CILINDRO HIDRÁULICO

CILINDRO HIDRÁULICO

Si está aquí, es para encontrar una respuesta a una pregunta que parece simple en la superficie: “¿Qué es un cilindro hidráulico?”. Pero antes de ir directamente al meollo del asunto, rompamos enseguida una idea preconcebida: no, un cilindro en la industria hidráulica no funciona con agua sino con fluidos como el aceite.

¿Y sabes cuál es la diferencia entre un cilindro hidráulico y un cilindro neumático? El neumático comprimirá aire mientras que el hidráulico comprimirá aceite.

Esto explica por qué los materiales utilizados son diferentes. ¿Por qué? Porque el aire contiene humedad y puede oxidar ciertos metales y porque el aceite tiene un poder lubricante mientras que el aire no. Y sobre todo porque las presiones que se ejercen son muy diferentes, en torno a 8 Bar para el aire y hasta 350 Bar para nuestros cilindros hidráulicos e incluso 1000 Bar en algunos casos muy especiales (¡para que os hagáis una idea, el aire que nos rodea ejerce una presión que no supere los 2 Bar!).

¿Qué es un cilindro hidráulico?

Los cilindros hidráulicos son actuadores lineales. Sus salidas son en movimiento rectilíneo o en vigor. Dos de los tipos más comunes son los cilindros hidráulicos de acción simple y los cilindros hidráulicos de acción doble.

Los cilindros hidráulicos se utilizan normalmente para maquinaria de construcción, maquinaria industrial pesada (como excavadoras), grúas y tractores, pero también se pueden utilizar en sistemas de construcción y demolición, sistemas neumáticos y eléctricos.

Un cilindro hidráulico es un sistema de bombeo de aceite. El aceite presurizado se bombea a través del cuerpo del cilindro para su uso en la máquina.

Composición de cilindros hidráulicos y sistema hidráulico.

El principio de funcionamiento de los cilindros hidráulicos y los sistemas hidráulicos es muy simple, la energía cinética se transfiere a energía mecánica a través del aceite hidráulico medio. Pero sus componentes son bastante complejos, ¿sabes de qué partes están hechos?

La composición del cilindro hidráulico.

El cilindro hidráulico se compone principalmente de cilindro, vástago de pistón, pistón, culata, cola de cilindro, sellos, accesorios, etc. Entre ellos, el cilindro, el vástago del pistón y el pistón se denominan las tres partes principales del cilindro de aceite.

La precisión de mecanizado de los cilindros hidráulicos depende del nivel del equipo, la tecnología de producción y los métodos de prueba. El vástago del pistón de los cilindros hidráulicos debe templarse, templarse y enderezarse antes del mecanizado. El espesor del revestimiento del vástago del pistón no suele ser inferior a 0,03 mm.

El mecanizado del pistón debe realizarse respetando estrictamente la tolerancia de dimensión de la ranura indicada en el manual del sello.

Con el fin de ahorrar costos, muchos fabricantes ya no templan ni templan el vástago del pistón, el recubrimiento del vástago no es suficiente y no se puede lograr la suavidad del cuerpo del cilindro. El manguito guía debe ser de cobre en lugar de hierro dúctil. Aunque se reduce el costo, la calidad del cilindro hidráulico no es satisfactoria.

Antes de utilizar el cilindro hidráulico, es necesario comprobar si todas las piezas son normales. Al usarlo, debe seguir estrictamente las normas en los parámetros principales y evitar sobrecargas muy altas. De lo contrario, cuando la altura de elevación o el tonelaje de elevación superen las normas, se producirán fugas graves de aceite en la parte superior del cilindro.

Si la cantidad de aceite en el cuerpo de la bomba manual es insuficiente, es necesario agregar aceite hidráulico completamente filtrado al cilindro hidráulico antes de que pueda funcionar.

El centro de gravedad del objeto pesado debe seleccionarse moderadamente, el punto focal del cilindro hidráulico debe seleccionarse razonablemente, la superficie inferior debe estar nivelada y las condiciones del suelo blando y duro deben tenerse en cuenta, si se va a realizar. forrado con madera dura, y si la colocación debe ser estable, para evitar que la carga se hunda o vuelque.

Después de que el cilindro hidráulico levante el objeto pesado, el soporte debe usarse para sostener el objeto pesado a tiempo. Está prohibido utilizar el gato como soporte.

Si necesita soportar objetos pesados ​​durante mucho tiempo, elija el gato hidráulico de suelo autoblocante CLL. Cuando es necesario levantar varios cilindros hidráulicos al mismo tiempo, además de la colocación correcta de los cilindros, se debe usar una válvula desviadora de múltiples picos, se debe equilibrar la carga de cada cilindro y se debe prestar atención a mantener la velocidad de elevación sincronizada.

También es necesario tener en cuenta la situación en la que el suelo puede combarse debido a un peso desigual, para evitar el riesgo de volcar el peso levantado.

Cuando use el gato hidráulico, primero conecte el conector rápido de la bomba manual al gato, luego seleccione la posición y apriete el tornillo de drenaje de aceite en la bomba de aceite para que funcione.

Si el vástago del pistón está hacia abajo, afloje ligeramente el volante de la bomba de aceite manual en sentido contrario a las agujas del reloj, el cilindro se descarga y el vástago del pistón desciende gradualmente. De lo contrario, será peligroso descender demasiado rápido.

El principio de funcionamiento de los cilindros hidráulicos es casi todo similar. Al presurizar manualmente la varilla, el aceite hidráulico ingresa al cilindro hidráulico a través de una sola válvula. En este momento, el aceite hidráulico que ingresa al cilindro hidráulico ya no se puede invertir debido a la válvula única, lo que fuerza la varilla del cilindro hacia arriba.

Luego, el trabajo continúa para que el aceite hidráulico continúe ingresando al cilindro hidráulico y la varilla del cilindro continúe subiendo. Si desea retraer la varilla del cilindro, abra la válvula hidráulica para devolver el aceite hidráulico al tanque. Este es el principio de funcionamiento más simple, y los demás se mejoran sobre esta base.

La estructura de todos los cilindros hidráulicos es similar y se compone principalmente de las siguientes partes: cuerpo del cilindro y culata, pistón y vástago del pistón, dispositivo de sellado, dispositivo de amortiguación, dispositivo de escape, etc.

La composición del sistema hidráulico.

El cilindro hidráulico es un sistema de transmisión hidráulica típico. Consiste en una palanca, un cuerpo de bomba y un pequeño pistón para formar una bomba de pistón manual. Es el elemento de potencia del cilindro hidráulico. El pistón grande y el bloque de cilindros forman el cilindro hidráulico, que es el actuador del cilindro hidráulico.

Las válvulas de retención y las válvulas de globo son los elementos de control de los cilindros hidráulicos. Las líneas de aceite y los depósitos de aceite son componentes auxiliares de los cilindros hidráulicos. El fluido de trabajo del cilindro hidráulico es aceite hidráulico.

El sistema de transmisión hidráulica generalmente se compone de cinco partes.

1. Componentes de potencia

Se refiere a varias bombas hidráulicas. Su función es convertir la energía mecánica del motor principal (motor) en energía de presión del aceite hidráulico, que es la fuente de energía del sistema hidráulico.

2. Actuador

Se refiere a varios cilindros hidráulicos o motores hidráulicos. Su función es convertir la energía de la presión del aceite hidráulico en energía mecánica para lograr un movimiento lineal alternativo, oscilación o rotación continua.

3. Componentes de control

Se refiere a varios tipos de válvulas de control. Su función es cambiar la presión, el flujo y la dirección del flujo del sistema de transmisión hidráulica, controlando así la potencia, la velocidad y la dirección del actuador.

4. Componentes auxiliares

Se refiere a tanques de combustible, mangueras de combustible, juntas de mangueras, filtros de combustible, sellos, etc. Su función es almacenar, transportar, purificar y sellar aceite hidráulico, etc., y tiene efecto de disipación de calor.

5. Lugar de trabajo

Se refiere a varios aceites hidráulicos. Su función es transmitir energía en el sistema de transmisión hidráulica. El aceite hidráulico no solo transmite energía de manera eficiente, sino que también funciona como lubricante y disipador de calor. La selección de un aceite hidráulico adecuado es la premisa para asegurar el normal funcionamiento del sistema hidráulico. El aceite hidráulico es la variedad más grande y más utilizada de aceites lubricantes industriales. En cualquier sistema hidráulico, el aceite hidráulico es un componente vital.

¿Qué es un cilindro hidráulico de simple efecto?

Como sugiere su nombre, un cilindro de simple efecto está diseñado para realizar una acción simple: crear una acción mecánica y realizar un movimiento en una dirección (generalmente empujar, a veces tirar). Una vez realizado el movimiento, el cilindro vuelve a su posición inicial por efecto del peso.

Esta acción puede repetirse tantas veces como sea necesario. Y para proteger el cilindro, generalmente se usa una válvula de alivio de presión. En cuanto a las válvulas, se utilizan para regular el caudal o bloquear el cilindro en caso de rotura de manguera.

Y en cuanto a las descripciones más técnicas del cilindro hidráulico de simple efecto, hablamos de ello con más detalle en nuestro blog. Pero recuerda que la presión mínima de funcionamiento es de 20 bar y máxima de 200 bar (y hasta 350 bar bajo pedido).

El cilindro hidráulico puede tener uno o dos pistones, pero la mayoría tienen un solo pistón, por lo tanto, de simple efecto. La última figura muestra un cilindro hidráulico de simple efecto. La carcasa exterior tubular es el cuerpo del cilindro hidráulico.

Dentro del cuerpo del cilindro hidráulico se encuentran el pistón, el sello del pistón y la varilla. Diámetro se refiere al diámetro interior del cuerpo del cilindro hidráulico. El lado inferior (a veces llamado el extremo ciego) se refiere al extremo del pistón del cilindro hidráulico. El lado de la barra se refiere al extremo desde el cual la barra se extiende y se retrae.

¿Qué es un cilindro hidráulico de doble efecto?

Contrariamente a lo que pudiera pensarse, el cilindro de doble efecto no duplica la presión mínima de trabajo. No, está diseñado para producir dos movimientos. Un pistón permite crear un movimiento de avance y un movimiento de retorno.

Y para que este movimiento pueda realizarse en ambos sentidos, la presión y el caudal se ejercen a través de dos orificios de alimentación que alimentan alternativamente cada cámara del cilindro hidráulico. Así es como el vástago se mueve hacia adentro o hacia afuera dependiendo de la presión y el flujo disponible.

Y en cuanto a las descripciones más técnicas del cilindro hidráulico de doble efecto, hablamos de ello con más detalle en nuestro blog. Pero recuerde que la presión mínima de funcionamiento es la misma que la de un cilindro de simple efecto.

Operación de elevación vertical y retorno por gravedad

El cilindro hidráulico de simple efecto se usa a menudo para operaciones de elevación vertical y retorno por gravedad, como se muestra en la última figura. El distribuidor dirige el aceite al lado inferior del cilindro hidráulico.

La presión del aceite actúa sobre el pistón para extender la varilla y levantar la carga. La fuerza de gravedad que actúa sobre la carga se utiliza para retraer la varilla y bajar la carga.

Sección transversal de un cilindro hidráulico

El diámetro interior del cilindro hidráulico se refiere al diámetro interior del cilindro hidráulico. Un cilindro con un diámetro interior grande crea un mayor volumen por unidad de longitud que un cilindro con un diámetro interior pequeño.

El cilindro con un diámetro interior grande requiere más aceite para mover el pistón la misma distancia que el cilindro con un diámetro interior pequeño. Por lo tanto, para un flujo dado, un cilindro con un diámetro interior grande se mueve más lentamente que un cilindro con un diámetro interior pequeño.

La sección transversal de un cilindro es el área de la sección transversal del pistón y el sello del pistón sobre el que empuja el aceite. Dado que un extremo de la varilla está unido al pistón (lado de la cabeza) y el extremo opuesto se extiende fuera del cilindro (lado de la varilla), la sección transversal del lado de la varilla es menor que la sección transversal del lado de la cabeza.

El aceite no puede empujar contra la superficie del pistón que está cubierta por la varilla. El volumen de aceite requerido para llenar el lado del vástago del cilindro es menor que el volumen de aceite requerido para llenar el lado inferior del cilindro. Por lo tanto, para un flujo dado, la varilla se retrae (varilla adentro) más rápido que cuando se extiende (varilla afuera).

Sellos de cilindros hidráulicos

Los sellos se utilizan en varios lugares del cilindro hidráulico, como se muestra en la última figura. El sello del pistón se usa entre el pistón y la pared del cilindro. El diseño es tal que la presión del aceite fuerza el sello contra la pared del cilindro hidráulico, por lo que cuanto mayor sea la presión, mayor será la fuerza de sellado.

La junta tórica evita que el aceite se escape entre la abrazadera de la empaquetadura del vástago y la pared del cilindro. La junta de varilla en forma de “U”; o el sello en forma de media luna evita que el aceite se escape entre la varilla y la abrazadera de la empaquetadura de la varilla y raspa el aceite de la varilla cuando sale del cilindro.

El sello limpiador está instalado en el cilindro y evita que la suciedad (polvo) o la gravilla (arena) entren en el cilindro mientras el vástago del cilindro se está retrayendo. Las juntas están hechas de poliuretano, nitrilo o vitón. Se debe verificar que el material sea compatible con el fluido utilizado y las condiciones de operación.

Cilindros hidráulicos equipados con amortiguadores

La última figura muestra un cilindro hidráulico equipado con amortiguadores. Cuando un gato en movimiento llega al final de su carrera, la sacudida resultante se denomina «cargas de choque».

Cuando los cilindros están sujetos a cargas de impacto, se utilizan amortiguadores para minimizar el efecto. A medida que el pistón se acerca a su carrera completa (final de carrera), el amortiguador se mueve hacia el conducto de aceite de retorno y restringe el flujo de aceite de retorno desde el cilindro.

La restricción hace que aumente la presión del aceite de retorno entre el conducto de aceite de retorno y el pistón. El aumento de la presión del aceite proporciona un «efecto de amortiguación» que reduce la velocidad del pistón y minimiza el impacto que se produce al final de la carrera.

Algunos cilindros pueden requerir un amortiguador solo en el lado inferior, algunos pueden requerir solo uno en el lado de la varilla, mientras que otros pueden requerir dos amortiguadores (uno a cada lado del cilindro hidráulico).

¿Cómo elegir el cilindro hidráulico adecuado?

Hay dos factores principales a considerar al elegir un cilindro hidráulico: la presión del aceite y el tipo de aceite. El cilindro debe elegirse de acuerdo con la presión de aceite que debe mover. La presión del cilindro hidráulico se mide en libras por pulgada cuadrada (psi) o libras por pulgada cuadrada (psi).

Los cilindros de carrera generalmente tienen una presión de aceite más alta que otros tipos de cilindros hidráulicos. Los cilindros hidráulicos de alta presión generalmente tienen una presión de aceite más alta que otros tipos de cilindros hidráulicos. Los cilindros hidráulicos de baja presión generalmente tienen una presión de aceite más baja que otros tipos de cilindros hidráulicos.

Recuerda:

Básicamente, es simplemente un actuador que crea un movimiento lineal mecánico para transmitir fuerza y lograr un desplazamiento de presión.

Se encuentran con mayor frecuencia en equipos agrícolas, maquinaria de construcción, carrocerías industriales, la industria marítima e incluso maquinaria industrial.

Y entre todos estos cilindros, encontramos el cilindro de simple efecto, el de doble efecto y el telescópico, cada uno de los cuales tiene un dimensionamiento diferente y, por lo tanto, la velocidad y la fuerza varían.