aparte de su desgaste normal debido a la friccin,

la bomba tambin puede fallar por diferentes causas ajenas a

este desgaste.

En todos los casos cuando una bomba falla, se determinar

primero la causa a fin de que no vuelva a ocurrir lo mismo en el

nuevo repuesto instalado.


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6.1 CAUSA DE PROBLEMAS EN LAS BOMBASHIDRAULICASLas fallas pueden ser diversas y ser difcil aislar la causainicial. Las podemos agrupar como sigue:

-Contaminacin por materias finas.-Contaminacin por materias gruesas

-Aereacin

-Cavitacin

-Falta de aceite

-Presin excesiva

-Tolerancia insuficiente

-Temperatura elevada del aceite

-Ensamble e instalacin incorrecta


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6.1.1 CONTAMINACION POR PARTICULS FINAS

El desgaste abrasivo causado por partculas finas es la ms

comn de las fallas de bombas.

La suciedad y otras materias extraas circulan a travs delsistema causando desgaste en todos los componentes

especialmente en las placas de presin, lumbreras del cuerpo y

en el rea 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 prdida de control de las paletas las cuales rebotan

causando rayaduras al anillo.


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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 rea de

llenado antes de abrir el tanque. Chequee el sello limpiador de

la varilla del cilindro si trabaja correctamente.


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6.1.2 CONTAMINACION POR MATERIAS GRUESAS

La presencia de estas materias resulta comnmente de fallas de

otros componentes en el sistema hidrulico o de un lavado

deficiente despus de una fallaanterior.Los daos por estas partculas pueden ocurrir en

cualquier momento y repentinamente dependiendo de la

cantidad y tamao de las partculas. Indicativo de estos

daos son las rayaduras en la superficie de las placas depresin, 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.


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Sistemas Hidrulicos

En la bomba de paletas se

observarn exceso de raspaduras

y ondulaciones en el anillo, las

partculas metlicas puedenllegar al extremo de atascar el

motor entre las placas torciendo

o rompiendo el eje.

De all la importancia del

cuidado que se debe tener con el

conjunto de filtrado y colador

magntico de partculas.


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6.1.3 AEREACION Y CAVITACION

La Aereacin y cavitacin son discutidos juntos debido a que

actan en forma muy semejante en el sistema. En ambos

casos, el vapor del aceite y las burbujas de aire en el aceitecausan daos en las bombas.

Este fenmeno se produce al comprimirse y

expandirse rpidamente las burbujas de vapor

de aire que se mezcla con el aceite.

La Aereacin se origina por el aire que entra al

sistema por conexiones flojas, por una pequea

fuga o por la agitacin del aceite en el tanque.


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La cavitacin se origina usualmente por la restriccin de la lnea

de succin de la bomba, creando vacos en el sistema.

La Aereacin y cavitacin erosiona o pica las placas de presin

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.


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Sistemas Hidrulicos

Se recomienda comprobar la

viscosidad del aceite, el

grado, que no produzca

espuma y el ajuste de lamxima presin.


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6.1.4 FALTA DE ACEITE

La falta de aceite puede causar una falla casi instantnea de la

bomba y puede ocurrir por: un bajo nivel de aceite en el tanque,

gran succin de aire por la lnea, funcionamiento en pendientesmuy inclinadas, suciedad o conexiones flojas, viscosidad del

aceite, etc.


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Los componentes de unabomba tomarn el color

azul rpidamente por el

recalentamiento.


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6.l.5 PRESION EXCESIVA

La sobre presin puede deberse a que la vlvula de alivio no

cumple su funcin. Esto produce grandes y repetidas vibraciones

de excesiva presin. O puede deberse a una regulacin muy alta

de la vlvula de alivio.


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Como consecuencia puede ocurrir la

rotura del eje o rajadura de la caja en

una bomba de engranajes.


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6.1.6 TOLERANCIAS INSUFICIENTES

Las luces deben ser las correctas,

de lo contrario se producirn fallas

a pocas horas de funcionamiento.


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6.1.6 TEMPERATURA ELEVADA DEL ACEITE

El calor excesivo pondr negro las placas de presin y

engranajes, y endurecer los anillos o sellos. Si el calor excesivo

es de corta duracin, una temperatura de ms de 300F es

suficiente para producir estos problemas.


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La temperatura elevada resultar de

una vlvula pegada o de una

vlvula de alivio regulada a muy

baja presin.


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6.1.7 ENSAMBLE E INSTALACIN INCORRECTA


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CONCLUSION

Las presiones altas imponen grandes esfuerzos a todos los

componentes del sistema hidrulico. Al mismo tiempo se

requiere aumentar la confiabilidad para tener operacionesseguras; por lo tanto, es esencial un cuidadoso mantenimiento

preventivo para reducir los perodos de fallas, extender la vida de

servicio, ciclos rpidos y lograr una operacin segura de la

mquina.

Son esenciales para el rendimiento adecuado de labomba hidrulica, aceite limpio del grado correcto,

cambio regulares de filtro y frecuentes inspecciones

de todos los componentes del sistema hidrulico.


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7. VALVULAS HIDRAULICASLas siguientes vlvulas hidrulicas las encontraremos en la

mayora de los sistemas hidrulicos.

7.1 VALVULA DE DIRECCIONSu propsito principal es el de bloquear o dirigir el flujo deaceite a un circuito determinado, podr ser para levantar o para

bajar la hoja topadora de un tractor Es tambin conocida como

vlvula carrete.

Puede ser de:

* Dos posiciones (Avance y retroceso).

* Tres posiciones (Levantar, sostener, bajar).

* Cuatro posiciones (levantar, sostener, bajar, flotante).


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7.2 VALVULA DE ALIVIO SIMPLESu propsito es limitar la presin mxima del sistema Esta

vlvula inicialmente es mantenida cerrada por la fuerza del

resorte. La presin del aceite acta' contra la cara de la vlvula.

Al elevarse la presin delaceite hasta un determina

do valor, suficiente para

vencer la fuerza del resor-

te, eleva la vlvula para

permitir que el aceite sea

dirigido al tanque.


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7.3 VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTOSu funcin es limitar la presin mxima. Protege al sistema

hidrulico de un aumento excesivo de presin debido a

sobrecargas o a lneas bloqueadas.

Esta vlvula esta com-puesta de una vlvula

pequea piloto y una

vlvula grande de des-

carga con un orificio.


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El aceite que acta contra la vlvula de descarga fluye al

mismo tiempo a travs del orificio para actuar, tambin contra

la vlvula piloto cuando la presin de aceite se eleva sobre la

presin mxima, inicialmente se abre la vlvula piloto por

tener un resorte pequeo se necesita una fuerza pequea para

hacerlo, o sea es ms sensible desviando una pequea cantidad

de aceite al tanque. Esto a la vez, crea el flujo por el agujero

de la vlvula grande de descarga. Se inicia el desequilibrio

hidrulico: fenmeno que ayuda a abrir completamente lavlvula de descarga desviando el aceite al tanque y no

permitiendo que la presin se eleve ms all de su valor

mximo.


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7.4 VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR UN PISTONSu funcin es limitar la presin mxima. Protege las lneas,

cilindros y vlvulas de sobre presiones producidas por fuerzas

externas en el cucharn de un cargador o la hoja topadora de un

tractor.


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Est compuesto por una vlvula, un resorte y un pistn

pequeo que acta contra la vlvula. El aceite a presin acta

directamente contra el pistn, como tiene una rea pequea

comparada con el rea de la vlvula se necesita poca fuerza

para moverlo. Al elevarse la presin el aceite mueve al pistn ysta a la vlvula descubrindose las lumbreras de descarga al

tanque. La vlvula tiene unos agujeros a su alrededor que

permiten una descarga gradual del aceite.


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7.5 VLVULA UNIDIRECCIONAL O VALVULACHECKSu funcin es controlar el flujo en una sola direccin. Esta

vlvula se encuentra en el flujo, de tal manera que el aceite

pasa por la vlvula. Tambin se le conoce como vlvula deretencin.


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7.6 VLVULA COMPENSADORAEsta vlvula permite tomar cl aceite directamente del tanque

para enviarlo al cilindro hidrulico. Para que realice esta

funcin se necesita que la presin del tanque sea mayor que la

presin de la lnea.Este efecto de succin

ocurre por ejemplo cuan-

do la hoja topadora de un

tractor est bajando.


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Al bajar el pistn se crea una depresin en el extremo de la

cabeza del cilindro hidrulico, depresin que acciona la

vlvula para agregar aceite del tanque al flujo que la bomba

enva al cilindro con

el nico propsito deaumentar la velocidad

de desplazamiento del

pistn hidrulico y por

ende de la hoja topadora.


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7.7 VALVULA CONTROL DE FLUJOEsta vlvula provee un predeterminado flujo a un circuito y

enva el exceso de flujo a otro circuito n al tanque. Un ejemplo

es el cilindro de inclinacin de la hoja topadora. Este cilindro

por ser ms pequeo que el cilindro de levantamiento, necesita

un volumen menor de aceite.

7.8 VALVULA DIVISORA DE FLUJO

Esta vlvula se usa para enviar igual cantidad de aceite a dosdispositivos. Como los frenos o los embragues direccionales

de un tractor. La divisin igual de flujo lo hacen dos cilindros

unidos entre s que tienen un agujero central,


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Este agujero crea el desequilibrio hidrulico, necesario para

deslizar el carrete hacia el lado de menor presin, posicin del

carrete que restringir el flujo y producir un aumento de

presin igual a la restriccincausada en el otro lado, por

la accin de los frenos o em-

bragues de direccin.


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7.9 VALVULA REDUCTORA DE PRESION OMODULADORAControla la presin cuando hay que reducirla para fines de

control de presin, como en servo transmisiones en donde el

orden de enganche de los embragues es determinado por lapresin que se aplica.


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Esta vlvula se encuentra colocada a travs del flujo.

Normalmente se abre y cierra slo lo suficiente para mantener

una presin correcta.

La vlvula tiene un resorte y es mantenido abierta por la

fuerza de este resorte.


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7.10 VALVULA DIFERENCIAL DE PRESIONSirve para restar una cantidad dada de presin utilizando un

resorte para compensar la diferencia.

El ajuste del resorte depende de los requerimientos del sistema.


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8 POSIBLES CAUSAS DE PROBLEMAS EN LASVALVULAS HIDRAULICAS

8.1 VLVULA DE DIRECCION O DE CARRETE

PROBLEMA: Mal funcionamiento de la hoja topadora ocucharn

Posibles Causas Correccin

Fugas entre carrete y cuer- Reemplace los componentes depo de la vlvula. daados.

Sellos desgastados. Reemplace.

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PROBLEMA: Atascamiento en el cilindro interior de lavlvula.

Posibles causas CorreccinMaterial extrao obstruyendo Lavar.

el carrete.

Ensamble y ajuste incorrecto Refirirase a la seccin

del cuerpo de la vlvula. de ajuste y torques.

Montaje sobre una cara que Reemplace.no es plana.

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8.2 VLVULA DE ALIVIO SIMPLEPROBLEMA: Presin baja.

Posibles causas Correccin

Resorte desgastado o roto. Reemplace.Asiento muy desgastado. Reemplace o reconstruya.

Material extrao obstruido Lavar o reconstruir.

debajo de la vlvula.

Lainas incorrectas. Ajustar

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PROBLEMA: Presin Alta.

Posibles causas CorreccinVlvula atascada. Cuerpo de la vlvula ladeado.

Lainas incorrectas. Ajustar.

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8.3 VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTOPROBLEMA: Regulacin alta de presin.


Excesivo nmero de Lainas. Remover y reajustar.Resorte incorrecto en la vl- Reemplace.

vula piloto

Excesivo flujo de la bomba. Coincida la vlvula con la

bomba.

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PROBLEMA: Regulacin baja de presinPosibles causas CorreccinInsuficiente nmero de Lainas. Agregue y reajuste.

Material extrao obstruido deba-

jo del asiento de la vlvula piloto. Desmonte y lave.Fugas desde la cmara de so- Reemplace los anillos.

brecarga.

Asiento de la vlvula piloto Reemplace.

desgastada.

Resorte de la vlvula piloto. Corregir y reemsamblar.vencido.

Vlvula de sobre carga mante- Desmonte y lave.

nida abierta por obstruccin.

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PROBLEMA: Operacin Incorrecta.

Posibles causas CorreccinVlvulas de sobre carga pegada. Chequear si hay distorsin

en el dimetro interior.

Chequear si hay material

extrao en el aceite.Vlvulas piloto desgastado. Reemplace.

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8.4 VLVULA COMPENSADORA

PROBLEMA: Mal funcionamiento de la hoja topadora o

cucharn.

Posibles causas CorreccinVlvula obstruida en posicin Lavar o reemplazar

abierta.

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PROBLEMA: La hoja no levanta.


Vlvula obstruida en posicin Lavar o reemplazar.abierta.

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8.5 VLVULA CONTROL DE FLUJO

PROBLEMA: No limita el flujo.

Posibles causas Correccin- Vlvula amarrada en el cuerpo. Lavar o reemplazar el

resorte incorrecto.

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PROBLEMA: Flujo demasiado bajo.


Resorte de la vlvula roto o Reemplace el resorte.desgastado.

Vlvula atrapada parcialmente Lavar reemplazar.

cerrada.

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8.6 VLVULA DIVISORA DE FLUJO

PROBLEMA: Presin de aceite bajo cuando uno de losfrenos se aplica, en cambio la presin es correcta cuando se

aplica ambos frenos.

.

Posibles causas CorreccinVlvula atascada en la posicin Lavar o reemplazar

central.

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PROBLEMA: La presinde aceite a uno de los frenos es alta.

Posibles causas CorreccinVlvula amarrada en uno de Lavar o reemplazar.los extremos del cuerpo.

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PROBLEMA: La presin de los frenos es baja.


Ajuste bajo de la vlvula de Remover y reajustar.alivio principal.

Ajuste bajo de la vlvula de Reemplace el resorte o

alivio de los frenos. reajustar.

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8.7 VLVULA DIFERENCIAL DE PRESION

PROBLEMA: El diferencial de presin es menor que la

especificada.

Posibles causas CorreccinResorte roto o incorrecto. Reemplace el resorte.

Fugas de aceite desde la cmara. Determine la causa de lafuga.

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PROBLEMA: El diferencial de presin es mayor que elespecificado.

Posibles causas Correccin Resorte incorrecto. Reemplace con el

correcto.Vlvula obstruida en posicin Reemplace el componente

abierta. si est daado.

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9. RECOMENDACIONES DE OPERACION YMANTENIMIENTO1. Usar aceite de las especificaciones y cantidad recomendada.

2. Calentar previamente el sistema hidrulico, antes de aplicarle

carga.3. Verificar las posibles fugas de aceite por mangueras,

cilindros, empaquetaduras, etc.

4. Ajustar en posicin correcta de trabajo el cucharn y su

indicador de ubicacin.

5. Para mejorar el ciclo de trabajo limitar la altura de

levantamiento del cucharn de acuerdo a las necesidades de

trabajo.

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6. Practicar el lavado del sistema hidrulico, de acuerdo a losmtodos recomendados.

7. Informar de cualquier anormalidad en el funcionamiento del

sistema hidrulico.

8. Verificar peridicamente o cuando se requiera, la mxima

presin del sistema usando instrumentos y personal

especializado.

9. Los implementos cuando no sean usados debern permanecer

apoyados en el suelo, y si fuera necesario levantarlos, debern

apoyarse en caballetes rgidos, la mquina bien estacionada y lapalanca de la transmisin trabada.

10. Si el aceite esta caliente, tenga cuidado al destapar el

depsito pues se encuentra a presin.

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11. Usar mangueras, terminales, etc., de resistencia garantizada

por el fabricante.

12. Siga las indicaciones de los Manuales de Mantenimientos

de cada mquina. En ellos encontrar los perodos de servicio,

de cambios, especificaciones de aceites, advertencias para laseguridad del personal y de operacin.

13. Recuerde que el enemigo nmero uno del Sistema

Hidrulico es la suciedad.

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10. ANLISIS DE PROBLEMAS EN EL SISTEMAHIDRULICOAl analizar el sistema hidrulico, recuerde que para obtener un

funcionamiento ptimo es necesario tener el flujo y la presin de

aceite correctos. El flujo de aceite depende de la entrega de labomba, la cual es funcin de la velocidad del motor. La presin

del aceite es una consecuencia de restriccin en el flujo del

aceite.

En todos los casos, se deben hacer primero inspeccionesvisuales. Procede luego a las pruebas operacionales. y despus a

las pruebas con instrumentos.

En estas pruebas se determinar lo siguiente:

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1. Presin de abertura de las vlvulas de alivio: principal y delcircuito de inclinacin. Una baja presin de alivio reduce las

capacidades de levantamiento y excavacin de la mquina. Si

las presiones de abertura son demasiado altas pueden reducir la

duracin de las mangueras, bomba y de los otros componentes.2. Cantidad de desplazamiento en los circuitos de

levantamiento e inclinacin. 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 vlvulas de control,

debido a vlvulas de retencin o de compensacin mal

asentadas y a holguras excesivas entre el carrete y la

perforacin de la vlvula.

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Sistemas Hidrulicos

3. Tiempos de ciclo de los circuitos de levantamiento e

inclinacin. Si los tiempos de ciclo de los circuitos son

excesivos, ser seal de que hay filtraciones, desgaste en la

bomba y reduccin en la velocidad de la bomba.

El anlisis de una falla ser ms fcil y la conclusin ms

acertada si se recuerdan los fundamentos del sistema hidrulico.

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10.1 INSPECCION VISUALUna inspeccin visual del sistema con el motor parado debe serel primer paso al tratar de ubicar un problema. Lleve a cabo las

siguientes inspecciones con el cucharn 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 sangra

cuando est aflojando la tapa, permita que se descargue la

presin del tanque antes de quitar la tapa de llenado.

2. Quite los elementos filtrantes y compruebe que no hayamaterial extrao. Un imn separar los materiales metlicos

ferrosos de los materiales metlicos no ferrosos y los materiales

de sellado no metlicos anillos de pistn, sellos de anillo O, etc.)

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Inspeccione todos los conductos y conexiones en busca de

daos o filtraciones.

10.2 PRUEBAS OPERACIONALES

La prueba operacional del sistema ser til al ubicar posibles

filtraciones internas, fallas en las vlvulas o en la bomba. La

velocidad del funcionamiento de un cilindro puede utilizarse

para comprobar la bomba y los cilindrosLevante, baje, incline hacia adelante y hacia atrs varias veces

el cucharn.

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1. Observe la extensin y retraccin de los cilindros en busca

de movimientos errticos.

2. Escuche si hace ruido la bomba.

3. Escuche el funcionamiento de la vlvula de alivio. Las

vlvulas de alivio no se deben abrir excepto cuando se trae oextiende plenamente un cilindro, cuando el cucharn est

vaco.

4. Observe el funcionamiento del ubicador del cucharn y del

desenganche del levantamiento.

Pruebe e inspeccione el ajuste de cualquier lugar donde sea

evidente o se sospeche un funcionamiento incorrecto.

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10.3 PRUEBAS CON INSTRUMENTOS

Estas pruebas se realizan utilizando equipo de pruebahidrulico de evaluacin cuyos resultados determinan el

estado y condicin de los elementos del sistema hidrulico

tales como bomba, vlvulas y cilindros.

Es importante recalcar que esta prueba debe hacerse con

personal especializado y capacitado para la correctainterpretacin de las lecturas aplicndolas para un diagnstico

conecto del estado del sistema hidrulica.

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Sistemas Hidrulicos

LAVADO DE SISTEMAS HIDRAULICOSCONTAMINADOSComo parte de cada trabajo de servicio hidrulico se debe

remover todo el material extrao del sistema. Cualquier materia

extraa que no se elimine ser una causa posible de una

siguiente falla.

LAVADO: es el procedimiento que utiliza aceite limpio paralavar (cambiar) todo el aceite sucio del sistema; VACIAR: elaceite solamente deja un poco de aceite sucio en los cilindros y

otras cmaras no accesibles. CIRCULAR: el aceite limpiomueve la suciedad y aceite sucio, hacia el depsito donde se

puede vacan

Hay tres formas de limpiar el sistema hidrulico:

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Sistemas Hidrulicos

NO LAVADO : Vaciar, instalar nuevo elemento defiltro, llenar con aceite limpio.

LAVADO GENERAL : Mtodo 1LAVADO GENERAL : Mtodo 2

Se debe elegir la forma que le asegure un trabajo satisfactoriode 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); adems ver que no haya

prdidas o remocin de metal que pueda circular por el sistema.

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El mtodo 1 se utiliza cuando las reparaciones se hacen antesde una falla completa o antes que las partculas de metal hayan

circulado por el sistema, tambin cuando el dao de los

componentes fue hecho por partcula.

El mtodo 2 se usa despus de cualquier falla de la bomba olos componentes cuando se hayan desprendido partculasmetlicas grandes y hayan circulado por el sistema.

Metodo de Lavado 1


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Metodo de Lavado 1


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Metodo de Lavado 2


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