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Aceites Hidraulicos Shell

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BOMBAS HIDRAULICAS Y ACEITES EMPLEADOS SEGUN FABRIANTE (SHELL).

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Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Contenido

Principios de hidráulica

Hidrostática Elemental

Circuito hidráulico simple

Fluídos hidráulicos

Bombas

Clasificación y tipos de bombas

Actuadores hidráulicos

Motores hidráulicos

Válvulas

Depósitos

Ventajas de los sitemas hidráulicos

Resumen

Resumen esquemático de fallas en sistemashidráulicos

Transmisión automática

Fluido para transmisiones automáticas

Resumen

Sección Uno

Sección Dos

Sección Tres

Fluidos hidráulicos

Funciones de los fluidos hidráulicos

Propiedades requeridas por los fluidos hidráulicos

Selección de un fluido hidráulico

Clasificación de aceites hidráulicos minerales

Fluidos hidráulicos ininflamables

Clasificación de aceites fluidos resistentes al fuego

Mantenimiento del fluido

Especificaciones de los fluidos hidráulicos

Pruebas para los fluidos hidráulicos

Averías en los mandos hidráulicos

Limpieza de sistemas hidráulicos y fluidos delubricación

Estandares de limpieza

Método de extensión de la vida

Selección nivel de limpieza

Niveles de contaminación

Construcción de los filtros tipo V-Pack

Como conseguir un nivel de limpieza determinado

Grados de filtración y de filtros

Limites de correlación entre "Beta" y sistemas delimpieza y "Capacidad de suciedad" y vida de servicio

Cambios estructurales del filtro por el flujo o la presión

Montaje de los filtros según nivel de limpieza requerido

Montajes y ubicación de los componentes para controlde contaminación

Mantenimiento de los sistemas de limpieza

Indicadores de condición de fliltro

Como seleccionar el filtro de la medida correcta

Lavado de sistemas nuevos ó reconstruídos

Vida de servicios del elemento

Monitoreo y confirmación del logro del nivele de limpieza

Mantenimiento proáctivo

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Explicar la aplicación de la ley dePascal en la operación de sistemashidráulicos.

Describir los principales tipos debombas usados en sistemashidráulicos.

El término hidráulica se usó originalmente parareferirse a cualquier aplicación en ingeniería, delas propiedades de los líquidos y especialmentedel agua. Hoy en día la palabra generalmente serefiere al uso de líquidos para la transmisión deenergía.

La operación básica de un sistema hidráulico estáilustrada en el diagrama a continuación que mues-tra un gato simple. En este aparato, el pistón deuna bomba pequeña es usado para hacer presiónsobre un líquido, la presión es transmitida a travésdel líquido que llena el sistema a un cilindro en elcual un pistón más grande tiene una carga. A me-dida que la fuerza en el pistón pequeño aumenta,la presión se incrementa hasta ser mayor que lade la carga.

Sección UnoLos sistemas hidráulicos son muy usados en laindustria para la transmisión y el control de poten-cia. Estos se comparan con sistemas eléctricosy mecánicos pero tienen la ventaja de ser com-pactos, confiables y buenos para multiplicar la fuer-za. La primera sección de este Módulo pretendedarle a Usted un conocimiento de los principiosbásicos de hidráulica y describe los componentesmás importantes de un sistema.

Cuando usted halla estudiado la información clavede esta sección, usted podrá:

Explicar el significado del términohidráulico.

Describir un gato hidráulico simple yexplicar cómo trabaja.

Especificar los principalescomponentes requeridos en un sistemahidráulico, describir sus funciones yexplicar como trabajan.

Enumerar las ventajas que lossistemas hidráulicos tienen sobre losmétodos de transmisión de potenciaeléctricos y mecánicos.

Demostrar la versatilidad de sistemashidráulicos por medio de ejemplos.

Diferenciar entre los términos hidráulica, hi-drostática, hidrodinámica e hidrocinética. Bomba Cilindro

Carga

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Un aspecto crucial del anterior sistema es que con-vierte una fuerza pequeña en una mucho mayor.La fuerza aplicada al pistón pequeño es amplifica-da por el pistón más grande según su relación detamaños.

Por ejemplo, una fuerza de 10 Newtons aplicada aun pistón con un área de 1 cm2, producirá una fuer-za total de 1000 Newtons sobre un pistón de 100cm2.

las sin retorno para dirigir el flujo del fluido y con-trolar el movimiento hacia arriba de la carga, y unaválvula de seguridad de presión para descargar lapresión y controlar el movimiento hacia abajo.

En este sistema, entre más rápido se trabaje labomba, más rápido se levantará la carga una vezse haya acumulado suficiente presión en el siste-ma.

La velocidad de movimiento de la carga dependedel volumen de fluido alimentado al cilindro.

El aparato hidráulico simple mostrado, debe sermodificado para producir un sistema en el cual seaposible controlar la dirección del movimiento, suvelocidad y la fuerza transmitida.

Un sistema operativo puede lograrse introducien-do un depósito de fluido para el sistema, dos válvu-

Sistema hidraúlico práctico

Bomba Válvula dePresión

Depósito

VálvulaAntiretorno

Carga

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HIDROSTATICA ELEMENTAL

La hidráulica es una rama del área de la mecánicade fluidos que estudia el comportamiento de flui-dos estáticos y móviles. La mecánica de fluidosestáticos se llama HIDROSTATICA. Cuando elsistema es accionado por una fuerza aplicada aun líquido contenido en un recipiente cerrado se ledenomina SISTEMA HIDROSTATICO. Siendo lapresión la fuerza aplicada por unidad de superficie.Mientras que el estudio de los fluidos en movimientose llama HIDRODINAMICA, un sistema hidráulicoque utiliza el impacto o energía cinética del líquidopara transmitir energía se llama: SISTEMAHIDRODINAMICO o HIDROCINETICO.

En los sistemas hidráulicos que vamos a estudiar,la energía se transfiere por la transmisión de pre-sión a través de un fluido. La velocidad a la cual semueve el fluído es pequeña por lo cual los siste-mas se pueden considerar hidrostáticos. (en sis-temas hidrodinámicos verdaderos, la energía estransmitida por el movimiento de un fluido. Un ejem-plo simple es la rueda hidráulica, Sistemashidrodinámicos también pueden describirse comohidrocinéticos).

Bomba

Carga

Máquinas hidráulicas tales como el gato simpledescrito anteriormente, funcionan porque los líqui-dos poseen dos propiedades básicas, son más oprincipio se llama la Ley de Pascal.

Cuando una fuerza F se aplica a un fluido encerra-do, por medio de una superficie con área A se creauna presión P en el fluido.

La fuerza, el área y la presión se relacionan con laexpresión: P=F/ A

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Ya que, según la Ley de Pascal, la presión actúaigual y simultáneamente en todas las direcciones,el tamaño y la forma del

contenedor no importan.

Eso significa que una pequeña carga sobre un áreapequeña puede soportar una carga mayor sobreun área mayor. Por ejemplo, una fuerza (F1) de 10Newtons aplicada a un área (A1) de 1 cm2 creauna presión P de:

P=F1 / A1= 10N / 1cm2=10N / cm2= 10 bar

Esta presión aplicada a un área (A2) de

100 cm2, produce una fuerza (F2) de:

F2= PXA2 o 10 bar x 100 cm2 o 1000 Newtons.

La multiplicación de fuerza no es una cuestión deobtener algo por nada. El pistón grande se muevesolamente por la acción del líquido desplazado porel pistón pequeño, lo que hace que la distanciaque recorre cada pistón sea inversamente propor-cional a su superficie. Lo que se gana en fuerza sepierde en distancia o velocidad.

Fuerza, F1

Area, A

PresiónPresión

Fuerza, F2

Area, A Area, A 22

10kg 1000kg

Area, A

p = FA

- - - -

2. 10 pulgadas cúbicas de líquidomoverán sólamente 1 pulgadaal pistón grande(10 pulg. cuadradas x 1 pulg. = 10 pul. cúbicas)10 pulg.2

10 #

10 pulg.

3. La energía transferida aquí es igual a 10 libras x 10 pulgadas o 100 pulg. libras

4. La energía transferida aquí también es 100 pulg. libras (1 pulg x 100 libras = 100 pulg.100 pulg. libras)

- - - - - - - -

100 #

10 pulg.2

1. Moviendo un pequeño pistón de 10 pulgadas desplazará10 pulgadas cúbicas de líquido(1 pulg. cuadrada x 10 pulg = 10 pulgadas cúbicas)

10 pulg.

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CIRCUITO HIDRAULICO SIMPLE

Actuador Hidráulico

Válvula de Control

Bomba

Válvula de Seguridad

Depósito

Carga

Los sistemas hidráulicos no son unafuente de potencia. La fuente de po-tencia es un motor eléctrico u otro tipode motor que acciona la bomba.

En la práctica, la mayoría de los sis-temas hidráulicos tienen más refina-mientos.

Estel diagrama es un sistema típico

Una bomba operada continuamente,generalmente por un motor eléctrico,succiona fluido del depósito.

El fluido es alimentado a un actuadoro motor hidráulico a través de una lí-nea de presión, el fluido opera el equi-po para el cual está diseñado el siste-ma hidráulico. En el diagrama elactuador es simplemente un cilindroque contiene un pistón móvil. Una vál-vula de control dirige el fluido a un ladodel pistón hasta que, al final de su ca-rrera, la válvula cambia de posición ydirige el fluido al otro lado del pistón.

La velocidad del movimiento del pistónse puede controlar incluyendo un re-gulador en el circuito para regular lavelocidad de flujo al cilindro.

El fluido desplazado por el actuador, a

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medida que el pistón se mueve, es devuelto al de-pósito.

Un sistema de escape esta incluido en el circuitopara proteger el sistema. Este opera una válvulaque se abre para descargar cualquier presión ex-cesiva que pueda acumularse en el sistema. Estopermite que la bomba se mantenga funcionandocuando el actuador hidráulico no está siendo usa-do, en vez de apagar y prender el sistema conti-nuamente.

Un filtro adecuado es siempre incluido en el circui-to hidráulico para remover impurezas sólidas en elfluido.

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FLUIDOS HIDRAULICOS

El componente más importante de cualquier siste-ma hidráulico es el fluido que contiene.

Los primeros equipos hidráulicos utilizaban agua,la cual es aún usada como medio en algunos sis-temas muy grandes como esclusas, donde el lí-quido puede ser desechado una vez usado. Flui-dos a base de agua son también usados para ope-rar equipos hidráulicos en lugares como fundicio-nes y minas de carbón donde existe riesgo de in-cendio.

Sin embargo, la mayoría de los fluidos hidráulicosusados hoy en día están basados en aceites mi-nerales. Los aceites minerales satisfacen el re-quisito primario de un fluido hidráulico; La habili-dad de transmitir presión bajo un rango amplio detemperatura. Además, tienen la gran ventaja quepueden lubricar las partes móviles del circuito hi-dráulico y protegerlas contra la corrosión. Sin em-bargo, los aceites minerales puros no pueden lle-var a cabo adecuadamente todas las funcionesrequeridas en un fluido hidráulico. Por lo tanto, lamayoría de éstos contienen aditivos apropiadospara reforzar sus propiedades.

Las propiedades requeridas en fluidos hidráulicosy la naturaleza de los aditivos que contienen, sediscuten con más detalle en la segunda secciónde éste módulo.

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BOMBAS

Todo sistema hidráulico incluye una bomba. Su fun-ción consiste en transformar la energía mecánicaen energía hidráulica, impulsando el fluido hidráuli-co en el sistema.

Características de las bombas

Las bombas se clasifican normalmente por su pre-sión máxima de funcionamiento y por su caudalde salida en litros/minuto ó galones/minuto a unavelocidad de rotación determinada.

Valores nominales de la presión

El fabricante determina la presión nominal y estábasada en una duración razonable en condicionesde funcionamiento determinadas. Es importanteanotar que no hay un factor de seguridad normali-zado correspondiente a esta estimación. Trabajan-do a presiones mayores se puede reducir la dura-ción de la bomba, causar daños serios y ocasio-nar fallas.

Desplazamiento

Es el volumen de líquido transferido en una revolu-ción, es igual al volumen de una cámara multipli-cada por el número de cámaras que pasan por elorificio de salida durante una revolución de la bom-ba.

El desplazamiento se expresa en centímetros cú-

bicos por revolución. La mayoría de las bombastienen un desplazamiento fijo que sólo puedemodificarse sustituyendo ciertos componentes.

En algunas bombas es posible variar las dimen-siones de la cámara de bombeo por medio de con-troles externos, variando así su desplazamiento.En ciertas bombas de paletas no equilibradas hi-dráulicamente y en muchas bombas de pistonespuede variarse el desplazamiento desde cero has-ta un valor máximo teniendo algunas la posibili-dad de invertir la dirección del caudal cuando elcontrol pasa por la posición central o neutra.

Caudal

Una bomba viene caracterizada por su caudal no-minal en galones por minuto; en realidad puedebombear más galones por minuto en ausencia decarga y menos a su presión de funcionamientonominal.

Tres tipos de bombas son los más comúnmenteusados; de engranajes, de aspas o paletas y depistón. Los principios de operación de estos tiposde bombas se explican a continuación. Mas deta-lles acerca de tipos particulares de bombas se danen la información suplementaria.

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CLASIFICACION Y TIPOS DE BOMBAS

Bomba

Hidróstaticas odesplazamientopositivo

Cinéticas

Reciprocantes

Rotativas

Centrífugas

De hélice

Especiales

De pistón

De diafragma

De chorro(eyector reforzador)

Transportadoras de gas

Ariete hidráulicoElectromagnéticas

De engranes

De alabes

De tornillo

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Bombas cinéticas o hidrodinámicas

Estas bombas, también llamadas de desplazamien-to no positivo, se usan principalmente para trans-ferir fluidos donde la única resistencia que se en-cuentra es la creada por el peso del mismo fluido yel rozamiento.

La mayoría de este tipo de bombas funciona me-diante la fuerza centrífuga, según la cual el fluido,al entrar por el centro del cuerpo de la bomba, esexpulsado hacía el exterior por medio de un impul-sor que gira rápidamente. No existe ninguna sepa-ración entre el orificio de entrada y de salida, y sucapacidad de presión depende de la velocidad derotación.

Se utilizan muy poco en los sistemas hidráulicosactuales. Aunque estas bombas suministran uncaudal uniforme y continuo, su desplazamientodisminuye cuando aumenta la resistencia, es po-sible bloquear el orificio de salida estando la bom-ba en funcionamiento.

Bombas hidrostáticas o de desplaza-miento positivo

Estas bombas suministran una cantidad determi-nada de fluido en cada carrera, revolución o ciclo.Su desplazamiento, exceptuando las pérdidas porfugas, es independiente de la presión de salida,

lo que las hace muy adecuadas para la transmi-sión de potencia.

Bombas de engranajes

Suministran caudal transportando el fluido entre losdientes de dos engranajes bien acoplados. Soncompactas, mecánicamente sencillas, y relativa-mente baratas.

Son adecuadas para sistemas a baja presión queoperan a bajas tasas de flujo y son usadas co-múnmente en aplicaciones móviles pequeñas comoexcavadoras.

Bomba de Engranajes

El impulsor dafuerza centrífugapara ocasionar laacción bombeadora

Salida

Entrada

Propulsor

Entrada

El flujo axial es creado por elpropulsor rotatorio Tipo eje(propulsor)

Tipo centrífuga (impulsor)

Difusor

Impulsor

eje

Salida

Hojas delimpulsor

Succión

Descarga 2. El fluido esatrapado en losespacios de los

dientes y lacubierta y estransportado

dentro de la bomba

3. El fluido esforzado hacia afuera de la bombaa medida que losdientes engranande nuevo

1. El fluido es succionado del depósito

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La bomba de engranajes externa está com-puesta de un par de engranajes que rotan dentrode una cubierta. Un eje externo mueve un engra-naje y este a su vez mueve el otro en direcciónopuesta, creando un vacío parcial en la cámara deentrada de la bomba. A medida que estos rotan, elfluido es succionado de un lado, entrando en lacubierta y finalmente descargando en el otro.

La bomba de engranajes interna es más com-pacta que la bomba de engranaje externa. En esta,un eje externo opera un engranaje interno el cualrota dentro de un engranaje externo a él y que lohace girar en la misma dirección. El fluido que essuccionado desde el depósito a medida que losengranajes se desengranan, se lleva a los espa-cios entre los dientes y es forzado hacia afueracerca del punto donde los dientes se engranan denuevo.

Bomba de tornillo

Es un modelo mejorado de la bomba de engranajeque puede producir presiones y tasas de flujo másaltas. Este tipo de bomba transporta fluidos pormedio del movimiento de tres tornillos engranados.

1. Un tornillo interno hacejuego con otros dosextremos a él haciéndolosgirar en la dirección opuesta2. El fluido es transportado através de los espacios entrelos dientes externos y elinterno

3. El fluído es forzadohacia afuera de la bombaa medida que los dientesengranan de nuevo

1. El fluído essuccionado deldepósito

2. El fluído esatrapado enlos espaciosde losdientes y lacubierta y estransportadodentro de labomba

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Bomba de paletas

Las bombas de aspas o paletas son populares porser compactas y pueden descargar más altos vo-lúmenes de fluido que las bombas de engranaje.

El principio de funcionamiento de la bomba es unrotor ranurado que está acoplado al eje deaccionamiento y gira dentro de un anillo ovalado,dentro de las ranuras del rotor están colocadas laspaletas, que siguen la superficie interna del anillocuando el rotor gira. La fuerza centrífuga y la pre-sión aplicada en la parte inferior de las paletas lasmantiene apoyadas contra el anillo. Las cámarasde bombeo se forman entre las paletas, rotor, ani-llo y las dos placas laterales.

Un vacío parcial se crea a la entrada de la bomba amedida que va aumentando el espacio comprendi-do entre el rotor y el anillo. El aceite que entra eneste espacio queda encerrado en las cámaras debombeo y es impulsado hacia la salida cuando ésteespacio disminuye. El desplazamiento de la bom-ba depende de la anchura del anillo, del rotor y dela separación entre los mismos. Existen dos tiposde bombas de paletas: De diseño no equilibrado yde diseño equilibrado.

Bomba de paletas de diseño noequilibrado

En este tipo de bomba no equilibrado hidráulica-mente el eje está sometido a cargas laterales, pro-cedentes de la presión que actúa sobre el rotor.Este tipo de diseño se aplica principalmente a lasbombas de caudal variable. El desplazamiento deesta bomba puede variar mediante un control ex-terno, tal como un volante o un compensador hi-dráulico. El control desplaza el anillo haciendo va-riar la excentricidad entre éste y el rotor, reducien-do o aumentando así las dimensiones de la cáma-ra de bombeo.

Bomba de paletas de diseño equilibrado

3. Y es descargadocuando el espacio

disminuyePaletas

2. Es llevado alrededor del anillo en lacámara bombeadora

Cámarabombeadora

Eje

Salida

1. El aceite entra cuandoel espacio entre el anilloy el rotor aumenta

Armadura

Rotor

Superficie del anillo de levasUna carga lateral esejercida en el balero acausa de la presión

Excentricidad

Entrada

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Bomba de paletas de diseño equilibrado

En este diseño el anillo es elíptico en vez de sercircular, lo que le permite utilizar dos conjuntos deorificios internos. Los dos orificios de salida estánseparados entre sí por 180°, de tal forma que lasfuerzas de presión sobre el rotor sé cancelan, evi-tándose así las cargas laterales sobre el eje y loscojinetes. El desplazamiento de la bomba equili-brada hidráulicamente no puede ajustarse aunquese dispone de anillos intercambiables, con elipsesdistintas, haciendo así posible modificar una bom-ba para aumentar o disminuir su caudal.

Bomba de pistón en línea

Las bombas de pistón pueden generar presionesmucho más altas y producir tasas de flujo máselevadas que las bombas de engranaje y de pale-tas. Se usan comúnmente en aplicaciones móvi-les grandes y estáticas.

La bomba de pistón en línea es el diseño más sim-ple. En esta bomba un pistón es desplazado haciaarriba y hacia abajo dentro de un cilindro graciasal movimiento de una barra impulsada a su vez porun cigüeñal rotatorio. Durante la carrera hacia aba-jo del pistón, el fluido es atraído dentro del cilindroa través de una válvula en el punto de entrada. Elfluido es expulsado por una válvula de salida cuandoel pistón hace su carrera hacia arriba.

EntradaAnillo excéntrico

Salida

Eje impulsor

EntradaRotor

Los orificios de presiónopuestos cancelan las

cargas laterales en el eje

SalidaRotación

Rotación

Paleta

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Bomba de pistón radial

Los pistones se mueven dentro de cilindros dis-puestos en estrella alrededor del eje rotatorio. Eleje esta instalado hacia un lado dentro de un anillofijo para que al rotar, los pistones se muevan ha-cia adentro y hacia afuera de sus cilindros. El flui-do es atraído hacia adentro y bombeado hacia afue-ra de los cilindros a través de canales que atravie-san el centro del eje.

Bomba de pistón axial

Tiene varios pistones dispuestos alrededor del ejede un bloque de cilindros.

Los pistones etán unidos al plato colocado en án-gulo con el bloque para que mientras se mueve elplato, los pistones se muevan hacia adentro y ha-cia afuera de sus cilindros, succinando y expul-sando el fluido.

2. A medida queel pistón semueve haciaabajo en elcilindro, el fluidoes succionado

Pistón

1. Mientras eleje rota haciaun lado en elanillo lospistones sonforzados haciaadentro de suscilindros

3. Cuando elpistón semueve haciaarriba en elcilindro en elfluido esforzado haciaafuera de labomba

Entradadel fluido

Salidadel fluido

1. El giro del eje causala rotación de lospistones

2. El pistón al bajarsucciona el fluido

3. Cuando el pistónsube es forzado hacia elpuerto de salida

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ACTUADORES HIDRAULICOS

El actuador hidráulico es el componente del siste-ma donde se produce el trabajo mecánico por laacción del fluido hidráulico.

Los actuadores se clasifican según el tipo de tra-bajo que realizan en: Actuadores lineales, tam-bién llamados cilindros hidráulicos, que producenel movimiento en línea recta y actuadoresrotatorios o motores hidráulicos, que realizanel trabajo en forma rotatoria.

La velocidad de desplazamiento del actuador de-pende de su tamaño y del caudal que se le envía.

Los Cilindros hidráulicos se clasifican como:

a. De simple o de doble efecto.b. Diferenciales y no diferenciales.

Las variaciones incluyen pistón liso y pistón convástago, siendo este sólido o telescopico.

A continuación examinaremos los tipos deactuadores más comunes.

Cilindro tipo buzo

Es tal vez el actuador más sencillo. Tiene una solacámara donde el flujo ejerce fuerza en una soladirección.

La mayoría de estos cilindros se montan vertical-mente y el retorno se efectúa por acción de grave-dad. Son adecuados para trabajos donde se re

Cilindro tipo buzo

quieren carreras largas como elevadores y gatospara automóviles.

Cilindro con resorte de retorno

El pistón es movido contra el resorte. Cuando lapresión es liberada el resorte regresa el pistón asu posición original.

Carga

de labomba

Avance

CargaSímbolo

altanque

Regreso

Cilindro con resorte de retorno

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Carga Carga

De labomba

Salida altanque

De labomba

Avance del cilindro Regreso del cilindro

Salidaaltanque

Cilindro telescópico

Permite una carrera más larga en el cilindro. Seemplea cuando la longitud comprimida tenga queser menor que la obtenida con un cilindro estándar.Pueden utilizarce hasta cuatro o cinco camisas.La mayoría de estos cilindros son de simple efec-to pero también los hay de doble efecto, es decirque pueden hacer trabajo en las dos direcciones,dependiendo donde está aplicada la fuerza hidráu-lica.

Cilindro estándar de doble efecto

Llamado así debido a que es accionado por el flui-do hidráulico en ambas direcciones, lo que signifi-ca que puede ejercer fuerza en cualquiera de losdos sentidos del movimiento. Se clasifica tambiéncomo cilindro diferencial, por tener áreas des-iguales, sometidas a presión durante los movimien-tos de avance y retorno. Esta diferencia de áreases debida al área del vástago. En estos cilindros elmovimiento de avance es más lento que el de re-troceso, pero este puede ejercer una fuerza ma-yor.

Carga

Avance

Carga

Regreso

de la bomba Retorno al tanqueCilindro tipo telescópio

Cilindro estándar de doble efecto

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Cilindro sincronizado

También llamado de doble vástago, son cilindrosde doble efecto pero no diferenciales ya que tienenáreas iguales a ambos lados del pistón, estos ci-lindros suministran velocidades y fuerzas igualesen ambas direcciones. Se utilizan donde es venta-joso acoplar una carga a cada uno de los extre-mos del vástago o cuando se requiere que la velo-cidad en los dos sentidos del movimiento sea igual.

Cilindro sincronizado

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Es el nombre que se da ge-neralmente a los actuadoreshidráulicos rotatorios.

Su construcción es muy pa-recida a la de las bombas. Envez de impulsar el fluido comohacen aquellas, son impulsa-dos por éste y desarrollan unpar (fuerza de giro) y un

movimiento continuo de rota-ción. Existen diferentes tiposde ejemplo motores hidráuli-cos: de engranajes, de pale-tas, de pistón en línea, de pis-tón en ángulo etc.

MOTORES HIDRAULICOS

3. La unión universal mantiene laalineación para que el eje y lasección del cilindro siempregiren juntos

4. El aceite es llevado en eldiámetro del pistón a la salida y esforzado hacia afuera cuando elpistón es regresado hacia adentropor la brida de la flecha

A la entrada

A la salida

1. El aceite a la presiónrequerida en la entrada causaun empuje en los pistones

2. El empuje del pistón contra labrida de la flecha motriz da comoresultado un torque en el eje

Block de cilindros

5. Por lo tanto el desplazamientodel pistón y la capacidad detorsión dependen del ángulo

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

VALVULAS

Válvulas de control

Las válvulas son usadas en circuitos

hidráulicos para controlar la presión de operación(la que determina la carga que puede ser movida),el volumen de flujo

(el que determina la velocidad de

desplazamiento de la carga) y la dirección del flujo(que determina la dirección del movimiento).

Válvulas direccionales

Las válvulas direccionales, como su nombre lo in-dica, se usan para controlar la dirección del cau-dal. Aunque todas realizan esta función, las válvu-las direccionales varían considerablemente enconstrucción y

funcionamiento. Se clasifican, según sus caracte-rísticas principales en:

Tipo de elemento interno. Obturador (pistón o esfera), corredera rotativa odeslizante.

Métodos de actuación. Levas,émbolos, palancas manuales,mecánicos, selenoides eléctricos,

presión hidráulica y otros incluyendocombinaciones de éstos.

Número de vías. Dos vías, tres vías.Cuatro vías, etc.

Tamaño nominal de las tuberíasconectadas a la válvula o a su placabase, o caudal nominal.

Conexiones. Roscas cónicas, roscascilíndricas, bridas y placas bases.

Válvulas de posición definida

La mayoría de las válvulas direccionales industria-les son de posición definida.

Es decir que controlan el paso del caudal abriendoo cerrando pasajes en posiciones definidas de laválvula

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Válvulas antirretorno

Estas válvulas pueden funcionar como control di-reccional o como control de presión. En su formamas simple esta válvula no es más que una válvu-la direccional de una sola vía. Permite el pasolibre del aceite en una dirección y lo bloquea en elotro.

Válvulas antirretorno en línea

Llamadas así porque el aceite fluye a través de lasmismas en línea recta. El cuerpo de esta válvulasé rosca directamente a la tubería y está mecani-zado para formar un asiento para un pistón cónicoo una bola. Un muelle ligero mantiene el pistón ensu asiento permitiendo el montaje de la válvula encualquier posición. En la posición de paso libre elmuelle cede y la válvula se abre a una presión de-terminada.

Aunque admiten presiones de hasta 210 kg/cm2. estas válvulas no son recomendables paraaplicaciones en que puedan verse sometidas acaudales de retorno de gran velocidad.

Válvulas antirretorno

Válvulas antirretorno en línea

Asiento Balín (o pistón)

Entrada

Es permitido flujo librecuando se desasienta el balín

Flujo obstruido cuando seasienta la válvula

Pistón o cabeza móvil Resorte

Flujo libre

SalidaEntrada

Cuerpo No Flujo

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Válvulas antirretorno en ángulo recto

Debe su nombre a que el aceite fluye a través deella formando un ángulo recto.

Su capacidad de caudal está comprendido entre12 y 1200 lts./min. con una amplia gama de pre-siones de abertura.

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Válvulas de 2 y 4 vías

Su función básica es dirigir el caudal deentrada a cualquiera de los dos orificiosde salida. Según la figura el caudal delorificio P (bomba) puede ser dirigido acualquiera de los dos orificios de salidaA y B.

En la válvula de 4 vías el orificio alternoestá comunicado a tanque permitiendoel retorno del caudal al depósito. Mien-tras que en la de 2 vías este orificio estábloqueado y el orificio a tanque sirve so-lamente como drenaje de las fugas inter-nas de la válvula. La mayoría de estasválvulas son del tipo de corredera desli-zante, aunque existen válvulas rotativasque se usan principalmente para pilotajes.Se fabrican en modelos de dos o tresposiciones.

La de tres posiciones tiene una posicióncentral o neutra. Los métodos deaccionamiento incluyen palancas manua-les, levas, selenoides, conexiones me-cánicas, muelles, presión piloto y otrossistemas.

Direcciones del fluído en válvulas de 2 y 4 vías

Bombaorificio ‘‘P”

Cilindro orificio

Símbolosgráficos

A

P

Válvulas de cuatro vías

Dos rutasde flujo

Válvulas de dos vías

Cuatrorutas de

flujo

A

P

P T

A B

A B

T

A

B

P

P

Tanqueorificio

“P”

P

B

B

Cilindro orificio

‘‘A”

‘‘B”

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Servoválvulas

Una servoválvula es una válvula direccional de infi-nitas posiciones, que ofrece la

característica adicional de controlar tanto la canti-dad como la dirección del caudal. Cuando se ins-tala con los dispositivos de realimentación adecua-dos, consigue controles muy precisos de la posi-ción, velocidad y aceleración de un actuador.

La servoválvula mecánica o válvula

seguidora ha sido utilizada durante varias déca-das. La servoválvula electrohidráulica es más re-ciente en la industria.

Servo mecánico

Un servo mecánico es esencialmente un amplifi-cador de fuerza. Utilizado para controlar una posi-ción. La figura muestra esquemáticamente el dis-positivo.

La palanca de control u otro acoplamiento mecáni-co se conecta a la corredera de la válvula. El cuer-po de la válvula está unido a la carga y se muevenconjuntamente. Cuando se actúa la corredera, elfluido se dirige al cilindro o pistón para mover lacarga en la misma dirección en que la correderaes actuada. El cuerpo de la válvula “sigue“ así a lacorredera. El fluido continúa pasando hasta que elcuerpo se centra con la corredera. El resultado esque la carga siempre se mueve a una distanciaproporcional al movimiento de la corredera. Cual-

quier tendencia a desplazarse más allá invertiría elcaudal de aceite para situar la carga en su posi-ción normal.

Frecuentemente esta unidad servomecánica se de-nomina multiplicador; el impulso hidráulico sumi-nistra fuerzas mucho mayores que la actuaciónmecánica a la entrada, y con control preciso, deldesplazamiento.

Tal vez la aplicación más frecuente del servo me-cánico es la dirección hidráulica; de la cual haymuchas variaciones en su diseño pero todos fun-cionan con el mismo principio.

Servo mecánico

De la bomba

Al tanque

Cuerpo

Control

1. Cuando el carrete escambiado a la izquierda

3. El cuerpo de laválvula se mueve

con la carga y“alcanza” al

carrete. El flujo alcilindro entonces

se detiene

Carrete

Carga

2. El flujo es dirigido alvástago del cilindro para

regresarlo

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Servoválvulas electrohidráulicas

Funcionan esencialmente, enviando una señal eléc-trica a un motor par o a un dispositivo similar, quedirecta o indirectamente posiciona la corredera dela válvula. Esta señal, una vez aplicada a la servo-

válvula a través de un amplificador, ordena a la car-ga a que se desplace hasta una posición determi-nada o que adquiera una velocidad determinada.

Fuentede laseñal

decontrol

Intensificadorde señales

delamplificador

Motorde

torsiónactúa a

laválvula

Laválvulaservo

mandafluido alactuador

Elactuadorse mueve

avelocidadcontrolada

a laposición

controlada

Eléctrica

Eléctrica

Mecánica ohidráulica

HidráulicoCarga

El aparatorealimentador le

indica a laválvula servo si

ya alcanzó lavelocidad o

posicióndeseadas

MecánicaEléctrica

El motor de torsión y la válvula servoestán en una sola unidad

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Válvulas de control de presión

Estas válvulas realizan funciones tales como limi-tar la presión máxima de un sistema o regular lapresión reducida en ciertas partes de un circuito yotras actividades que implican cambios en la pre-sión de trabajo.

Su funcionamiento se basa en un equilibrio entrela presión y la fuerza de un muelle. La mayoríason de infinitas posiciones, es decir, que las válvu-las pueden ocupar diferentes posiciones entre com-pletamente abierta y completamente cerrada, se-gún el caudal y la diferencia de presiones.

Los controles de presión se denominan general-mente según su función primaria, ejemplo: Válvulade seguridad, válvula de frenado, etc.

Válvula de seguridad

Se encuentra prácticamente en todos los siste-mas hidráulicos. Es una válvula normalmente co-nectada entre la línea de presión (salida de la bom-ba) y el depósito. Su función es limitar la presióndel sistema hasta un valor máximo, predetermina-do, mediante la derivación de parte o de todo elcaudal de la bomba a tanque, cuando se alcanzael ajuste de presión de la válvula.

Válvulas de control de caudal

Se utilizan para regular la velocidad. La velocidadde un actuador depende de la cantidad de aceiteque se le envía por unidad de tiempo. Es posible

regular el caudal con una bomba de desplazamien-to variable, pero en muchos circuitos es más prác-tico utilizar una bomba de desplazamiento fijo yregular el caudal con una válvula controladora decaudal.

Existen tres métodos básicos para aplicar las vál-vulas reguladoras de caudal para controlar la velo-cidad de los actuadores. Regulación a la entrada,regulación a la salida y regulación por substrac-ción.

1. Circuito de regulación a la entrada:En este circuito, la válvula reguladora de caudal secoloca entre la bomba y el actuador; de esta formacontrola la cantidad de fluido que entra en elactuador. El exceso de caudal suministrado por labomba es desviado al tanque por la válvula de se-guridad.

Este método es muy preciso y se utiliza en aque-llas aplicaciones donde la carga siempre se oponeal movimiento del actuador, como la elevación deun cilindro vertical con carga, o empujando unacarga a una velocidad controlada.

Válvula decontrol de flujo

De laválvuladireccional

Flujocontrolado

Retorno

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

2. Circuito de regulación a la salida:Este sistema de control se utiliza cuando la cargatiende a huir del actuador, desplazándose en lamisma dirección de éste. El regulador de caudalse instala de forma que restrinja el caudal dé sali-da del actuador.

Para regular la velocidad en ambas direccionespuede instalarse la válvula en la línea de tanque dela válvula direccional. Frecuentemente hay necesi-dad de controlar el caudal únicamente en una soladirección y la válvula se sitúa entre el actuador y laválvula direccional en la línea que corresponde altanque. Aquí también hace falta una válvulaantirretorno que permita el paso libre del caudal ensentido contrario.

3. Circuito de regulación por substracción:En esta aplicación, la válvula se coloca en la líneade presión, en la forma indicada en la figura, y a lavelocidad del actuador se determina, desviandoparte del caudal de la bomba al tanque, la ventajaconsiste en que la bomba trabaja a la presión quepide la carga, puesto que el exceso de caudal re-torna al tanque a través de la válvula reguladora yno a través de la válvula de seguridad.

La desventaja está en la pérdida de precisión, de-bido a que el caudal regulado va al tanque y no alactuador, y éste último queda sometido a las va-riaciones de desplazamiento de la bomba al variarla carga del actuador.

Este circuito no debe aplicarse cuando hay posibi-lidad de que la carga tienda a huir en la mismadirección que el movimiento del actuador.

Válvula decontrol de flujo

De laválvuladireccional

Flujo controlado

Retorno

Depósito

Válvula decontrol de flujo

De la válvuladireccional

Flujocontrolado Retorno

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DEPOSITOS

El depósito es otro componente importante del sis-tema hidráulico. Un depósito diseñado apropiada-mente debe ser sellado para prevenir la contami-nación del fluido, pero al mismo tiempo debe teneruna ventilación con un filtro incorporado para per-mitir la entrada y salida de aire a medida que elnivel de fluido va cambiando.

Una superficie con pendiente facilita el drenaje delagua y sedimentos separados. La espuma se mi-nimiza teniendo un tubo de retorno, con su salidadebajo del nivel del fluido dentro del depósito, amedida que placas deflectoras y filtros finos pre-vienen la entrada de burbujas de aire.

Placa deflectora:Se usa para separar la línea de entrada de la bom-ba de la línea de retorno, de forma que el mismofluido no pueda recircular continuamente, sino querealice un circuito determinado por él tanque.

Tamaño del depósito:La dilatación del fluido debida al calor, las variacio-nes de nivel debidas al funcionamiento del siste-ma, la superficie interna del tanque expuesta a lacondensación del vapor de agua, y la cantidad decalor generada en el sistema, son factores que hayque tener en consideración. En los equipos indus-triales se acostumbra a emplear un depósito cuyacapacidad sea por lo menos dos o tres veces lacapacidad de la bomba en litros por minuto.

Un gran volumen de fluido también permite que cual-quier volumen de aire en éste sea evacuado a tiem-po, y que agua y/o contaminantes sólidos se sedi-menten antes que el fluido vuelva a circular.

Filtros y coladores:Los fluidos hidráulicos se mantienen limpios en elsistema debido, principalmente, a elementos ta-les como filtros y coladores. En algunos casos seutilizan también filtros magnéticos para capturarlas partículas de hierro o acero que lleva el fluido.Estudios recientes han mostrado que incluso par-tículas tan pequeñas como 1.5 micras tienen efec-tos degradantes, originando fallos en losservosistemas y acelerando el desgaste del acei-te en muchos casos.

Tubería de llenado

Baffle Venteo

Tamiz

A la bomba

Filtro

Válvula de drenaje

Tubería de retorno

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Tamaño de las mallas y filtración nominal:Una malla filtrante o un colador tienen un valor no-minal que caracteriza su finura, definida por un nú-mero de mallas o su equivalente más próximoASTM. Cuanto más elevado es el número de mallao ASTM, más fina es la malla.

Los filtros, que pueden fabricarse con muchosmateriales diferentes de la malla metálica, se ca-racterizan por su valor en micras. Una micra esuna millonésima de metro. Como comparación, ungrano de sal tiene un tamaño de aproximadamen-te 70 micras. La partícula más pequeña que puededistinguir la vista humana es de unas 40 micras.

Filtración nominal y absoluta:Cuando se especifica un filtro de cierto número demicras se refiere generalmente al valor nominal delfiltro. Un filtro cuyo valor nominal es de 10 micras,por ejemplo, capturará la mayoría de las partículasque tengan 10 micras o más. Sin embargo, su fil-tración absoluta será algo mayor, probablementede unas 25 micras.

La filtración absoluta es el tamaño de la mayorabertura o poro del filtro. El valor absoluto es unfactor importante solamente cuando es necesarioque ninguna partícula mayor a un tamaño determi-nado circule por el sistema.

Filtros de presión:Existen filtros diseñados para ser instalados en lalínea de presión que pueden captar partículas mu-cho más pequeñas que los filtros de aspiración.Un filtro de este tipo puede ser instalado en lossistemas cuyos elementos tales como válvulas,sean menos tolerantes a la suciedad que las bom-bas. De esta forma el filtro extrae la contamina-ción fina del fluido a medida que sale de la bomba.

Naturalmente, estos filtros deben poder resistir lapresión de trabajo del sistema.

Tamaño de relativo de las partículas en micrones

Amplificado 500 veces

44Micrones325 Malla

74 Micrones

194 Micrones - 100 Malla

200 Malla

8 Micrones

25 Micrones5 Micrones

2 Micrones

Límite inferior de visibilidad (con la vista)__________________ 40 Micrones

Glóbulos de sangre blancos _____________________________ 25 MicronesGlóbulos rojos de sangre _______________________________ 8 Micrones

Bacterias (COCCI) ______________________________________ 2 Micrones

Tamaño Relativo

Equivalentes lineales

1 Pulgada1 Milímetro1 Micrón1 Micrón

25.4 Milímetros.0394 Pulgadas25.400 de una pulgada3.94 x 10 -5

25.400 Micrones1.000 Micrones.001 Milímetros.000039 Pulgadas

Mallas porpulgada lineal

52.36

72.45

101.01

142.86

200.00

270.26323.00

U.S.Malla No.

50

70

100

140

200

270325

Abertura enPulgadas

.0117

.0083

.0059

.0041

.0029

.0021

.0017

.00039

.000019

Abertura enMicrones

297

210

149

105

74

5344

10

.5

Tamaño de la malla

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Para profundizar en el tema puede ver las seccio-nes "Niveles de limpieza de fluidos hidráulicos ysistemas de lubricación " y "Generalidades de laingeniería de filtración"

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

VENTAJAS DE LOS SISTEMASHIDRAULICOS

La hidráulica es una de las formas más importan-tes de transmitir y controlar la potencia, muy com-parables con sistemas mecánicos y eléctricos. Tie-ne además las siguientes ventajas:

Flexibilidad

Los sistemas hidráulicos pueden generar grandesfuerzas con equipos relativamente compactos. Pue-den ser usados para

generar movimiento rotatorio y lineal, y la veloci-dad de movimiento puede ser regulada. En parti-cular, los mecanismos hidráulicos se pueden usarpara controlar movimientos lentos y precisos conuna exactitud difícil de lograr con otros métodosmecánicos.

Economía

La fabricación de sistemas hidráulicos son muchasveces más barata que la de los sistemas eléctri-cos, electrónicos o neumáticos que logran el mis-mo resultado.

Confiabilidad

La mayoría de los equipos hidráulicos están dise-ñados de manera muy sencilla y robusta. Ademásson seguros en la operación ya que solo se nece-sitan válvulas reguladoras de presión simples para

proteger el sistema de sobrecarga.

Las ventajas de los sistemas hidráulicos significaque tienen una gran variedad de aplicaciones. Poruna parte, pueden mover cargas masivas tales comoesclusas,

represas y puentes giratorios y controlar maquina-ria industrial pesada, incluyendo presas, grúas yequipos de minas y

exploración de petróleos. Por otra parte, los siste-mas son suficientemente compactos como paraser utilizados en vehículos de carretera, aviones yhasta satélites y se pueden controlar con tal preci-sión que se pueden acomodar a la operación derobots en la manufactura y a plantas de control deprocesos sofisticados.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

RESUMEN DE LA SECCION UNO la energía de presión entrabajo mecánico.Impulsores lineales producen un movimiento enlínea recta en una o dos direcciones.

El movimiento rotatorio se puede producir conmotores parecidos a bombas pero que tienenla acción opuesta.

Los circuitos hidráulicos contienen válvulas pararegular la presión de operación, el volumen deflujo y la dirección de flujo. Esto permite elcontrol de la cantidad de carga, su velocidad yla dirección del movimiento.

El depósito es un componente importante deun sistema hidráulico ya que no solamente al-macena el fluido hidráulico sino que también,si es diseñado correctamente, ayuda a mante-ner el sistema libre de contaminación.

Ya que los sistemas hidráulicos son flexibles,económicos y confiables, son ampliamenteusados para la transmisión y control de fuer-zas de potencia.

Válvulas de control de caudal La hidráulicaes el uso de líquidos para la transmisión deenergía.

Básicamente, en un sistema hidráulico seaplica una presión a un fluido, la cual es trans-mitida a través del fluido para hacer trabajosmecánicos.

El sistema es capaz de amplificar unapequeña fuerza a una mayor.

Sistemas hidráulicos prácticos incorporan apa-ratos para controlar la velocidad y la direc-ción de movimiento y la fuerza transmitida.

Los componentes más importantes de un sis-tema hidráulico típico son el fluido,la bomba,el motor, válvulas, filtros y el depósito.

Los fluidos usados en sistemas hidráulicosdeben ser capaces de transmitir presión enun amplio espectro de temperaturas.

Aceites minerales suelen ser utilizados coneste propósito ya que también pueden lu-bricar el equipo hidráulico y protegerlo contrala corrosión.

Bombas de engranaje, de aspas o de pisto-nes pueden ser usadas para presurizar el flui-do en un sistema hidráulico.

Motores hidráulicos o impulsores, convierten

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Sección dosFLUIDOS HIDRAULICOS

El principal requisito que un fluido hidráulico debecumplir, es que pueda transmitir la fuerzaeficientemente, también tiene que llevar a cabo unnúmero de diferentes funciones. En esta secciónrevisaremos estas funciones y de acuerdo conellas, veremos que propiedades se requieren enun fluido hidráulico.

Una vez estudiada la información de estasección, Usted podrá:

Enumerar seis funciones que un fluido hidráuli-co debe cumplir.

Explicar porqué un fluido hidráulico debe tenerbaja compresibilidad.

Describir como afectan a los sistemashidráulicos el aire atrapado y laformación de espuma.

Exponer la importancia de las siguientes pro-piedades de los fluidos hidráulicos: Viscosidad,índice de viscosidad, propiedades antidesgaste,características de fricción, demulsibilidad, es-tabilidad térmica, resistencia a la oxidación, pro-piedades anticorrosivas, filtrabilidad y pureza,propiedades anti stick-slip.

Especificar los factores más importantes queafectan la selección de un fluido hidráulico.

Si estudia la información adicional, Usted po-drá:

Definir el módulo de compresibilidad y descri-bir como este factor depende de la presión yla temperatura.

Explicar el problema de la cavitación y los pro-blemas que puede causar en un sistema hi-dráulico.

Describir como varía la viscosidad de acuerdoa la presión e indicar el efecto de esta varia-ción en los fluidos hidráulicos.

Reconocer los esquemas de clasificación deaceites hidráulicos y fluidos hidráulicos resis-tentes al fuego.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

FUNCIONES DE LOS FLUIDOSHIDRAULICOS

Un fluido hidráulico debe llevar a cabo las siguien-tes funciones:

Transmisión de potencia

Esta es la función principal de un fluido hidráulico.La transmisión de fuerza hidráulica requiere de unfluido que resista la compresión y que fluya fácil-mente en el circuito hidráulico.

Lubricación

La maquinaria usada en los sistemas hidráulicosgeneralmente es de alta presión. Todas sus partesmóviles deben estar perfectamente lubricadas paraminimizar la fricción y el desgaste.

Entonces, el fluido hidráulico utilizado debe cum-plir con esta función, además de la transmisión dela potencia.

Enfriamiento

El fluido utilizado debe poder disipar el calor gene-rado en el sistema hidráulico.

Protección

El sistema debe protegerse contra la corrosión.

Sellamiento

El fluido debe ser suficientemente viscoso para per-mitir un buen sellamiento entre las partes móvilesen las bombas, las válvulas y los motores. De estamanera, se reducen a un mínimo las fugas, man-teniendo cada parte, operando eficientemente. Ade-más, el fluido debe ser compatible con los mate-riales de sellamiento usados para el sistema.

Filtrabilidad

El fluido debe presentar estabilidad bajo condicio-nes de calor y oxidación, al mismo tiempo quedebe resistir a la degradación sin formación dedepósitos y precipitados. La filtrabilidad del fluidodebe poder hacerse fácilmente para remover cual-quier impureza sólida.

Los aceites minerales cumplen con todos estosrequisitos. Su estabilidad, sus propiedades de lu-bricación y su habilidad para proteger los materia-les de la corrosión, hacen de ellos la mejor alter-nativa como fluidos hidráulicos.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

PROPIEDADES REQUERIDAS POR LOSFLUIDOS HIDRAULICOS

Para cumplir sus funciones apropiadamente, un flui-do hidráulico debe tener las siguientes caracterís-ticas:

Compresibilidad

La compresibilidad de un fluido es la medida dereducción de su volumen cuando se aplica presiónsobre éste. Un fluido hidráulico debe tener una com-presibilidad baja de tal manera que haga presión,y por tanto la fuerza, sea transmitida instantáneay eficientemente. En un sistema compresible oelástico, son mayores la cantidad de tiempo y ener-gía utilizados en aumentar la presión. Además, sehace también más lenta la subsecuente conver-sión presión en energía mecánica. Esto a su vezafecta la precisión en el movimiento y el grado decontrol del sistema hidráulico.

Los aceites minerales puros son prácticamenteincompresibles a las presiones generadas en sis-temas hidráulicos típicos. (el agua es aún menoscomprimible que los aceites minerales pero, porotras razones, no es un fluido hidráulico ideal).

Para describir la compresibilidad de un fluido, losingenieros usan un factor conocido como el módu-lo de compresibilidad. Este factor es la relaciónentre la presión aplicada a un fluido y el cambio envolumen producido.

En general, es aproximadamente constante para

pequeños cambios de presión pero tiende a au-mentar con grandes cambios de presión y tempe-ratura. Esto refleja el hecho que un fluido sea másdifícil de comprimir a medida que la presión y latemperatura aumentan.

temperatura. Esto refleja el hecho que un fluidosea mas difícil de comprimir a medida que la pre-sión y la temperatura aumentan.

Un buen fluido hidráulico presenta un altomódulo de compresibilidad.

Dis

min

ució

n R

elat

iva

del V

olum

enD

ism

inuc

ión

Rel

ativ

a de

l Vol

umen

Dis

min

ució

n R

elat

iva

del V

olum

enPresiónPresiónPresión

100° C100° C

0° C0° C

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Propiedades antiespuma y de liberaciónde aire

Un aceite mineral puede comprimirse más a medi-da que burbujas de aire quedan atrapadas en él,debido a posibles fugas en el sistema hidráulico.El aire atrapado afecta el volumen del fluido, cau-sando movimiento lento e irregular. Esto a su vezpuede causar }sobrecalentamiento por la compre-sión de las burbujas de aire, debido a que estassufren un calentamiento exponencial ocasionadopor el proceso de compresión adiabatica parcialque sufren.

Adicionalmente, cuando un fluido hidráulico conaire atrapado es devuelto al depósito, las burbujasde aire que suben a la superficie y tienden a produ-cir espuma. Esta formación puede empeorar conla contaminación del fluido. Aunque la formaciónde espuma afecta la superficie del fluido y no sumasa, todavía puede tener graves consecuencias.Si la espuma entra al circuito hidráulico. La efi-ciencia del sistema se verá seriamente afectadapues la espuma es ineficiente como fluido hidráuli-co.

No solo se verán afectados los componentes delsistema dada la baja capacidad de lubricación dela espuma, sino que la

formación excesiva de espuma puede causar es-capes de fluido hidráulico a través de los ventilado-res del depósito.

Para solucionar estos problemas, un fluido hidráu-

lico debe tener buenas propiedades antiespuma yde liberación de aire. Los aceites minerales alta-mente refinados de baja viscosidad, generalmentetienen estas propiedades. Cuando es necesario,se pueden usar aditivos antiespuma para prevenireste problema. Sin embargo, dado que estos aditi-vos pueden también retardar el escape de aire, esnecesario escoger el tipo y cantidad de aditivo apro-piados para poder establecer un equilibrio entreestos dos requisitos.

El aire atrapado es también una posible causa dela cavitación, un fenómeno que ocurre cuando seforman pequeños espacios de aire o vapor en elfluido hidráulico.

La cavitación puede causar la destrucción de ca-pas lubricantes y por consiguiente, desgaste ex-cesivo. Es posible que este fenómeno se presenteen los sitios de succión de las bombas, donde lasbajas presiones pueden permitir la formación deaire o vapor en el fluido. Por tanto, el fluido es inca-paz de llenar este espacio.

Desgaste excesivo del aspa de una bomba de paletas , comoconsecuencia de la cavitación

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Viscosidad

La propiedad más importante de un fluido hidráuli-co, en cuanto a la lubricación del sistema, es suviscosidad. El aceite debe ser suficientemente vis-coso para lubricar las partes del sistemaeficientemente. En particular la bomba. Tambiéndebe ser suficientemente espeso para mantenerun sello efectivo y disminuir escapes en las bom-bas, las válvulas y los motores.

Al mismo tiempo, la viscosidad no puede ser tanalta al punto que la fricción del fluido impida que elaceite circule libremente al rededor del circuito. Ade-más, los aceites espesos no son disipadores decalor tan efectivos como los aceites más ligeros.En la práctica, los aceites con la menor viscosi-dad que lubrican la bomba son los escogidos comolos fluidos hidráulicos. En general, la menor visco-sidad tolerada por bombas hidráulicas es de aproxi-madamente 10 cSt. a su temperatura de opera-ción. La viscosidad óptima generalmente acepta-da está entre los 16 y 36 cSt, a la temperatura deoperación.

Los requisitos de viscosidad de un fluido hidráulicose complican ya que la viscosidad cambia con lapresión y la temperatura. Un incremento en la pre-sión causa un aumento en la viscosidad. Sin em-bargo, a las bajas presiones utilizadas en la ma-yoría de los sistemas hidráulicos industriales, elefecto de la presión sobre la viscosidad no tienemucha importancia. En algunos equipos especia-lizados, como los usados en compactación y ex-trusión, se pueden generar presiones tan altas queaceites minerales no pueden ser usados.

Vis

cosi

dad

Din

ámic

a c

P

Presión Pascal x 105

240240

220220

200200180180

160160

140140

120120

100100

8080

6060

4040

00

2020

10010000 200200 300300 400400 500500 600600 700700 800800 900900 10001000

40°C

60°C

100°C

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Indice de viscosidad

El índice de viscosidad (VI) de un aceite es unamedida del cambio de viscosidad con la tempera-tura. Un aceite con alto índice de viscosidad mues-tra menos variación en la viscosidad con la tempe-ratura que un aceite con un bajo índice de viscosi-dad.

El índice de viscosidad de un aceite hidráulico debeser suficientemente alto como para asegurar queeste funcione efectivamente en todo el rango detemperaturas de operación del sistema. El aceitedebe permanecer suficientemente viscoso para queactúe como un buen lubricante a las temperaturasde operación más altas, pero no debe volverse tanespeso a bajas temperaturas que dificulte el flujo yel arranque del sistema.

La mayoría de los fluidos hidráulicos tienen un ín-dice de viscosidad cercano a 100 pero, donde seencuentran temperaturas de operación de un ran-go muy amplio, por ejemplo en el sistema hidráuli-co de aviación se debe utilizar un aceite con uníndice de viscosidad de 150 o más.

Propiedades antidesgaste

La mayor parte de los aceites hidráulicos contie-nen en su formulación aditivos antidesgaste paramejorar su capacidad de carga. Esto tiene su ma-yor utilidad en la reducción del desgaste en bom-bas de aspas donde las puntas de las aspas sedeslizan contra la cubierta a altas velocidades ybajo cargas pesadas, creando altas temperaturas.

Los aditivos antidesgaste también reducen el des-gaste y aumentan la vida útil de bombas de engra-naje y de pistón.

Los aditivos antidesgaste funcionan gracias a que,a las altas temperaturas generadas por la fricción,estos reaccionan con el metal para formar una capaquímica. Esta capa puede romperse fácilmente locual disminuye la fricción y el desgaste.

Características anti stick-slip

En algunos equipos hidráulicos puede existir latendencia a un movimiento de vibración. Este mo-vimiento de atascamiento puede ocurrir con mayorfrecuencia con impulsores lineales operando a bajavelocidad y con mucha carga. Los pistones delimpulsor tienden a pegarse a medida que la fric-ción estática se incrementa a un máximo y luegose desliza cuando está se supera.

El atascamiento puede causar problemas cuandolos movimientos suaves son muy importantes, por

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

ejemplo en simuladores de vuelo y en algunas he-rramientas eléctricas. Los aditivos que modificanla fricción pueden añadirse a los aceites hidráuli-cos para mejorar sus características de fricción ypara ayudar a prevenir que ocurra el atascamiento.Tales aditivos también pueden ayudar a la lubrica-ción de sellos eficientes.

Demulsibilidad

Los aceites hidráulicos están frecuentemente con-taminados con agua que tiende a entrar al sistemaa través del depósito en forma de condensación.El agua puede promover la corrosión de las bom-bas, las válvulas y los puntos de apoyo, y puedeafectar significativamente las propiedades de lubri-cación del aceite.

A las temperaturas de operación de muchos siste-mas, alrededor de 60°C o menos, el agua no seevapora del aceite, Entonces, un aceite hidráulicodebe tener la capacidad de desprenderse del aguarápidamente, es decir, que debe tener una buenademulsibilidad.

Aceites minerales con un desempeño “premium”tienden a separarse del agua rápidamente pero estabuena demulsibilidad es afectada negativamentepor la presencia de oxido, polvo y productos de ladegradación del aceite.

Ciertos aditivos como los dispersantes y losdetergentes también pueden reducir la demulsibilidady por tanto estos no deben ser usados en aceiteshidráulicos en los que se requiere una buena se-

paración del agua.

Estabilidad térmica

Muchos de los sistemas hidráulicos modernos es-tán diseñados para trabajar a altas temperaturas.Los fluidos utilizados en tales sistemas deben sersuficientemente estables como para resistirse a ladegradación, a la formación de sedimentos y a lacorrosión de metales férricos y no férricos a estasaltas temperaturas.

Resistencia a la oxidación

La vida útil de un aceite hidráulico depende entera-mente de su habilidad para resistir la oxidación.La oxidación causa él oscurecimiento y elespesamiento de los aceites minerales. Se pue-den formar sedimentos que bloquean las válvulasy los filtros, mientras que los productos de dese-chos ácidos incrementan la corrosión y la forma-ción de barniz. Las temperaturas y presiones al-tas encontradas en muchos sistemas hidráulicos,incrementan la degradación del fluido. Entonces,los aceites usados en tales sistemas, incluyennormalmente aditivos antioxidantes para prevenirla oxidación y prolongar la vida útil.

Propiedades anticorrosión

Los aceites hidráulicos de alto desempeño debe-rán contener anticorrosivos para combatir la corro-sión causada por los efectos de contaminación poragua y de productos de la degradación del aceite.

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Filtrabilidad

Una causa principal del fracaso del sistema hidráu-lico es la contaminación del fluido hidráulico. En-tonces se incorporan filtros al circuito del sistemapara sacar los contaminantes sólidos. Es impor-tante que el fluido pueda pasar fácilmente por es-tos filtros sin bloquearlos.

Limpieza

La fiabilidad y vida útil de los componentes de cir-cuitos hidráulicos están muy influidas por la lim-pieza del fluido hidráulico. Esto se aplica sobretodo a sistemas que operan a presiones muy altasy en los que se incorporan componentes con unatolerancia muy estrecha.

Fuentes principales de contaminación:

PrimeroEnsamblar un sistema hidráulico produce inevita-blemente una gran cantidad de desechos, tal comopedazos de metal, fibras, textiles, hojuelas de pin-tura y hojuelas de los tubos, para evitar la inyec-ción de tales desechos al sistema, este debe sercuidadosamente examinado y limpiado con un cho-rro de fluido filtrado antes de operarlo por primeravez.

SegundoEl desgaste normal de los componentes produce

contaminación por partículas durante y despuésde su operación. Es importante notar que si la lim-pieza inicial es pobre, el desgaste se acelerará ymás partículas contaminantes se acumularan rá-pidamente.

TerceroCantidades considerables de contaminación pue-den ser introducidas al sistema mientras se llena.Aunque el nuevo aceite está relativamente limpio,generalmente la única forma práctica para asegu-rar la limpieza en sistemas sensibles es la de pa-sar el nuevo aceite a través de un filtro apropiadoantes de que este entre al depósito. De esta ma-nera, el filtro mantiene o mejora la limpieza delaceite.

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SELECCION DEL FLUIDO HIDRAULICO

Los factores principales que determinan laescogencia de un fluido hidráulico para un sistemaparticular son: La naturaleza del equipo, el ambienteen el cual se va a usar, y los requisitos de salud yseguridad.

Equipo

Los fabricantes recomiendan para el uso de suequipo, aceites de viscosidad especifica determi-nada de acuerdo al sistema de bombas y válvulasconstruidas para tolerancias muy finas. Un aceitemuy ligero puede causar escapes y lubricación in-adecuada, mientras que el que es muy espesopuede causar fricción excesiva y dañar la bomba.Los otros componentes del sistema hidráulico noafectan tanto la escogencia de viscosidad del acei-te.

La mayoría de los sistemas hidráulicos industria-les que operan a temperaturas normales tienenbombas que requieren aceites con un grado de vis-cosidad entre 5 y 100 ISO, aunque los grados máscomúnmente usados están entre 32 y 46. Lasbombas de pistón generalmente requieren un aceitemás viscoso que las bombas rotatorias, y las bom-bas de engranaje requieren un aceite aun mas es-peso, particularmente a altas temperaturas.

Ambiente

La maquinaria hidráulica que debe operar en unamplio rango de temperatura requiere aceites enun alto índice de viscosidad.

Además, si la maquinaria está expuesta a bajastemperaturas, por ejemplo, un montacargas traba-jando en frío, el aceite debe tener buenas propie-dades a baja temperatura incluyendo su viscosi-dad y punto de flujo bajo.

En algunas ocasiones, el equipo hidráulico debeoperar en medio ambientes sensibles como ríos,lagos, bosques o áreas de recreación. En estoscasos, debe asegurarse que no habrá ningún es-cape o derramamiento del fluido hidráulico quepueda causar daño a plantas o animales en con-tacto con él. El riesgo de un daño ecológico esmayor si el fluido no es rápidamente biodegrada-do, esto es, si no es degradado fácil y rápidamen-te por los organismos vivos en el medio natural.Aquellos materiales no biodegradables persistenen el suelo y el agua por largos períodos y puedencausar daños a largo plazo.

La maquinaria hidráulica que opera en estos am-bientes debería, en lo posible, utilizar fluidos hi-dráulicos como Shell Naturelle HF. Este fluidoestá basado en aceites vegetales naturales conbuenas propiedades de

lubricación y que contienen aditivos para aumen-tar su estabilidad ante la oxidación y mejorar suspropiedades antidesgaste y anticorrosivas. Comoel aceite esta basado en productos vegetales, pue-de ser degradado extensivamente por los microor-ganismos del suelo y del agua para formar produc-tos finales no dañinos. Se debe procurar evitar elderrame del líquido al drenar y llenar el sistemahidráulico, pero si algún derrame ocurre, el impac-to ambiental será menor.

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Una carta de selección de viscosidad para flui-dos hidráulicos.La carta mostrada provee una guía para la selec-ción de un aceite del grado apropiado tomando encuenta la viscosidad y la temperatura de opera-ción.

Vis

cosi

dad

Din

ámic

a cS

t. 3.03.0

20205050

100100

10001000

200,00200,00

-20-20 -10-10 00 1010 2020 3030 4040 5050 6060 7070 8080 9090 100100 110110 120120

Temperatura °C

ISO 22

ISO 10

ISO 5

ISO 32

ISO 100

ISO 46

ISO 68

Rango óptimode viscosidad

Límite deviscosidad

deseado

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CLASIFICACION DE ACEITESHIDRAULICOS MINERALES

La International Standard Organization (ISO) hadesarrollado algunas especificaciones para acei-tes minerales hidráulicos. Es importante anotar queestas especificaciones son meramente descripti-vas y que no dan ninguna indicación de la calidadde un producto en particular.

Existen cuatro clasificaciones:

HHAceites minerales sin aditivos. Estos son produc-tos de costo relativamente bajo que pueden serusados en sistemas no críticos.

HLAceites minerales que contienen antioxidantes.Estos aceites tienen una vida útil mas larga y danmayor protección antioxidante que el aceite HH.Estos pueden ser usados en sistemas que no re-quieren un desempeño antidesgaste.

HMSemejantes a los aceites HL pero además contie-nen aditivos antidesgaste. Se utilizan cuando serequiere una vida útil más larga y protecciónantidesgaste. La mayoría de los sistemas indus-triales inmóviles donde se requieren diferentes acei-tes hidráulicos, utilizan estos tipos de aceite.

HVAceites con alto índice de viscosidad. Estos acei-tes se utilizan en casos de temperaturas extre-

mas o en casos en que es esencial que la viscosi-dad del aceite cambie lo menos posible.

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FLUIDOS HIDRAULICOSININFLAMABLES

Hay tres tipos básicos de fluidos ininflamables:

Agua-glicol

Los fluidos a base de agua-glicol están formadosde:

a. 35 a 40% de agua para obtener resistencia con-tra el fuego.

b. Un glicol substancia química sintética de la mis-ma familia que los anticongelantes permanentes,generalmente etileno o propileno glicol.

c. un espesador soluble en agua para mejorar laviscosidad. También contienen aditivos para impe-dir la formación de espuma, la oxidación, la corro-sión y para mejorar la lubricación.

CaracterísticasLos fluidos tipo agua-glicol presentan, generalmen-te, buenas características antidesgaste con tal deque se eviten velocidades y cargas elevadas. Ladensidad es superior a la del aceite, lo que puedeoriginar un vacío mayor en la entrada de las bom-bas.

Ciertos metales como el zinc, el cadmio y elmagnesio reaccionan con los fluidos tipo agua-glicoly no pueden ser utilizados en sistemas en quedeban utilizarse pinturas y esmaltes compatiblescon estos fluidos.

La mayoría de las juntas y mangueras flexiblesson compatibles con el agua-glicol. El amianto, elcuero y los materiales a base de corcho debenevitarse pues tienden a absorber agua.

Algunos inconvenientes de estos fluidos son:

a. Es necesario medir, periódicamente, el conteni-do de agua y comparar las pérdidas por evapora-ción para mantener la viscosidad requerida.

b. La evaporación también puede causar la pérdi-da de ciertos aditivos, reduciendo así la duracióndel fluido y la de los componentes hidráulicos.

c. La temperatura de trabajo debe mantenerse masbaja.

d. El costo (actualmente es superior al de los acei-tes convencionales.).

Cambio a agua-glicolCuando en un sistema se cambia el aceite mineralpor agua-glicol, debe limpiarse cuidadosamente.Las recomendaciones incluyen sacar la pintura delinterior del depósito, cambiar las piezas recubiertasde zinc o cadmio, y cambiar algunas conexionesde fundición. También puede ser necesario cam-biar las piezas de aluminio, a menos que hayansido tratadas adecuadamente, así como el equipode accesorios que no sean compatibles con el flui-do.

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Emulsiones agua-aceite

Son los fluidos ininflamables más económicos. Laspropiedades ininflamables dependen, como en elagua-glicol, del contenido de agua. Además delagua y del aceite, estas emulsiones contienenemulsificadores, estabilizadores y otros aditivospara evitar que ambos líquidos se separen.

Aceite en aguaLas emulsiones de aceite en agua contienen pe-queñas gotas de aceite especialmente refinado,dispersas en el agua. Se dice que el agua es lafase continua, y que las características del fluidotienen más semejanza con el agua que con el acei-te. El fluido es muy resistente al fuego, tiene bajaviscosidad y excelentes características de enfria-miento. Pueden incorporarse aditivos para mejorarla capacidad de lubricación que es relativamentebaja, y para la protección contra la oxidación. Estefluido se ha usado principalmente en el pasado conbombas grandes de baja velocidad. Ahora tam-bién se puede usar con ciertas bombas hidráuli-cas convencionales.

Agua en aceiteLas emulsiones de agua en aceite son de uso máscorriente. Pequeñas gotas de agua están disper-sas en una fase de aceite continua. Como el acei-te, estos fluidos tienen excelente lubricidad y bue-na consistencia. Además el agua dispersa propor-ciona al fluido excelente capacidad de enfriamien-to. Se incorporan inhibidores de oxidación paraambas fases de agua y aceite. También se usanaditivos antiespumantes sin dificultad.

Estas emulsiones contienen generalmente alrede-dor del 40% de agua. Sin embargo, algunos fabri-cantes suministran este fluido concentrado y el con-sumidor añade el agua al instalarlo. Como en elcaso del agua-glicol, es necesario reponer el aguapara mantener la viscosidad adecuada.

Otras característicasLas temperaturas de funcionamiento deben man-tenerse bajas en cualquier emulsión de agua-acei-te, para evitar la evaporación y la oxidación. El flui-do debe circular y no debe verse sometido repeti-damente a congelación y calentamientos, pues enese caso las fases se separarían. Las condicio-nes de entrada deben elegirse cuidadosamentedebido a la mayor densidad del fluido y a su visco-sidad más elevada. Las emulsiones parecen teneruna mayor afinidad para contaminación y requie-ren especial atención en el filtrado, incluyendo fil-tros magnéticos para atraer las partículas de hie-rro.

Compatibilidad con juntas y metalesLas emulsiones agua-aceite son generalmentecompatibles con todos los metales y juntas quese encuentran en los sistemas de aceites minera-les.

Cambio a emulsiónCuando en un sistema hidráulico se cambia el acei-te por la emulsión agua-aceite, debe vaciarse ylimpiarse completamente. Es esencial extraer to-dos los contaminantes, como en el caso del agua-glicol, que podrían provocar la descomposición delnuevo fluido.

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La mayoría de las juntas se pueden dejar tal comoestán aunque, sin embargo, las juntas móviles debutil deben cambiarse. Al sustituir a los fluidos sin-téticos, las juntas deben cambiarse pasando a lasadecuadas para los aceites minerales.

Fluidos sintéticos

Los fluidos sintéticos ininflamables son productosquímicos sintetizados en él laboratorio, que sonpor sí mismos menos inflamables que los aceitesde petróleo.

Algunos productos típicos de esta clase son:

- Esterofosfatos

- Hidrocarburos clorados

- Fluidos sintéticos que son mezclas de 1 y 2 y pueden contener también otros materiales.

CaracterísticasComo los productos sintéticos no contienen aguau otros materiales volátiles, funcionan bien a altastemperaturas sin pérdida de ningún elemento esen-cial. También son adecuados para sistemas de altapresión.

Los fluidos sintéticos resistentes al fuego no fun-cionan bien en sistemas a baja temperatura. Pue-de ser necesario precalentar en ambientes fríos.

Además, estos fluidos son los de mayor peso es-pecifico y las condiciones de entrada a la bomba

requieren un cuidado especial cuando se les utili-za. Algunas bombas de paletas están construidascon cuerpos especiales con objeto de mejorar lascondiciones de entrada necesarias para impedir lacavitación, cuando se usa un fluido sintético.

El índice de viscosidad (IV) de los fluidos sintéti-cos es generalmente alto, estando comprendidoentre 130 y 150.

Los fluidos sintéticos son probablemente los flui-dos hidráulicos más caros que se usan en la ac-tualidad.

Compatibilidad con las juntasLos fluidos sintéticos no son compatibles con lasjuntas corrientes de nitrilo (buna) y neopreno, porconsiguiente, al sustituir el aceite mineral, agua-glicol o emulsión

agua-aceite, por un fluido sintético hay que des-montar todos los componentes para cambiar lasjuntas.

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CLASIFICACION DE LOS FLUIDOSRESISTENTES AL FUEGO

La siguiente es la clasificación CETOP.

HFAEmulsión de aceite en agua. Estos fluidos típica-mente contienen 95% de agua y 5% de aceite.

HFBEmulsión de agua en aceite. Estos fluidos típica-mente contienen 60% de aceite y 40% de agua.

HFCSolución agua-glicol típicamente contienen 60% deglicol y 40% de agua.

HFDFluidos sintéticos comúnmente basadosen ésteres de fosfato.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

MANTENIMIENTO DEL FLUIDO

Los fluidos hidráulicos de cualquier clase no sonbaratos. Además, él cambiarlos y limpiar los sis-temas que no han sido adecuadamente manteni-dos, consume tiempo y dinero. Es pues, impor-tante tener el adecuado cuidado con el fluido.

Almacenamiento y manejo

Se indican a continuación algunas reglas para im-pedir la contaminación del fluido durante el alma-cenamiento y manejo.

1. Almacenar los tambores apoyándolos lateral-mente. Si es posible, tenerlos en el interior o acubierto.

2. Antes de abrir un tambor limpiar la parte supe-rior y el tapón de forma que no pueda entrar sucie-dad.

3. Usar solamente mangueras y recipientes lim-pios para transferir el fluido del bidón al depósitohidráulico. Se recomienda un grupo de trasiegoequipado con un filtro de 20 micras absolutas.

4. Utilizar una tela de malla lo más fina posible enel tubo de llenado del depósito. Así el fluido semantiene limpio y libre de humedad durará muchomás tiempo y se evitará dañar las piezas de preci-sión de los componentes hidráulicos.

Cuidado durante el funcionamiento

Los cuidados adecuados para un fluido hidráulicodurante el funcionamiento incluyen:

1. Impedir la contaminación manteniendo el siste-ma estancado y utilizando filtros de aire y aceiteadecuados.

2. Establecer intervalos de cambio de fluido ade-cuados para no dejar que éste se descomponga.En caso necesario, el proveedor puede analizarperiódicamente muestras en el laboratorio para es-tablecer la frecuencia de cambio.

3. Mantener el depósito adecuadamente lleno paraaprovechar sus características de disipación decalor e impedir que la humedad se condense enlas paredes interiores.

4. Reparar inmediatamente las fugas.

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ESPECIFICACIONES DE LOS FLUIDOSHIDRAULICOS

Especificaciones mundiales

- Denison HF 0, HF 1, HF 2, HF 3.

- Vickers I-286-S, M-2950

- Cincinati Milacron P-68, P-69, P-70

- Racine, Variable Volume Vane Pump.

- DIN 51524, Part 2.

- Mannesman 102030 (Rexroth).

- Thyssen TH-N-256132.

- German Steel Industry SEB 181.222

- VDMA 24318.

- HLP-D

- Commercial Hydraulics.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

ESPECIFICACIONES DE LOS FLUIDOS HIDRAULICOS

Especificaciones mundiales

ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-0Fluidos basados en aceites minerales aptos para desempeñarse en bombas de paletas y pistón a lascondiciones promedio del catálogo

Especificaciones promedio de Catálogo

BOMBA DE PALETAS

BOMBA DE PISTON

Intermitente Continuo

Presión 3.000 PSI

Máximo

Temperatura 100 0C Máx.

R.P.M. 2.500 Máximo

Presión 5.000 PSI Máximo

Temperatura 100 0C Máx. (intermitente)

Temperatura 60°C (continuo)

R.P.M. 1.200 - 1.800

Presión 2.500 PSI

Máximo

Temperatura 60 0C Máx.

R.P.M. 2.500 Máximo

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-1Especificación R y O para fluidos basados en aceites minerales aptos para desempeñarse en bombas depistón a las condiciones promedio de catálogo.

Condiciones típicas de Catálogo

BOMBA DE PISTONPresión 5.000 PSI Máximo

Temperatura 100 0C Máx. (intermitente)

Temperatura 60°C Max. (continuo)

R.P.M. 1.200 - 1.800

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-2Fluidos basados en aceites minerales aptos para desempeñarse en bombas de paletas a las condicionespromedio de catálogo y pueden ser usados en equipos de pistón a condiciones por debajo del promedio.

Condiciones típicas de Catálogo

BOMBA DE PALETAS

Intermitente Continuo

Presión 3.000 PSI

Máximo

Temperatura 100 0C Máx.

R.P.M. 2.500

Presión 3.500 PSI Máximo

Temperatura 70 0C Máximo (intermitente)

Temperatura 60°C Máximo (continuo)

R.P.M. 1.800 Máximo

Presión 2.500 PSI

Máximo

Temperatura 60 0C Máx.

R.P.M. 2.500

BOMBA DE PISTON

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

ESPECIFICACIONES DENISON GUIA HF-3Especificación para emulsiones de agua en aceite, para uso en bombas de paletas y de pistón en condicio-nes de operación por debajo de las promedio.

Condiciones típicas de Catálogo

BOMBA DE PALETAS

Intermitente Continuo

Presión 1.500 PSI

Máximo

Temperatura 66 0C Máx.

RPM 1.800 Máximo

Presión 3.500 PSI Máximo

Temperatura 60 0c Máximo

RPM 1.800 Máximo

BOMBA DE PISTON

Presión 1.000 PSI

Máximo

Temperatura 66 0C Máx.

RPM 1.800 Máximo

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ESPECIFICACIONES DENISON

✔✔

Test de BombaDenison T-5D PaletasDenison P-46 Pistón

Test de OxidaciónTest 1.000 Horas por (ASTM D-943) ✔

HerrumbreASTM D-665AASTM D-6565B

✔✔

Estabilidad HidrolíticaASTM D-2619 ✔

Estabilidad TérmicaCinccinati Milacron Test

FiltrabilidadDenison TP 02100 ✔

Test de EspumaASTM D-892 ✔

(1)Viscosidad cSt a 40 0 C

Indice Mínimo de Viscosidad 90

(1)

90

(1)

90

✔✔

✔✔

✔ ✔

-✔

-

-

-

-

✔✔

-

HF-0 HF-1 HF-2

Page 56: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

REQUERIMINENTOS DE LA ESPECIFICACION CINCCINATI MILACRON

Cinccinati Milacron P - 68 P - 69 P - 70

Pruebas de BombaASTM D 28882 MG.

HerrumbreASTM D 665A

Estabilidad Térmica( Prueba Cinccinati Milacron)

Viscosidad cSt a 40 0 C

Indice de Viscosidad Mínimo

50 Máx. 50 Máx. 50 Máx.

Pase Pase Pase

- - -

32

90

68

90

46

90

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

TIPOS DE BOMBA VERSUS ESPECIFICACIONES

Presión de Trabajo PSI Industrial Equipo Móvil

BOMBA DE PISTON

BOMBA DE PALETAS

3.000

2.000

5.000

3.000

Denison

Vickers

Cinccinati Milacron

HF-2 / HF-0

I-286-S

P-68, P-69, P-70

HF-0

M-2950-S

Ninguna

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

PRUEBAS PARA LOS FLUIDOSHIDRAULICOS

Propiedades de la liberación del aire

IP 313/ASTMD 3427En este Test se sopla aire comprimido durante 7minutos a través de el aceite en prueba, el cual escalentado a temperaturas de 25, 50 ó 75°C. Setoma el tiempo requerido para que el aire atrapadoreduzca su volumen a 0.2%, mediante la mediciónde la densidad en el aceite con una balanza demohr.

Características de formación de espuma

IP146/ASTMD 892En este Test se sopla aire durante 5 minutos a unarelación constante en una muestra de aceite man-tenida a 24°C, el volumen de espuma es medido yreportado como la tendencia a la formación de es-puma. Al cabo de 10 minutos se mide nuevamenteel volumen de la espuma y es reportado como laestabilidad de la espuma. El Test es repetido enuna segunda muestra a 93.5°C. y después de co-lapsar la espuma a 24°C enfriando desde 93.5°C.Ejemplo:

24

93.5

24

TEMPERATURA°C

10

20

10

0 - Trazas

0 - Trazas

0 - 5

VOLUMENDE ESPUMA (ML)

al cabo de

5 minutos 10 minutos

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Propiedades antidesgaste

ExistenEspecificaciones promedio de Catálogopruebas para evaluar la protección antidesgaste delaceite hidráulico. Vamos a estudiar las pruebasde bomba, establecidas por la Vickers que son:VICKERS V104C VANE PUMP TEST y laVICKERS 35 VQ 25 PUMP TEST.

VICKERS V 104CLa capacidad del fluido para proteger contra el des-gaste, se prueba en una bomba de paletas bajocondiciones especificadas de operación, duranteun tiempo determinado al final del cual se mide lapérdida de peso en el anillo y las paletas.

En el test estándar, la bomba se opera durante250 horas a la presión de 2.000 PSI y una tempe-ratura de 70°C con un buen aceite hidráulico, lapérdida total de peso debe ser menor de 20 mgrs.

En el test de baja carga, la bomba se opera duran-te 250 horas a una presión de 35 bar y una tempe-ratura de 70°C. BST, test tiene en cuenta la nece-sidad de proveer efectiva protección contra el des-gaste en desempeño con bajas cargas.

Test de anillo caliente (HOT RING TEST)La bomba es operada por 1.000 horas a 2.000 PSIde presión y una temperatura de 105°C, este testevalúa el desempeño del aceite en condiciones mu-cho más allá de lo previsto en servicio.

VICKERS 35 VQ 25Es un Test severo que fue introducido para asegu-rar que los aceites candidatos provean adecuadaprotección para bombas en aplicaciones móvilesdonde la operación excede el 80% de la capaci-dad promedio de la bomba.

Límite TestLímite Test

Pérdida promedio peso en anilloPérdida promedio peso en anillo

Pérdida promedio peso de paletasPérdida promedio peso de paletas

TellusTellus 37 37

7575

1515

7.67.6

66

Límite TestLímite Test

250 Horas, 140 Bar, 70° C250 Horas, 140 Bar, 70° CPérdida total de pesoPérdida total de peso

TellusTellus 37 37

100100 mgr mgr..

CondicionesCondiciones

250 Horas, 35 Bar, 70° C250 Horas, 35 Bar, 70° CPérdida total de pesoPérdida total de peso

100100 mgr mgr..

1000 Horas, 140 Bar, 105° C1000 Horas, 140 Bar, 105° C

Pérdida total de pesoPérdida total de peso100100 mgr mgr..

por 250 Horaspor 250 Horas

7.67.6 mgr mgr..

3.03.0 mgr mgr..

3535 mgr mgr..

por 250 Horaspor 250 Horas

Es la más dura dentro del repertorio para medirpropiedades antidesgaste en acero. Se utiliza unacarga de aceite para poner en marcha por separa-do 3 bombas, cada una se hace funcionar bajocondiciones extremadamente severas 2.400R.P.M., 3.000 PSI de presión y 93°C de tempera-tura, la línea de funcionamiento es de 50 horascada una, lo cual da un total de 150 horas para lacarga del aceite, después de la prueba el anillo ylas paletas se miden con toda precisión para de-terminar la perdida de peso. Los resultados obte-nidos con Shell Tellus en estas pruebas sonextraordinarios.

Page 60: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

PRODUCTOESTAB. TERM CINCINNATI-168Hrs/135°C UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46

C A M B I O A P A R I E N C I A C O B R E Rating Máximo 5 2 2 2 2 2CAMBIO APARIENCIA ACERO Rating Máximo 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

P E R D I D A D E P E S O C O B R E mg Máximos 10 1 1,5 0 1 0DEPOSITOS REMOVIDOS DEL ACERO Cantidad Máxima 3,5 0 0 0 1 0,5

P E S O E N L O D O S F O R M A D O S mg/100ml. Máximo 25 0 1 0 8 0

ANTIDESGASTE Vickers V104 /35VQ25 UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46PERD.PESO ARO/ PALETAS-ho t r i g mg totales máximos 100 40 45 56 45 63

PERD. PESO ARO/P ISTA mg Máximos 75 19 26 37 42 47P E R D I . P E S O P A L E T A S mg Máximos 15 6 6 8 11 14

STICK SLIP Ratio Máximo 1,0 0,4 0,4 0,9 1,2 1,2FILTRABILIDAD TMS341&347-300 ml-Mebr 1.2 Micron UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46

A C E I T E S E C O Minutos Mínimos posibles 8 8 8,5 9 9,5ACEITE Y AGUA AL 0.1% Minutos Mínimos posibles 7 9 18 27 33

ACEITE Y AGUA 0.1% +Ca 30 ppm Minutos Mínimos posibles 8,5 10 12 15 9PRUEBAS UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46RESIST. OXIDACION, Hrs "TOST"-ASTM 943 ASTM D 943 1000 4000 2000 1550 1670 1450PRUEBAS DE CAPACIDAD DE CARGA Y SUPERFICIE UNIDAD ESPECIFICACION REVIT. TELLUS 46 TELLUS 46 A 46 B 46 C 46CAP.CARGA FZG-DIN 51524-HLP- IP 943 IP 334 10 12 10 10 10 8LIBERACION DE AIRE IP 313-Minutos Minutos Mínimos posibles 10 10 12,2 12 12,8DEMULSIBILIDAD ASTM D 1401-Desv40/40-0a20 Minuts Desv.40/40-0a20Minutos Minimos Posibles 20 20 22 20 20ESPUMACION IP146(ASTM D892)-Secuencia I 25°C Secuencia I 25oC 150....20/0 máx 20 20 150 180 120DESGASTE DE BOMBAS

DENINNSON, PALETAS T6C T6C PASA PASA PASADENINNSON , PISTON P46 P46 PASA PASA PASA

REXROTH REXROTH PASA PASA PASA

TODOS LOS ACEITES HIDRAULICOS NO SON IGUALES / RESUMEN BENCHMARKING

SHELL TELLUS NUEVA FORMULA /NIVELES DE DESEMPEÑO Vs COMPETIDORES

RESULTADOS OBTENIDOS EN BRASIL Y USA 1.997 Vs FORMULA REVITALIZADA SHELL TELLUS 46 (PRUEBAS SOUTHAFRICA)

Page 61: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

0

5

10

15

20

25

Rating MáximoCAMBIO APARIENCIA

ACERO

mg MáximosPERDIDA DE PESO

COBRE

Cantidad MáximaDEPOSITOS

REMOVIDOS DELACERO

mg/100ml. MáximoPESO EN LODOS

FORMADOS

ESPECIFICACION 5

REVIT. TELLUS 46 2

TELLUS 46 2

A 46 2

B 46 2

C 46 2

BENCHMARKING TELLUS Vs CIA- ESTABILIDAD TERMICA

Page 62: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

GR

AD

O D

E D

ES

EM

PE

ÑO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

mg MáximosPERD. PESO ARO/PISTA

mg MáximosPERDI. PESO PALETAS

Ratio MáximoSTICK SLIP

ESPECIFICACION 100

REVIT. TELLUS 46 40

TELLUS 46 45

A 46 56

B 46 45

C 46 63

BENCHMARKING TELLUS Vs CIA EN DESEMPEÑO ANTIDESGASTE & STICK SLEEP

Page 63: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

GR

AD

O D

E D

ES

EM

PE

ÑO

0

5

10

15

20

25

30

35

Mínimos posiblesMinutos

ACEITE SECO

Mínimos posiblesMinutos

ACEITE Y AGUA AL 0.1%

Mínimos posiblesMinutos

ACEITE Y AGUA 0.1% +Ca 30 ppm

REVIT. TELLUS 46

TELLUS 46

A 46

B 46

C 46

BENCHMARKING TELLUS Vs CIA -DESEMPEÑO EN FILTRABILIDAD

Page 64: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Hor

asA

STM

D 9

43

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

RESIST. OXIDACION, Hrs "TOST"-ASTM 943

ESPECIFICACION

REVIT. TELLUS 46

TELLUS 46

A 46

B 46

C 46

BENCHMARKING PRUEBA TOST Vs SHELL TELLUS

Page 65: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

BENCHMARKING CAPACIDAD CARGA FZG Y PROPIEDADES DE SUPERFICIE

IP 334

CAP.CARGA FZG-DIN 51524-HLP-

IP 943

Minutos

LIBERACION DE AIRE IP 313-

Minutos

Desv.40/40-0a20Minutos

DEMULSIBILIDAD ASTM D 1401-

Desv40/40-0a20 Minuts

Secuencia I 25oC

ESPUMACION IP146(ASTM D892)-

Secuencia I 25°C

Tellus Vs Competencia

Kgs

(FZ

G) y

Min

uto

s (P

rop

. S

up

erfi

cie

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ESPECIFICACION

REVIT. TELLUS 46

TELLUS 46

A 46

B 46

C 46

Page 66: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Prueba de estabilidad térmica

El aceite se calienta a 135°C en presencia de vari-llas de cobre y acero durante 7 días al finalizar laprueba se determinan los cambios en peso de lasvarillas de metal, se observa alguna decoloraciónen los mismos y formación de lodo en el aceite.

Resistencia a la oxidación

Prueba Turbine Oil Stability Test (TOST).A 300 milímetros de aceite se adicionan 50 mililitrosde agua, se colocan carretes de cobre y acerocomo catalizadores y se sopla oxígeno constante-mente para estimular la oxidación. La acidez de lasolución es monitoreada continuamente. El tiem-po requerido por el aceite para alcanzar el númerode neutralización de 2 mgs. KOH/9 es el tiempode vida TOST. Además la muestra es examinada alas 1.000 horas para evidenciar los depósitos for-mados o los cambios en la apariencia de el aceite,agua, cobre y acero.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Demulsibilidad

Método ASTM D-1401 y ASTM D-2711El método estándar ASTM D-1401 se utiliza paralos aceites sintéticos y para los de turbinas devapor con una viscosidad entre un grado ISO 32 yun 100. El ASTM D-2711 para los demás tipos,incluyendo los de E.P. La prueba de demulsibilidadconsiste en mezclar una parte de aceite con otrade agua destilada (en el ASTM D-1401, 40 c.c.)ml. de aceite con 40 c.c.) ml. de agua destilada, ymezclar durante 5 minutos, a una temperatura de-terminada (55°C en el método ASTM D-1401 Y 80°Cen el ASTM D-2711). Transcurrido este tiempo, sedeja la mezcla en reposo y se chequea el tiemporequerido para que la emulsión de agua y de acei-te se separen completamente. Los resultados ob-tenidos en esta prueba deben ser como mínimo 40c.c. (ml.) de aceite, 37 c.c. (ml.) de agua y 3 c.c.(ml.) de emulsión para un tiempo de 20 minutos.Un aceite posee buenas características de demul-sibilidad cuando la mezcla de agua y de aceite sesepara completamente en un tiempo de un minu-to. La agitación ayuda a que la emulsión de unaceite con agua persista, pero, una vez esta seencuentre en reposo, debe desaparecer inmedia-tamente; de lo contrario, puede causar problemasde corrosión y de formación de herrumbre en to-dos los circuitos por donde fluya el aceite. Por otrolado, los ácidos orgánicos que empiezan a formar-se en el aceite como resultado de su oxidaciónnormal, se vuelven más corrosivos en presenciade agua y algunos de los inhibidores de la oxida-ción pueden ser disueltos por ella.

Los aceites automotores no poseen aditivosantiemulsionantes debido a que estos reaccionancon los aditivos detergentes-dispersantes (fenatosy sulfonatos), descomponiendo el aceite.

El agua con el aceite forma una emulsión que, de-pendiendo del tipo de aceite, es estable o no. Enel caso de aceites para maquinado, se requiereque la emulsión sea altamente estable, mientrasque en otros, como los aceites para turbinas devapor,sistemas hidráulicos, reductores, compresores,transformadores y para sistemas de circulación senecesita que tenga buenas propiedades demulsificantes.

Un aceite industrial emulsionado por lo generalpresenta un color opaco, pero este color desapa-rece y el aceite adquiere un color claro (si no estáoxidado), cuando se calienta a una temperaturade 100°C. En el caso de los aceites automotores,esta prueba es poco significativa porque su coloropaco se debe básicamente a sus característicasde detergencia-dispersancia.

Esta característica es de especial importancia enel caso de aceites de turbina, hidráulicos y en ge-neral de todos aquellos expuestos a trabajar encontacto con el agua, siendo la presencia de éstaes generalmente muy perjudicial para la lubrica-ción, deseándose por lo tanto, que la emulsión seainestable, y ésta lo es, si desaparece al terminarla acción que la originó o después de un ciertotiempo de reposo. Si persiste, se trata de unaemulsión estable.

Los factores que favorecen la estabilidad de las

Page 68: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

emulsiones son:

- Una tensión interfacial suficientemente baja.

- Viscosidad muy elevada del aceite.

- Pequeña diferencia de densidad entre ambos líquidos.

- Presencia de sulfonatos por oxidación del aceite.

Page 69: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

AVERIAS EN LOS MANDOSHIDRAULICOS

Reseñamos a continuación, más específicamentedesde el punto de vista de los aceites hidráulicos,una serie de averías que se producen en estos me-canismos, sus causas y su corrección.

Contaminación del fluido con partículassólidas.

La causa más común de averías en sistemas hi-dráulicos es la contaminación del fluido con partí-culas sólidas.

Es esencial conservar fluidos lo mas limpios comosea posible. Esto es particularmente importantepara sistemas que operan a presiones altas y aqué-llos que incorporan componentes de toleranciacerrados.

La contaminación de los fluidos hidráulicos puedeser causada por:

- La abrasión de la precisión forma las superficiesde bombas hidráulicas, actuators y válvulas delmando, ensanchando trabajando despachos deaduanas a un grado que puede afectar la exactitudde mando,;

- La degradación del fluido por contaminantescatalíticos

- La ineficiencia que afecta el desempeño del sis-tema, si se trancan componentes que no se pue-den mover libremente

Ruidos anormales de la bomba

Válvula engomadaComprobar el estado del aceite, instalar un filtroen el circuito e inspeccionar el ya existente. Ana-lizar el aceite para controlar su estado de oxida-ción.

Desgaste de piezasComprobar el estado de las válvulas, pistones oengranajes. Cambiar las piezas }desgastadas.

CavitaciónComprobar la aspiración de la bomba. La secciónde aspiración debe ser poco más o menos el do-ble que la de escape. Comprobar los tubos deaspiración. Si es necesario utilizar un aceite deviscosidad más baja o con un punto de congela-ción más bajo.

Formación de pequeñas burbujas de aire o devapor en el aceite por causa de una reducción depresión.

• Es más probable que ocurra en la succión de labomba.

• La posibilidad de cavitación se incrementacuando el fluido contiene aire atrapado.

• Puede conducir al rompimiento de la películalubricante.

• Puede ocasionar daños en la bomba.

Page 70: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Entradas de aireControlar las juntas de aspiración; para ello poneraceite en el exterior de las juntas y observar lospuntos donde esta aplicación de aceite hace dis-minuir o desaparecer el ruido.

Instalación incorrectaUna pesada y efectiva carga sobre el eje de man-do de una bomba de engranajes que ha causadoexcesivo desgaste sobre el plato de presión en laparte trasera del engranaje de mando

ejemplos de averías causadas por cavitación

Corrosión de Cavitation en el plato del puerto de una bomba delpistón axial

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

SobrecargaEl alojamiento de esta bomba de engranajes des-pués de haberse roto y haber sido alesado o ras-pado con repetidos surcos y excesiva presión

Frotamientos anormales de la bombaComprobar el montaje o reajustar el mismo.

Termostato Si el aparato está provisto de termostato destina-do a refrigerar el aceite comprobar que no está ave-riado o parcialmente bloqueado.

Cantidad de aceite insuficienteAumentar la cantidad de aceite en el circuito o entodo caso utilizar un deposito mayor a fin de so-meter el aceite a un trabajo menos continuado.

Falta de potencia o pérdida de ella.

Averías en el by-passComprobar éste por si tiene algún resorte roto o enmal estado o la válvula estropeada.

Velocidad insuficiente de la bombaComprobar el motor y la transmisión.

Mal rendimiento de la bombaComprobar el estado de la misma y sus compo-nentes. Reemplazar aquellos que no se encuen-tren en buen estado.

Funcionamiento defectuoso de la bombaBuscar la presencia de cuerpos extraños o depó-sitos que obstruyan los orificios y las válvulas.

Aceite demasiado viscosoUtilizar un aceite más fluido.

Calentamiento del aceite

Presión de escape demasiado elevadaRegular el by-pass, para que funcione a más bajapresión.

Aceite demasiado viscosoUtilizar un aceite más fluido.

Mal rendimiento de la bombaUtilizar un aceite más viscoso o de índice de vis-cosidad más elevado. Comprobar la estanqueidadde las juntas y la de las válvulas.

Page 72: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Movimiento irregular de los órganos demando

Válvulas engomadas o que quedan abiertasSi las válvulas están engomadas comprobar el es-tado del aceite y concretamente su oxidación.Buscar la presencia de burbujas de aire en el cir-cuito. Ver si existen partículas metálicas o cuer-pos extraños en los asientos de las válvulas.

Los órganos con mando oleodinámico, obe-decen mal durante el período demarchaComprobar el punto de congelación del aceite uti-lizado, así como su viscosidad a la temperatura depuesta en marcha; si son demasiado elevadas,cambiar el aceite y reemplazarlo por otro con pun-to de congelación más bajo e índice de viscosidadmás alto.

Bloqueo del árbol o de la bielaComprobar el montaje de los ejes de pistones y elestado de las juntas.

Causas generales de mal funcionamien-to

Funcionamiento prolongado sin cambio deaceiteDebe tomarse periódicamente una muestra deaceite y hacerla analizar grado de oxidación.

Efectos sobre la transmisión poroxidación del fluidoAumento de viscosidad

- Operación lenta

Rotura de cadenas carbonadas- Pérdida de viscosidad - Degradación de Elastómeros

Formación de barros - Obturación de válvulas

Formación de ácidos- Corrosión

Degradación del modificador de fricción - Pobre realización de cambios

Contaminación del aceiteProviene generalmente de emulsiones con agua,aceites solubles de corte o líquidos de rectificado.

Otras causas pueden ser:

Conocimiento insuficiente del personal queutilice el circuito.Entrada de aire en el circuito.

Page 73: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Mala calidad del fluido hidráulico

Juntas de calidad mala o defectuosa

Fuentes de contaminación

Manufactura

Desgaste Normal

Mantenimiento y llenado del sistemaEventualmente, impurezas del medioambiente

Daño repentinoUna partícula de metal grande entrampada en losdientes de una bomba

Una válvula de alivio bloqueada provocó presión ha-ciendo que el árbol de la bomba se rompierá

Daño por degradaciónEl desgaste abrasivo de la paleta de la bomba hi-dráulica lleva a la pérdida de mando de la paleta

Page 74: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Rayado del vástago de un cilindro hidráulico. Unavez iniciado se acumula más suciedad dentro delas ranuras causando una contaminación extensa

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

RESUMEN ESQUEMATICO DE FALLAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS

Válvula de alivioVálvula de alivioruidosaruidosa

1.1.Ajuste demasiadoAjuste demasiadocercano a la presión ocercano a la presión o

al ajuste de otra válvulaal ajuste de otra válvula

2.2.Cono y asientoCono y asientodesgastadosdesgastados

Ruido Excesivo

Motor con ruidoMotor con ruido1.1.AcopleAcople

desalineadodesalineado

22.Motor desgastado.Motor desgastadoo dañadoo dañado

1.1.CavitaciónCavitación

2.2.Aire en el fluidoAire en el fluido

3.3.Acople desalineadoAcople desalineado

4.4.Bomba desgastadaBomba desgastadao dañadao dañada

Bomba con ruidoBomba con ruidoA CB

Page 76: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

2.Cavitación

Calor Excesivo

Bomba caliente1.Fluido caliente

Motor caliente

A CB

Válvula de alivio Fluido caliente

4.Válvula de alivio o descarga con ajuste demasiado alto en presión

3.Aire en el fluido

5.Carga excesiva

6.Bomba desgastadao dañada

1.Fluido caliente

2.Válvula de alivio o descarga con ajuste

demasiado alto en presión

3. Carga excesiva

4. Motor desgastadoo dañado

1. Fluido caliente

2.Ajuste incorrectode válvulas

3.Válvula desgastadao dañada

1. Presión del sistema demasiadoalta

2. Válvula de alivio o descarga con ajuste demasiado alto en presión

3.Fluido sucio o baja provisión del mismo

4.Fluido de viscosidad incorrecta

5. Sistema de enfriamiento defectuoso

6. Bomba, válvula, motor, cilindro u otro componente desgastado

D

Page 77: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Flujo Incorrecto

No hay flujo1.La bomba no recibe el fluido

2.Motor eléctrico que muevela bomba no trabaja

3.Acople entre el motor y labomba roto

4.Motor eléctrico quemueve la bomba con rotación

Flujo excesivoPoco flujo

A CB

5.Control direccional ajustadoen posición incorrecta

6.Todo el flujo pasa a través de la válvula de alivio

7.Bomba Dañada

1.Ajuste del control de flujodemasiado cerrado

2.Válvula alivio o descarga con ajuste demasiado abierto

3.Fuga externa en el sistema

4.El control de desplazamiento está

inoperante (en bombas de desplazamiento variable)

5.Bomba, válvula, motor, cilindro, u otro componente

desgastado

1. Ajuste del control de flujodemasiado abierto

2.Control de desplazamientoestá inoperante (en bombas de desplazamiento variable)

Page 78: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Presión Incorrecta

No hay presión

1.No hay flujo

Baja presión

A CB

Presión errática

1.Hay escape depresión

2.Ajuste de válvulareductora de presión

demasiado bajo

3.Fugas externasexcesivas

4. Válvula reductorade presión

desgastada o dañada

1.Aire en el fluido

2.Válvula de aliviodesgastada

3.Contaminación enel fluido

1. Válvula reductorade presión, de

alivio o de descargamal ajustada

2. El control de desplazamiento está

inoperante (en bombasde desplazamiento

variables)

3.Válvula reductorade velocidad, de alivio

o de descarga desgastada o dañada

D

Presión excesiva

4.Acumulador defectuoso o con

poca carga

5.Bomba, motor ocilindro desgastado

Page 79: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

2.Control de límite

o posición (mecánico,

eléctrico o hidráulico

inoperante o

desajustado

Operación Defectuosa

No haymovimiento

1.No hay flujo o

presión

A CB

4.Cilindro o motor

dañado o desgas-

tado

3.Restricción

mecánica

1.Poco flujo

2. Viscosidad del líqui-do demasiado alta

3.Control de presión

insuficiente para válvulas

4. No hay lubricaciónen los pasos de la má-quina o en los meca-

nismos de movimiento

1.Presión

2.Aire en el fluido

3.No hay lubricación

en los mecanismos

de movimiento

1. Flujo excesivo

D

Movimientolento

Movimiento Velocidad omovimiento

excesivo

5. Motor o cilindrodesgastado o dañado

4. Motor o cilindrodañado o desgastado

Page 80: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

TRANSMISION AUTOMATICA

Es el componente mecánico más complejo de unvehículo, hace posible que un motor mueva pesa-das cargas, invierta la dirección de vehículo, y de-sarrolle altas velocidades proporcionando una di-versidad de marchas en punto muerto, marcha atrásy marcha adelante, la transmisión se compone decuatro elementos principales: Convertidor de tor-que, engranajes planetarios, discos de fricción,cintas de transmisión y un sistema de control hi-dráulico.

EL CONVERTIDOR DE TORQUE, transfiere y mul-tiplica el par motor (fuerza de giro), le permite alvehículo detenerse sin parar el motor y sin la nece-sidad de un embrague manual. Cuatro componen-

tes principales del convertidor de torque propor-cionan un acoplamiento fluido entre el motor y eltren de transmisión del vehículo. Unido al volantedel motor el convertidor de torque, dos conjuntosde paletas giratorias obligan al fluido de transmi-sión a desplazarse de un lado a otro dentro de lacaja del convertidor de torque; el motor hace girarlas paletas de bomba, haciendo que el fluido seaarrojado a las paletas de la turbina este enlacefluido, muy parecido a un ventilador y una rueda deespigas, encausa la potencia del motor hacia elinterior de la transmisión. El estar trabajando conla turbina y la bomba proporcionan una multiplica-ción del par durante el arranque, el embrague delconvertidor de torque proporciona un enlace direc-to entre las paletas de la bomba y las paletas de laturbina con miras a una mejor economía de com-bustible a la velocidad de carretera, los dos con-juntos de paletas se aproximan a la misma veloci-dad de rotación y el embrague del convertidor detorque embraga o engancha y anula el enlace flui-do encausando la energía directamente desde elmotor al eje de la turbina sin perdida de potencia.

Segundo planetario

Primer planetario

Del acelerador

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

CONJUNTO DE ENGRANAJESPLANETARIOS, está constituido por conjuntosmúltiples de engranajes de acero, los engranajestransfieren el torque y la potencia al sistema detransmisión. Un conjunto de engranajes planeta-rios se compone de un engranaje central, unportaplanetario que sostiene engranajesplanetarios que giran alrededor de un engranajecentral y un engranaje exterior de dentadointerior. Sujetando el engranaje, accionando unsegundo y tomando potencia de un tercero losengranajes planetarios transfieren la potencia delmotor a través del convertidor de torque, al trende transmisión. Compacto, fuerte, con losdientes de los engranajes siempre en contacto,los planetarios pueden proporcionareficientemente las relaciones de engrane nece-sarias para la marcha adelante, marcha atrás,reducción o sobremarcha.

EMBRAGUES DE FRICCION Y DISCOS DETRANSMISION, son activados por el flujo y la pre-sión del fluido para transmisiones automáticas, ac-cionan o sujetan los conjuntos de engranajes yplanetarios según sé requiera. Cada unidad deembrague se compone de múltiples discos de fric-ción y discos de reacción de acero, fijados conchavetas a los conjuntos de engranajes planetarios,bañados en fluido para transmisiones automáticasestos discos separados giran libremente; cuandosé embraga la unidad de embrague la presión hi-dráulica obliga a los discos de fricción y de aceroa juntarse, haciendo girar efectivamente los dis-cos, el cubo y la caja como una unidad, transfi-riendo la potencia del motor a la marcha seleccio-nada. De manera similar las cintas que rodean loscomponentes de la transmisión sujetan o sueltanlas unidades individuales dependiendo de la mar-cha que haya sido seleccionada por el operador.

SISTEMA DE CONTROL HIDRAULICO, el ope-rador selecciona una marcha al mover una palan-ca, esto hace que el fluido se desplace dentro dela unidad de válvulas de control de la transmisión.Las válvulas y resortes en el interior de la unidad,reaccionan a los cambios de presión causados porel flujo del fluido y embragan o desembragan, em-bragues y cintas para cambiar la transmisión a lamarcha seleccionada. Al oprimir el operador elacelerador, hay sensores mecánicos o cada vezmás frecuentemente, electrónicos que le indican ala transmisión cuando ejecutar el cambio de velo-cidad dentro del régimen de marcha seleccionada.

Page 82: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

FLUIDO PARA TRANSMISIONESAUTOMATICAS (ATF)

Los ATF son utilizados en numerosas aplicacio-nes como en vehículos particulares y comercialescon transmisiones automáticas, equipos de cons-trucción y minería, maquinaria agrícola, sistemashidráulicos automotrices, industriales y marinos.

Hay tres tipos de fluidos para transmisiones auto-máticas:

- DEXRON III principalmente para transmisionesGeneral Motors (GM).

- MERCON para transmisiones Ford posteriores a1981

-TIPO F (reúne la especificación Ford (M2C33F)para transmisiones Ford anteriores a 1978 y algunas anteriores a 1981.

Los fluidos DEXRON-IIE fueron requeridos paratransmisiones automáticas GM en enero de 1993y fue reemplazada por la DEXRON III en 1995,esta especificación describe fluidos con desem-peño mejorado de fricción y estabilidad térmica.Igualmente Ford revisó la especificación MERCONpara sus transmisiones en 1994.

La principal diferencia entre las especificacionesde los ATF son las características requeridas defricción. Las aplicaciones inadecuadas de estosfluidos pueden conducir a daños en las transmisio-nes. Un ATF típico contiene aditivos antioxidantes,antiespumantes, modificadores de viscosidad, an-

tidesgaste, modificadores de fricción y modifica-dores de dilatación de los sellos.

Funciones de un ATF

Las principales funciones de un fluido para trans-misiones automáticas son:

- Actuar como fluido hidráulico.

- Lubricar engranajes y cojinetes.

- Disipar eficazmente el calor.

- Asegurar rendimiento de sellos y juntas.

- Operar en un amplio rango de temperaturas.

- Proteger contra la oxidación.

- No ser corrosivo a ninguno de los elementos de la transmisión.

- Poseer características especiales de fricción

- Proteger contra el desgaste.

Page 83: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

REQUISITOS DE VISCOSIDAD DE LOSATF

Efecto sobre la transmisión por oxidación delaceite

Aumento de viscosidad:- Operación lenta

Rotura de cadenas carbonadas:- Perdida de viscosidad- Degradación de elastómeros

Formación de barros:- Obturación de válvulas- Formación de ácidos- Corrosión

Degradación de modificador de fricción:- Pobre realización de cambios

MerconMerconDexron-IIDexron-II Dexron-IIE/IIIDexron-IIE/III Nvo. MerconNvo. Mercon

VV iscosidad,Brookfieldiscosidad,Brookfield

100 100 00cc

VV iscosidad, cStiscosidad, cSt

100 00cc6.86.8 6.86.8

5000050000 2000020000 5000050000 2000020000

Page 84: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

RESUMEN DE LA SECCION DOS

Los fluidos hidráulicos deben poder: transmitir po-der, lubricación, enfriar, proteger, sellar y serfiltrables. Los aceites minerales cumplen con es-tos requisitos.

Un fluido hidráulico debe tener unacompresibilidad baja.

El aire atrapado puede aumentar la compresibili-dad de un fluido hidráulico y causar movimientosirregulares y lentos, y sobrecalentamiento. Losfluidos hidráulicos deben entonces tener propie-dades de buena liberación de aire y antiespuma.

Desde el punto de vista de su capacidad para lu-bricar, la propiedad más importante de un aceitehidráulico es su viscosidad.

El aceite debe ser suficientemente viscoso paralubricar la bomba del sistema eficientemente.

Otra propiedad importante es:

Un índice de viscosidad apropiado para que la vis-cosidad quede dentro de los limites aceptables so-bre todo el rango de temperaturas de operación.

Page 85: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

SECCION TRESLIMPIEZA DE SISTEMAS

HIDRAULICOS Y FLUIDOSDE LUBRICACION

El mayor beneficio que un usuario de lubricantesdesea obtener es la extensión de la vida útil desus equipos por la reducción del desgaste en suscomponentes. Hay muchas formas de lograr esteobjetivo, y una de ellas es la que será discutida eneste artículo que trata sobre la contaminación dellubricante con partículas sólidas y la prevencióndel desgaste por esta causa.

Las partículas presentes en un sistema son usual-mente invisibles pero pueden causar su falla pre-matura. Los sistemas hidráulicos, en particular,imponen exigentes condiciones de limpieza paraconservar y prolongar la vida útil de componentestan sensibles como las servo-válvulas, motores/bombas de paletas y pistones, y válvulas de con-trol direccional y de presión.

Las partículas sólidas pueden ingresar a un siste-ma a través de los sellos, ser atrapadas por loscomponentes durante los procesos de manufactu-ra o reparación, ingresar por el sistema de admi-sión de aire o tubos de venteo, estar presentes enlos tanques o entrar con el aceite.

Uno de los aspectos a considerar es que el fluidohidráulico nuevo cumpla los requerimientos de lim-pieza recomendados por los principales fabrican-

tes de sistemas y componentes hidráulicos. Noobstante, se han encontrado casos donde la can-tidad de partículas en el aceite nuevo esinaceptablemente alta; esto debido a inadecuadomantenimiento del aceite base o pobres condicio-nes de almacenamiento del producto terminado ode sus componentes en las plantas de mezcladoo en las instalaciones del usuario.

Cuidado adicional debe tenerse para garantizar quehay dispersión completa de los aditivos anti-espumante a partir de silicona en la base mineral.

Los niveles de contaminación son medidos usan-do el código de limpieza universal ISO, el cual des-cribimos en la página siguiente.

Page 86: Aceites Hidraulicos Shell

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ESTANDARES DE LIMPIEZA

El código ISO de limpieza se construye a partir dela combinación de dos rangos de números selec-cionados de la siguiente tabla. El primer númerorepresenta la cantidad de partículas por mililitro defluido que es mayor a 5 micrones, y el segundonúmero representa la cantidad de partículas queson mayores a 15 micrones.

Número de partículas por mililitro de fluido Número

Más qué Hasta (inclusive) Rango

80000 180000 24

40000 80000 23

20000 40000 22

10000 20000 21

5000 10000 20

2500 5000 19

1300 2500 18

640 1300 17

320 640 16

160 320 15

80 160 14

40 80 13

20 40

10 20 11

5 10 10

2,5 5 9

1,3 2,5 8

12

Cuadro comparativo de diferentes códi-gos de limpieza

Ejemplo: Si un fluido hidráulico tiene un códigoISO 18/13 indica que hay entre 1300 y 2500 partí-culas de tamaño mayor a 5 micrones y entre 40 y80 partículas de más de 15 micrones, por mililitro.

CODIGO ISO CLASE NAS 1638 CLASE SAE 749

11/8 2 -

12/9 3 0

13/10 4 1

14/9 - -

14/11 5 2

15/9 - -

15/10 - -

15/12 6 3

16/10 - -

16/11 - -

16/13 7 4

17/11 - -

17/14 8 5

18/12 - -

18/13 - -

18/15 9 6

19/13 - -

19/16 10 -

20/13 - -

20/17 11 -

21/14 - -

21/18 12 -

22/15 - -

23/17 - -

CLASIFICACION NAS 1638

TAMAÑO CLASE ( basada en limite máximo de contaminación ,partículas /100 mililitrosmicrones 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 125-15 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 32000 64000 128000 256000 512000 102400015-25 22 44 89 178 356 712 1425 2850 5700 11400 22800 45600 91200 18240025-50 4 8 16 32 63 126 253 505 1012 2025 4060 8100 16200 3240050-100 1 2 3 6 11 22 45 90 180 360 720 1440 2880 5760SOBRE 100 0 0 1 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024

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NIVELES DE LIMPIEZA PERMISIBLES POR SISTEMA

Recomendación SHELL COLOMBIA S.A.

SISTEMA CODIGO ISO 4406

Moldeo por inyección 16/11

Metalworking 16/11

Máquinas herramienta 15/9

Equipo de manejo mecánico 18/13

Equipo Móvil 18/11

Aviación 13/10

Instalaciones marinas 17/12

Aceite industrial sin uso 16/11

Motores Diesel 21/18

Rodamientos de bolas 15/13/11

Rodamientos de Rodillos 16/14/12

Rodamientos (Alta velocidad) 17/15/13

Rodamientos (Baja velocidad) 18/16/14

Cajas de Engranajes Industriales 17/15/13

Turbinas a gas (sistema de lubricación) 15/13/10

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CODIGOS DE LIMPIEZARECOMENDADOS POR

VICKERS

Vickers ha definido unos nivelesde contaminación permisiblespara las partes críticas de los sis-temas hidráulicos dando condi-ciones de operación específicas.

Nota: Este nivel de contamina-ción es válido para muestras defluidos tomadas de un punto delsistema ubicado aguas arriba delfiltro en la línea de retorno.

COMPONENTE Presión <140 bar Presión <210 bar Presión >210 bar

BOMBAS

Engranajes fijo 20/18/15 19/17/15 18/16/13

Paletas fijo 20/18/15 19/17/14 18/16/13

Pistón fijo 19/17/15 18/16/14 17/15/13

Paletas variable 19/17/15 18/16/14 17/15/13

Pistón variable 18/16/14 17/15/13 16/14/12

VALVULAS

Direccional (solenoide) 20/18/15 19/17/14

Presión (modulación) 19/17/14 19/17/14

Control de flujo (standard) 19/17/14 19/17/14

Válvulas check 20/18/15 20/18/15

Cartridge 20/18/15 19/17/14

Screw-in 18/16/13 17/15/12

Válvulas Prefill 20/18/15 19/17/14

direccional sensor decarga

18/16/14 17/15/13

Control remoto hidráulico 18/16/13 17/15/12

Direccional proporcional(throttle)

18/16/13 17/15/12

Control de presiónproporcio

18/16/13 17/15/12

Proporcional Cartridge 18/16/13 17/15/12

Proporcional Screw-in 20/18/15 17/15/12

Servo válvulas 16/14/11 15/13/10

ACTUADORES

Cilindros 20/18/15 20/18/15 20/18/15

Motores de Paletas 20/18/15 19/17/14 18/16/13

Motores de Piston Axial 19/17/14 18/16/13 17/15/12

Motores de Engranajes 21/19/17 20/18/15 19/17/14

Motores de Pistón Radial 20/18/14 19/17/15 18/16/13

TRANSMISIONES

HIDROSTATICAS

17/15/13 16/14/12 16/14/11

Page 89: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Los siguientes aspectos deben ser consideradospara lograr un nivel objetivo de contaminación:

1. Usando los códigos de contaminación recomen-dados por Vickers, determine el código más bajorequerido por cualquier componente del sistema.Todos los componentes que emplean fluido de untanque común deben considerarse parte de unmismo sistema, aún si las operaciones son inde-pendientes o secuenciales. La presión de opera-ción del sistema es la máxima presión alcanzadapor la máquina durante un ciclo completo de ope-ración.

2. Para cualquier sistema donde el fluido no sea100% mineral, establezca un nivel por debajo decontaminación para cada tamaño de partícula. Ej.: Si para un aceite mineral el menor código delimpieza requerido para un sistema era 17/15/13 yel sistema trabaja ahora con un fluido agua-glycol,el nuevo código de contaminación requerido es 16/14/12.

3. Si dos o más de las condiciones siguientes sonexperimentadas por el equipo o sistema, establezcaun nivel menor de contaminación para cada tama-ño de partícula.

Operación intermitente con temperaturas defluido sobre 71 oC.

Operación con alta vibración o altos choques.

Sistema es crítico para un proceso.

La seguridad personal de los trabajadores po-

dría correr riesgo a causa de un mal funciona-miento del sistema.

Para el sistema arriba mencionado pero ope-rando con temperaturas máximas de 75 oC ydonde una falla podría ocasionar heridas alpersonal, el código a adoptar sería 15/13/11.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

METODO DE EXTENSIONDE LA VIDA

Con base en el código ISO de limpieza recomen-dado para un fluido o sistema de lubricación y laselección adecuada de los sistemas de filtracióninstalados en un equipo determinado, es posibleextender la vida útil de un componente, sistema,equipo y del mismo fluido.

Los siguientes cuadros permiten establecer loscódigos ISO de limpieza requeridos para exten-der la vida de un sistema hidráulico, motor Diesely Rodamientos.

Por ejemplo, para un motor Diesel cuyo nivel delimpieza recomendado es 21/18 para cambio cada6000 Km, es posible extender su vida útil o el pe-ríodo de cambio del aceite al doble (12000 Km) siadoptamos un nivel de limpieza de 18/15.

2 3 4 5 6 7 8 9 10.26/23 .23/21 .22/19 .21/18 .20/17 .20/17 .19/16 .19/16 .18/15 .18/15.25/22 .23/19 .21/18 .20/17 .19/16 .19/15 .18/15 .18/14 .17/14 .17/14.24/21 .21/18 .20/17 .19/16 .19/15 .18/14 .17/14 .17/13 .16/13 .16/13.23/20 .20/17 .19/16 .18/15 .18/15 .17/13 .16/13 .16/12 .15/12 .15/11.22/19 .19/16 .18/15 .17/14 .17/14 .16/12 .15/12 .14/11 .14/11 .14/10.21/18 .18/15 .17/14 .16/13 .16/13 .15/11 .14/11 .14/10 .13/10 .13/10.20/17 .17/14 .16/13 .15/12 .15/12 .13/11 .13/10 .13/9 .12/9 .12/8.19/16 .16/13 .15/12 .14/11 .14/11 .13/9 .12/9 .12/8 .11/8 .11/8.18/15 .15/12 .14/11 .13/10 .13/10 .12/8 .11/8.17/14 .14/11 .13/10 .12/9 .12/9 .11/8.16/13 .13/10 .12/9 .11/8 .12/8.15/12 .12/9 .11/8.14/11 .11/8.13/10 .11/8.12/9 .11/8

Life Extension Factor (LEF) - Hydraulic Systems

Factor de extensión de vida para sistemas hidráulicos

Act

ual

niv

el d

e lim

pie

za m

aqu

ina

(IS

O)

A B 2 3 4 5 6 7 8 9 1026/23 23/20 22/19 21/18 20/17 20/17 19/16 19/16 18/15 18/1525/22 22/19 21/18 20/17 19/16 19/16 18/15 18/15 17/14 17/1424/21 21/18 20/17 19/16 19/16 18/15 17/14 17/14 16/13 16/1323/20 20/17 19/16 18/15 17/14 17/14 16/13 16/13 '15/12 '15/1222/19 19/16 18/15 17/14 16/13 16/13 '15/12 '14/11 '14/11 '14/1121/18 18/15 17/14 16/13 '15/12 '15/12 '14/11 '14/11 '13/10 '13/1020/17 17/14 16/13 '15/12 '14/11 '13/10 '13/10 '13/10 '12/9 '12/919/16 16/13 '15/12 '14/11 '13/10 '12/9 '12/9 '12/9 '11/8 '11/818/15 '15/12 '14/11 '13/10 '12/9 '11/8 '11/817/14 '14/11 '13/10 '12/9 '12/916/13 '13/10 '12/9 '11/8'15/12 '12/9 '11/8'14/11 '11/8'13/10 '11/8

'11/8

Life Extension factor (LEF)

'12/9

Factor de extensión de vida para motores diesel

Act

ual

niv

el d

e lim

pie

za m

aqu

ina

(IS

O)

2 3 4 5 6 7 8 9 1026/23 23/20 20/17 18/15 17/14 16/1325/22 22/19 19/16 17/14 16/13 '15/1224/21 21/18 18/15 17/14 16/13 '15/1223/20 20/17 17/14 16/13 '14/11 '13/1022/19 19/16 16/13 '15/12 '13/10 '12/921/18 18/15 '15/12 '14/11 '12/9 '11/820/17 17/14 '13/10 '13/10 '11/819/16 16/13 '12/9 '13/1018/15 '15/12 '11/8 '11/817/14 '14/1116/13 '13/10'15/12 '12/9'14/11 '11/8'13/10 '11/8'12/9 '11/8

Factor de extensión de vida para rodamientosLife extension factor (LEF)

Act

ual

niv

el d

e lim

pie

za m

aqu

ina

(IS

O)

Page 91: Aceites Hidraulicos Shell

Lubricantespara Sistemas Hidráulicos

EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

SELECCION DE UN NIVEL DE LIMPIEZA

1-Determinar el nivel de limpieza recomendado parael más sensible de los componentes del sistema.

2-Ajustar el código según el tipo de fluido.

3-Ajustar el código por factores externos queincrementan el esfuerzo sobre los componentesdel sistema.

Todo sistema debe tener previamente fijado un ni-vel de limpieza claramente especificado en la res-pectiva documentación de ingeniería de la máqui-na. Este nivel debe ser fijado después de conside-rar los componentes del sistema (incluyendo el flui-do), La condición de operación típica y las tempe-raturas de arranque, el ciclo trabajo pesado y lasindicaciones de seguridad y vida útil requerida porlos sistemas.

Como los niveles de limpieza varían de acuerdocon el punto del cual se obtenga la toma de mues-tra de fluido (por ej. , Depósito, línea de presiónlínea de retorno etc.), el nivel de limpieza asumidosé referencia en la línea de retorno arriba del filtroa menos que se especifique lo contrario.

La siguiente tabla se ha preparado para ayudar alos ingenieros de mantenimiento para fijar el nivelde limpieza determinado. Los niveles de limpiezaestán basados sobre evaluaciones de ingenieríaque incluyen los materiales y las tolerancias críti-cas en componentes hidráulicos y componentesde cojinetes cargados.

Page 92: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

NIVELES DE VIDA SUGERIDOS PARA ALCANZAR BUENA VIDA DE LOS COMPO-NENTES (CIRCA 1976)

Esta gráfica asume que la viscosidad está dentro del rango recomendado.

Componentes Sensibilidad media de Componentes de ampliamuy sensibles componentes hidráulicos y bombas tolerancia

Presiónen Psi(Bar)

4500 psi(306)bar

3000psi(204)Bar

1500psi(102)Bar

15/13/9 16/14/10 17/15/11 18/16/12 19/17/13 20/16/14 21/19/15 22/209/16 23/21/17

Page 93: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

NIVELES DE CONTAMINACION

Los componentes hidráulicos se manufacturan paraaltos estándares maximizando los niveles de con-taminación tolerables. Estas recomendaciones sonmás valiosas que las recomendaciones tradicio-nales o sea el foco puesto sobre la máxima sucie-dad permitida en lugar de los niveles de limpiezanecesarios para llevar a cabo una operación librede problemas.

CONSTRUCCION DE LOS FILTROS TIPOV-PACK

COMO CONSEGUIR UN NIVEL DELIMPIEZA DETERMINADO

Hay cuatro factores primordiales para obtener losniveles requeridos de limpieza de un fluido hidráu-lico o de un sistema de lubricación. Ellos son:

1. Eficiencia inicial del elemento filtrante.

2. Eficiencia del elemento filtrante bajo las tensio-nes del sistema.

3. Localización y tamaño de los dispositivos decontrol de contaminación en el sistema.

4. Vida útil del elemento filtrante.

La norma ISO 4572 establece las directrices parael “Multipass Filter Perfomance Beta Test”. Losresultados de este test son reportados como larelación entre el número de partículas mayores deun tamaño dado, aguas arriba (antes) del filtro enprueba, dividido por número de partículas del mis-mo tamaño aguas abajo (después) del filtro en prue-ba. Esta relación es conocida como “Relación Betao Relación de Filtración”.

Malla 304 en acero inoxidable Fold difusor sintético Microfibra de vidrio Fold Difusor no sintéticono ondulada media con resina no ondulado de drenaje

de pegado

Malla 304 en acero inoxidable

Page 94: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Eficiencia

0%

50%

80%

90%

95%

98.7%

99%

99.5%

99.9%

99.98%

Relación Beta

1

2

5

10

20

75

100

200

1000

5000

Relaciones Beta y sus eficiencias corres-pondientes

Filtros con Bx = 100 que proveen un 99% de efi-ciencia han demostrado en pruebas de campo quemantienen excelente control de partículas de untamaño en específico ó mayor.

Page 95: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

GRADOS DE FILTRACION Y DE FIL-TROS

Filtración nominal

Es un valor micrométrico arbitrario indicado por elfabricante del filtro. Debido a la pérdida dereproducibilidad este es normalmente desprecia-do.

Filtración absoluta

Es el valor correspondiente al tamaño esferoidalde partícula más grande que puede pasar a travésde un filtro bajo condiciones de prueba. Es unaindicación de la más grande apertura en un ele-mento filtrante.

Relación de filtración (Bn)

Es la relación del número de partículas más gran-des obtenidas en muestreo antes del filtro(upstream) dividido por el tamaño más grande departículas obtenido en muestreo después del filtro(downstream).

La meta es alcanzar la limpieza apropiada del flui-do y no el implementar una filtración con la másalta relación de filtración Bn. Por lo tanto la infor-mación más importante necesitada por undiseñador ó usuario de un sistema hidráulico es elsistema de limpieza que espera se mantenga cuan-do el filtro y el medio son apropiadamente instala-dos en el sistema.

Cada grado de filtros tipo V-PaK de alta eficienciason previamente probados y clasificados de acier-to con los resultados en un nivel del sistema delimpieza que se espera ha de ser alcanzado con eluso de ese filtro.

Las Asunciones detrás de estas clasificacionesde limpieza son:

1)El filtro ve por todo el flujo de fluido del sistema.

2)El filtro es el filtro primario del sistema.

3)Los respiraderos a lo largo del sistema con unrazonable nivel de mantenimiento de partículas selimitará el ingreso de la suciedad desde la atmós-fera.

Page 96: Aceites Hidraulicos Shell

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

LIMITES DE CORRELACION ENTRE“BETA” Y SISTEMAS DE LIMPIEZA Y“CAPACIDAD DE SUCIEDAD” Y VIDA

DE SERVICIO.

Procedimiento Laboratorio Mundo Real

Elevación de Presión Un incremento gradual Miles de cambios

Ciclos de Fatiga Uno Millones

Envejecimiento delelemento

Minutos Meses

Vida del elemento Una hora 800 horas

Contamiante Prueba de Polvo Fino Pátículas, agua, gas

Cambio del esfuerzo Constante Siempre cambiante

Fluido Usado MIL 5606 Una amplia variedad

Temperatura 100°F -20°F a 200 °F

Flujo Sin pulsaciones Miles de cambios

exacta reproducibilidad frente a las condiciones defatiga bajo condiciones reales dado el desconoci-miento que se tiene sobre como el elemento filtrantese envejece al final de su vida útil.

De manera práctica la mejor forma de identificarun buen filtro es realizándole un sencillo chequeoa su construcción y constitución, observando si,sus pliegues están bien soportados? Si estos seflexionan al someterlos bajo la presión de la mano?..Ningún elemento que falle ante estos simples che-queos mantendrá la eficiencia e integridad duranteservicio y por lo tanto mucho menos alcanzará enservicio el nivel de limpieza objetivo.

Adicionalmente, mirar en el paquete de construc-ción de la malla de acero en alambre ya que man-tiene el pliegue aún bajo flexión y le brinda al filtromedio de soporte para mantenerse de fallas debi-do a la fatiga. La malla de alambre del filtro aguasabajo (después del filtro), también presta funcióncomo la última protección en caso de un inespera-do sobre esfuerzo que pueda causar ruptura almedio ó la mitad del elemento.

Uno de los mayores problemas en la correlaciónde las pruebas multipaso para él la limpieza delfluido en condiciones real es que bajo condicionesreales el elemento es sometido a grandes esfuer-zos. En sistemas activos, los cambios de flujo (amenudo muchos por minuto), presiones pulsantes(cintos por minuto), choques por ondas dedescompresión, arranques en frío entre otras va-riables que contribuyen con la degradación deldesempeño esperado por un filtro. En cambio enlas pruebas de laboratorio tipo multipaso el ele-mento filtrante es sometido al incremento gradualde presión como carga del elemento.

En cuanto a las pruebas de fatiga del elementosegún prueba (ISO 3724) estas no reflejan una

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

SISTEMA V-PAK DEL SISTEMA DE LIMPIEZA

CODIGO NUMERO DE VECES QUE EL FLUJODE LA BOMBA PASA A TRAVES DEL

FILTRO (Vease Nota 1)

NIVEL TIPICO DE LIMPIEZACONSEGUIDO SEGUN ISO 4406 (Nota

2)

03 2.01.51.0.5

14/12/1015/13/1116/14/1217/15/13

05 2.01.51.0.5

16/14/1217/15/1318/16/1419/17/15

10 2.01.51.0.5

18/16/1419/17/1420/18/1521/19/16

Sistema deFlujo/ Número

de pasos através del

filtro

Típicos emplazamientos del filtro

2.0 Flujo total en línea de presión y retorno

1.5 Flujo total en línea de presión y retorno y líneade recirculación

1.0 Flujo total en línea de presión ó de retorno

.5 Circulación de la medida de la línea derecirculación a 15% del volumen del sistema por

minuto

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Los niveles de limpieza conseguidos están afecta-dos por % del flujo del sistema que pasa a travésde los filtros, el alojamiento integro del filtro y lasvelocidades de ingreso de contaminantes junto conel desempeño del elemento.

Los elementos filtrantes sin malla en alambre aguasabajo (downstream) ó sea después del filtro noson recomendados para ser empleados en siste-mas hidráulicos ó de lubricación que se encuen-tren sometidos a mediano esfuerzo (Véase diagra-ma de desempeño al banco de prueba del filtromultipaso).

DIAGRAMA DEL BANCO DE PRUEBA DE DESEMPEÑO DEL FILTRO MULTIPASO

Fuente de con-taminantefresco-Slurry

Recirculación estándar del fluido de prueba

Filtro de Prueba

Contador de partículas Aguas Abajo

Contador de PartículasAguas arriba

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

CAMBIOS ESTRUCTURALES DELFILTRO POR EL FLUJO O LA PRESION

En los elementos pobremente soportados, los cam-bios de flujo y la caída de presión causa a los flexióna los lados del elemento y estrechez en la raíz,dando una elevación al esfuerzo de fatiga.

La capacidad de retener contaminantes es tam-bién perdida en la misma magnitud en que se ge-neran áreas donde no hay flujo.

Es importante tomar en cuenta que el costo relati-vamente mas alto que conlleva la malla de aceroha engañado a algunos fabricantes de filtros quebuscan substitutos más baratos sin cumplir lasexigencias que demandan los esfuerzos bajo con-diciones de trabajo real y última oportunidad deprotección, como se observa en la matriz de rom-pimiento

MATRIZ DE ROMPIMIENTO DE LOSFILTROS

Sin un soporte propicio , las fibras formando la capamedia pueden deformarce permitiendo paso de con-taminantes a través del filtro

Matriz de fibra soportada después de esfuerzos repetidos

Matriz de fibra inadecuadamente soportada después de esfuerzos repetidos

No hay FlujoDirección del Flujo Media del filtro

Alto esfuerzo bajo condiciones de altoflujo causa deformación en el pliegue

La fatiga por flujo comúnmentecausa fallas en la raíz del pliegue

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MONTAJES DE FILTROS SEGUN EL NIVEL DE LIMPIEZA REQUERIDO

14/12/10 03 03 03

15/13/11 03 03 05

16/14/12 03 05 05 05 03

17/15/13 03 05 05 05 o 10 03 03

18/16/14 05 10 05 o 10 10 05 03

19/17/15 05 o 10 10 10 10 05 o 10 05

Línea dePresión ó línea de

retorno aflujo total

Línea de Presiónó línea de retorno

a flujo total

Línea de Presion y recirculacion a 20 % delvolumen del sistema por minuto

Línea de Presión +línea de retorno +

recirculación.

Recirculación a20% del volumendel sistema por

minuto

Montaje de filtrosrecomendado paraaltos cudales a un

flujo fijo debombeo

recomendadopara sistemas con flujos

Montaje de filtros Montajede variables de bombeo

recomendadopara altos

caudades conflujo variable de

bombeoMontaje filtros

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

MONTAJE Y UBICACION DE LOS COM-PONENTES PARA CONTROL DE CON-

TAMINACION

En sistemas hidráulicos de circuitoabierto

Los posicionamientos de filtros dentro sistemashidráulicos pueden ser clasificados mediante tresfunciones que pueden desempeñar y estas son:Prevención de Ingreso, Sistema de Mantenimientodel Nivel de Limpi eza y Aislamiento de Compo-nentes.

Prevención de ingreso:Todo el aire que entra al depósito de aceite debeser filtrado. Remover la suciedad del aire es mu-chas veces más fácil que removerla del aceite porlo tanto lo primero que se debe confirmar es que eldepósito de aceite está completamente sellado yque las únicas vías de intercambio de aire a esteson a través de filtros de aire de suficientementetamaño y que sean capaces de extraer partículasde 3micrones ó más del aire lo que es logrableutilizando filtros V-Pak grado 10.

En cuanto al fluido del sistema debería pasarse através de un filtro de alta eficiencia tio V-Pak grado05, antes de ser suministrado al sistema. Esto esa menudo cumplido mediante un Equipo Portátilde Transferencia, que cuenta con un filtro ubicadoaguas abajo de la bomba, que se conecta por me-dio de un acople rápido cuya mitad se haya mon-tada en el depósito y la otra mitad en la descarga

permitiendo que el fluido sea bombeado dentro deldepósito a presión.

Un plan alternativo es contar con un procedimientoque haga pasar el fluido de llenado a través delfiltro de la línea de retorno para entrar en el siste-ma.

Una tercera alternativa es el utilizar la bomba derecirculación como bomba de llenado con el filtroen el circuito de renovación para limpiar el aceitenuevo.

FILTRO EN LINEA DE PRESION

TANQUE

Bomba

Filtro en la línea de presión

Válvula de Alivio

Al sistema

Válvula antiretorno

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MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMASDE LIMPIEZA

Hay tres sitios principales en un circuito donde losfiltros de control de contaminación deberían serlocalizados: Líneas de Presión, Líneas de Retornoó el Circuito de recirculación.

El Filtro de la línea de presión deberá ser montado

directamente aguas abajo de cualquier bomba, devolumen fijo operando arriba de 2175 Psi (150 bar)y cualquier bomba de volumen variable operandoarriba de 1450 Psi (100 bar). El grupo de elemen-tos rotatorios de una bomba tiene una combina-ción de superficies de contacto deslizante y derodamiento que son forzados por la alta presión óel cambio de la presión de operación.

TANQUE

M

A B

P T

A B

P T

A B

P T

A B

P T

FILTRACION EN LAS LINEAS DE PRESION Y RETORNO

Filtro BypassTarado a undelta= 5 Bar

Salida de labomba a 30 L/min

Filtro BypassTarado a undelta=3,5 Bar

Ciclo de trabajo pesado.Sistema continuamente sobre cargadocon frecuente operación de actuadores

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Por lo tanto cuando una bomba opera siempre pro-duce partículas de desgaste.

Para sistemas con servo ó válvulas proporcionalesel filtro de la línea de presión alta siempre es usa-do de acuerdo con el tipo de bomba ó presión deoperación.

La presión de la línea del filtrado debe estar consi-derando, el equipo de control de contaminación del

sistema total, solo si atiende el flujo máximo de labomba durante más del 60% del ciclo de trabajopesado de la máquina.

Si ningún filtro de retorno adicionalmente utilizadoel diagrama de montaje de Filtración en las Líneasde Presión y Retorno admite el retorno de la sucie-dad desde el sistema al paso de la bomba, por lotanto causando el incremento del desgaste en labomba antes que la suciedad sea retirada.

TANQUECapacidad 220 L

M

A B

P T

A B

P T

A B

P T

SISTEMA DE FILTRACION FUERA DE LINEA

M

Tara del filtroDelta de Presión= 2,5 bar, BypassDelta de Presión = 3,5 bar

Bomba fuera de lineacon 56 L/min

Ciclo pesado:Bomba sobre cargada cumpliendo la demanda de flujo con control de presión compensada

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La línea de retorno es una excelente localizaciónpara el filtro de control de contaminación del siste-ma principal tan grande como este pueda admitircomo mínimo el 20% de le volumen del sistemapor cada minuto. En casos donde el flujo de lalínea de retorno es menos del 20% mínimo (Perío-

dos de operación con bomba en compensación),una bomba y filtro suplementario de recirculacióndeben ser diseñados dentro del sistema.

A menudo sistemas que necesitan filtros derecirculación también necesitan un circuito de sa-

TANQUE

M

A B

P T

FILTRACION EN LA LINEA DE RETORNO

AREGLO BASICO EN LALINEA DE RETORNO

Válvula direccional

Linea del actuador

Válvula de alivio

Filtro en la linea deretorno

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lida de enfriado; ambas necesidades pueden sercumplidas por medio de una sencilla motobombacon el filtro aguas arriba del el enfriador.

La amplificación del flujo puede causar problemaspara los filtros en la línea de retorno, cilindros conuna relación de 2:1 ó mayor de área diferencialentre el área del pistón y el área del pistón del ladodel vástago significan que durante parte de la con-ducción de flujo del ciclo de trabajo de la máquinapueden requerir 2 veces el flujo de bomba o más.

En sistemas con muy altos flujos ó flujos severa-mente pulsantes, los filtros del circuito derecirculación son a menudo la mejor elección.

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Aislamiento de un componente

Los filtros para componentes aislados deben serconsiderados por sistemas ó máquinas a protegeraguas abajo en el evento de una falla de bomba úotro componente mayor. Adicionalmente ciertoscomponentes requieren una dedicada protección

basada en sus tolerancias de diseño ó la exacti-tud de sus perfiles.

Sin embargo una falla principal puede causar unafalla secundaria con inaceptables consecuenciaspor tal motivo un filtro aislado, malla ó trampa es-pecial deberá ser colocada aguas arriba de este

FILTRADO EN LINEA DE PRESION

TANQUE

Bomba

Presión en la línea del filtrofijada en el By Pass = 5 bar

Al sistema

Válvula de alivio

FILTRACION EN LA LINEA DE PRESIONCON BOMBA FIJADAY FILTRO SIN BYPASS

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componente. Como desde luego las bombas tie-nen vida finita y cuando ellas fallan las partículasviajan aguas abajo a las válvulas por tal motivouna malla ó trampa en línea debe ser colocada a lacabeza de cualquier válvula que sea consideradafuncionalmente crítica para el sistema.

(Los Servos y Válvulas proporcionales con carre-tes de arrastre tipo cero, estos carretes tienenfinas tolerancias para modular la reacción en lospequeños cambios de flujo de las líneas piloto ólas fuerzas de los selenoides proporcionales. Aúnpequeñas cantidades de silica pueden causar ladegradación de la operación. Válvulas individualesó bancos de válvulas deben ser aislados con unfiltro sin By-pass que protege estos componentesde silicas, partículas ó desprendimientos que pu-dieran entrar dentro del sistema durante el mante-nimiento de otros componentes. Para servos gran-des ó válvulas proporcionales con flujo piloto ex-terno, un más pequeño, menos costoso filtro sinBy-pass (1) puede ser instalado en la línea pilotomientras la válvula principal es protegida por el sis-tema de filtro (2). El filtro (3) es una colocaciónopcional. Un error común que debiera ser evitadoes el de seleccionar un filtro de componente aisla-do más fino que el sistema de filtro. Esto forza elfiltro aislado a desempeñar la función principal delimpieza del sistema lo cual resulta en una muycorta vida del elemento.

Una colocación no recomendada para la ubicacióndel filtro es en el flujo de drenaje de la carcaza debombas de circuito abierto ó cerrado. Los sellosdel eje en todas las bombas deben mantener un

sellamiento de pérdida a cero a muy bajas condi-ciones de presión diferencial. Estos sellos experi-mentan un acelerado desgaste siempre y cuandouna presión de retorno adicional sea adicionada ala carcaza de la bomba. Si un filtro está siendoconsiderado en una aplicación de drenaje decarcaza deberá ser revisado con consideración delefecto que este traerá a la vida del sello del eje.

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Sistemas hidráulicos de circuito cerrado

TANQUE

M

CIRCUITO CERRADO DE TRANSMISION HIDROSTATICA

1.Linea de filtraciónfuera como operaciónde filtrado principal

2.Filtro de alta eficien-cia sobre cambio de flujo

M

1

2

Paquete deválvulas del

motor

Dirección primaria del flujo

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TANQUE

M

A B

P T YX

A B

P T YXT

P

Hacia OtrasFunciones

Desde OtrasFunciones

Filtro de la línea retornopara sistema control con-taminación.

NOTA: El filtro de la línea de retorno deberá ser tan fino como el mas fino de los filtros sin By-Pass.

Bomba

Filtro sinBy-passen la lineapilotode laservo-válvula

Filtro sin Bypass en lalínea de presión haciala servo válvula

FILTRO SIN BYPASS ADELANTE DE LA SERVO VALVULA

2

3

1

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Los niveles de limpieza significativos a un largoplazo de sistemas de hidráulicos de circuito cerra-do son dependientes de los niveles de limpieza delcircuito interno. Normalmente un filtro de alta efi-ciencia en la línea de operación mantendrá los ni-veles de limpieza requeridos. Pero para transmi-siones hidrostáticas funcionando dentro ó cercade sus presiones máximas, los filtros dentro delcircuito con válvula de reversa de son los recomen-dados. Estos filtros pueden también proteger almotor en caso de una falla catastrófica de la bom-ba, para su montaje se debe tomar en cuenta elporcentaje de tiempo de la transmisión funcionan-do en cada sentido cuando colocamos el filtro. Paraoperación bidireccional con aproximadamente 50%del ciclo de trabajo en cada dirección, dos carcazasde filtros deberán ser usadas.

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Sistemas de lubricación centralizada

Hay dos localizaciones para filtros en un sistemade circulación; Línea de presión y circuito derecirculación. Para operación en línea de presión,

TANQUE

M

SISTEMA CENTRAL DE LUBRICACION

MEnfriador

Sistema de lubricación central filtros dúplex y un circuito de reecirculación para enfriamiento y filtración

Filtro

Bomba

Válvula de Alivio

Hacia los cojinetes

Desde los cojinetes

el filtro deberá sé dual para permitir el recambiodel elemento mientras el sistema sigue operando.Los filtros en el circuito de recirculación son exce-lentes (Por aplicación y ubicación) son tan gran-des como es el 50% de flujo de bomba principal.

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INDICADORES DE CONDICION DEL FILTRO

DIFERENCIAL DE ELEVACION DE PRESION POR CARGA DE SUCIEDAD

Presión de rompimiento válvula Bypass

Indicador

Presión del elemento nuevo

Caída de presión

Pre

sión

dife

renc

ial a

trav

és d

el e

lem

ento

Tiempo de Servicio (Incremento de la carga de suciedad)

Aproximadamente 5% de la vida de servicio del elemento

Después de que los filtros son colocados dentrodel sistema se va a considerar por parte del usua-rio el cómo va a saber cuando se deben cambiar.Bajo los estándares de la norma DIN 24550 se tie-ne montados todos los filtros con un sistema dife-rencial de presión que da una fácil lectura de indi-

cación de cambio. La mayoría de los indicadoresestán diseñados para indicar cuando el 95% de lavida del elemento ha sido usada. Esta indicaciónfue incorporada para admitir operación segura dela máquina hasta el siguiente cambio u oportuni-dad de mantenimiento oportuna.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

Pre

sión

de

Ope

raci

ón

en P

SI (

BA

R)

Ap

licac

ión

(Vea

se s

egún

cód

igo)

Po

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ilid

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e C

ola

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Cla

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R)

Filtr

o B

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Pul

gada

s (c

m a

prox

)

M á x . D I F d e f l u j o * G P M ( L P M ) 1 5 0 S U S ( 3 2 c S t ) a 1 0 0 ° F ( 3 8 ° C )

2 5 ( 9 5 ) 5 0 ( 1 9 0 ) 7 5 ( 2 8 4 ) 1 0 0 ( 3 7 9 ) 1 2 5 ( 4 7 3 ) 1 5 0 ( 5 6 8 )6000 P L 4(414 ) (10 )

150 8(10 ) (20 )

P L & 43500 (10 )(241 )

8(20 )

13(32 )

16(40 )

3000 P L 300 4(207 ) (21 ) (10 )

P L & 44500 (10 )(310 )

8(20 )

P L 150 4(10 ) (10 ) &3200 8(207 ) (20 )

600 4(41 ) R L 150 (10 )

(10 ) & & 8 C P 600 (20 )

(41 )50 ( 1 9 0 ) 1 0 0 ( 3 7 9 ) 1 5 0 ( 5 6 8 ) 2 0 0 ( 7 5 7 ) 2 5 0 ( 9 4 6 ) 3 0 0 (1136)

400 8(28 ) (20 )

R L 16 & (40 ) L 39

150 (97 )

(10 ) 16 R L (40 ) & 39 L (97 )

**

****NOTA: La máxima rata ó cambio de flujo está basada en un elemento filtrante V-Pak (Código 05) 5 micrones y grado de colapso estandar del elemento. Elemento V-Pak más finos ó de más altos grados de colapso afec-tan la rata ó cambio máximo admisible de flujo.NOTAS DE APLICACIONES:PL=Linea de Presión; RL&CP=Linea de retorno & Carga de la Bomba, RL&L= Linea de retorno & Lubricación** Cambio de Presión= 1.5 bar, ***Cambio de presión = 1.9 bar

El óptimo uso del filtro completo se representa: Presión del elemento alta a un diferencial de P=1.0barPresión del elemento baja a un diferencial de P=0.5bar

COMO SELECCIONAR EL FILTRO DE LA MEDIDA CORRECTA

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

LAVADO DE SISTEMAS NUEVOS ORECONSTRUIDOS

El momento más crítico en la vida de un sistemahidráulico ó de circulación es el período inicial óde despegue. Durante este tiempo muchas de laspartículas en los componentes y algunas otrasadicionadas durante el proceso de ensamble sonlavadas a través del sistema. Es crítico el que estacontaminación sea capturado y retirada fuera delsistema mientras este se encuentra aún sin entrara soportar cargas de servicio ó trabajo.

Sistema de lavado

Hay tres pasos para un proceso de lavado. Prime-ro, la máquina debe ser alimentada con el fluidodel sistema a través de todas las líneas y compo-nentes. Segundo, este proceso debe desalojar lamugre desde todos los componentes y líneas, ytercero, los contaminantes deben ser capturadosun filtro altamente eficiente. Para desalojar y trans-portar suciedad es lo más aconsejable el usar unfluido de baja viscosidad viajando a una alta velo-cidad de línea. El fluido de lavado especial puedeser usado así como también puede ser usado elfluido hidráulico del sistema pero a una mayor tem-peratura. Para conseguir flujo a través de todas lasválvulas, accesorios y líneas debe ser operadomuchas veces. En algunos casos son necesariaslíneas que son conectadas alrededor de un com-ponente para permitir elevadas velocidades de flu-jo del fluido a través de la línea. La captura de par-tículas a lavar para obtener un nivel de limpieza 16/

14/11 de una forma razonablemente rápida esmejormente cumplido usando un filtro medio tipoV-Pak “05”. Este filtro en la marca Vickers ostentauna combinación de alta eficiencia y alta capaci-dad necesarias para conseguir un exitoso lavado.

El nivel de limpieza objetivo para el lavado debenser dos códigos ISO menor que el nivel objetivo delimpieza para la operación del sistema. Cuando elaceite nuevo es introducido dentro de un sistemadebidamente lavado, menos tiempo y vida del ele-mento del filtro serán consumidos hasta alcanzarel equilibrio del sistema.

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

VIDA DE SERVICIO DEL ELEMENTO micras) que remueven la suciedad antes de queesta entre al sistema. Los puertos de acceso ypuertas se les debe mantener para que la sucie-dad no sea arrastrada hacía el interior del sistema.Vástagos de cilindros que extienden hacia dentrola contaminación arrastrada por el medio ambien-te deben ser protegidos con guardapolvos que mi-nimicen el que la suciedad sea arrastrado dentrodel sistema.

El segundo aspecto en importancia para la vida deservicio larga es mantener líos niveles de limpiezadel fluido en un objetivo menor. Períodos de opera-ción de la máquina con fluido sucio causan un ace-lerado desgaste interno. (Es importante que laspartículas sean capturadas para salvar el sistema,pero hace costosa la parte del elemento de su vidade servicio). Siempre cambiar un elemento segúnindicación y cuidando el usar elementos genuinosdel fabricante del sistema por que su desempeñoes consistente y superior bajo esfuerzo.

La tercera consideración es una prolongada vidade servicio del elemento ó la “Capacidad de Sucie-dad” del elemento. Este valor es calculado comoparte de la prueba de eficiencia al banco. Por quehay muchas diferencias con las condiciones deprueba (Prueba de Suciedad Fina (ACFTD) conta-minación, alcanzando una sola presión, etc.) y laoperación real del sistema, valores de capacidadde suciedad diferentes no correlacionando bien loscambios en la vida de servicio del elemento.

La capacidad de suciedad del elemento solo pue-de ser usada para comparar elementos bajo muy

VIDA DE SERVICIO DEL ELEMENTO Vs

AREA DEL ELEMENTO11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

11 2 3 4 5 6 7 8

Relación del incremento del área del filtro

Rel

ació

n de

l incr

emen

to e

n la

vid

a de

ser

vici

o

Como en cualquier aspecto del diseño de la má-quina o mantenimiento, costo de instalación y ope-ración este también es un aspecto de muchointerés. Para filtros, el tiempo de duración hastael final de la vida de servicio del elemento Vs elcosto inicial de ese elemento se combina paradeterminar la economía de utilizar ese producto.

El más importante aspecto de ganar una larga vidade servicio del elemento es el minimizar el riesgode ingreso de contaminantes. Los depósitos ne-cesitan ser llenados con filtros de venteo (<ó= 3

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

específicas condiciones de laboratorio y comoresultado los valores de capacidad de suciedadobtenidos deben ser usados como informacióngeneral en lugar unos datos específicos de com-paración.

Los ensambles tipo Vicker de construcciónmulticapas en V-Pak proveen un esfuerzo adicio-nal ó capacidad extra de desempeño superior engeneral. Algunos elementos filtrantes pueden brin-dar una importante capacidad de suciedad bajocondiciones de laboratorio pero en experienciasdentro de operaciones reales de un sistema noincrementan la vida de servicio.

Un frecuente aspecto que se ha observado es quela capacidad de suciedad y vida de servicio es elefecto del área del elemento de “x” área con unelemento de “2x” área, sobre lo cual uno esperaríaque la vida se incrementara al doble, pero en laoperación real de un sistema la extensión de lavida de uso es de 2.5 a 3.5 veces. Esto es por quela densidad de flujo reducido a través de la unidadde área media permite una más efectiva capturade contaminantes. Elementos más grandes sonla mejor aproximación del costo efectivo en el con-trol de contaminación desde la óptica de costosde operación.

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MONITOREO Y CONFIRMACION DELLOGRO DEL NIVEL DE LIMPIEZA

OBJETIVO

Cada vez que un nivel limpieza objetivo ha sidofijado y los filtros han sido seleccionados y colo-cados dentro del sistema el último y por consi-guiente paso es el de confirmar y monitorear queel nivel de limpieza objetivo ha sido conseguido.La mejor forma de confirmar si este nivel objetivode limpieza está siendo alcanzado es tomando unamuestra representativa de la línea de retorno ade-lante del filtro y enviarla a un laboratorio calificadopara que se obtenga el reporte de conteo de partí-culas según método ISO 4406 (modificado el cualincluye conteo de partículas de 2 micras).

Estos laboratorios reportan los niveles de limpie-za con tres rangos de códigos correspondientes a2 micras, 5 micras, 15 micras.

Con esta información es posible determinar que elsistema hidráulico ó de lubricación tiene el fluidolimpio según se necesite para garantizar una pro-longada operación confiable.

El creciente y continuado desarrollo de las cien-cias ambientales han dado como resultado lasnormas concernientes al deshecho y manejo delos aceites usados de sistemas hidráulicos y delubricación. Los usuarios de productos provenien-tes del petróleo han descubierto el ventajoso cos-to efectivo de extender la vida de uso del aceiteentre 4 a 6 veces el tiempo a través de laimplementación de un mejor control de contami-

nación y la sistematización del control de conta-minación por partículas y así evitando los altoscostos de reemplazo y deshecho de fluidos enve-jecidos.

Como tomar una muestra representativa

Generalmente el lugar correcto de toma es en lalínea de retorno directamente adelante del filtro.Es un buen diseño de sistema el instalar en estesitio una válvula de muestreo. Localización alter-nativa para muestreos es tomarla directamente deldepósito del fluido utilizando un kit muestreadorpor bomba de vacío, orientando la mangueramuestreadora totalmente limpia hacia la línea depresión aguas abajo de la bomba. Bajo estemuestreo debe garantizarce el que la mangueramuestreadora sea sumergido la mitad de la alturadel depósito dentro del fluido y así evitar que lamuestra contenga los sedimentos del fondo deldepósito que pueden causar un muestreo no re-presentativo.

En todas las situaciones de muestreo es imperati-vo que el sistema esté operando ó esté justamen-te recién apagado para cuando la muestra es to-mada. Esto garantiza que el fluido se encuentreturbulento y que la contaminación en ese sistemaesté circulando y disponible a ser capturada en lamisma botella.

Cada vez que el nivel de limpieza ha sido conse-guido y confirmado, prácticas normales de mante-nimiento dictan que se debe remuestrear dentrode intervalos regulares para reconfirmar que el apro-

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EL TUTOR DE ACEITES SHELLMódulo Cinco

piado nivel de limpieza del sistema está siendomantenido.

Si se incrementan los valores codificados de nivelde limpieza, significa que el sistema está funcio-nando más sucio de lo que debiera y por lo tanto laprimera cosa que hay que inspeccionar es si nue-va contaminación está entrando al sistema. Ins-peccionar para estar seguros de que todas laspuertas de acceso están cerradas y que los filtrosde venteo están montados y operando. La siguien-te inspección es la de confirmar si los filtros defluido no están en Bypass ante lo cual y si estoestá sucediendo se deben cambiar y por últimopuede ser necesario el adicionar un filtro al siste-ma. Ante la última situación la solución más co-mún es la de adicionar un circuito de recirculación(Bomba, motor y filtro) al depósito de aceite.

Después de cualquier cambio por mantenimientodel sistema, una muestra debería ser tomada paraconfirmar que el nivel de limpieza está siendo man-tenido.

MANTENIMIENTO PROACTIVO

Es él más reciente concepto que se haya incorpo-rado dentro de la ciencia del mantenimiento y unaparte importante de este es el control sistematiza-do de contaminación que se ayuda en los sensorescolocados en el flujo del fluido que permiten consus señales al ser combinadas con un computa-dor analizador el hacer un diagnóstico del estadoacerca de la salud operacional de la máquina. Esteconcepto promete el incremento en la confiabilidaddel fluido de potencia y el aceite de lubricación deequipos.

Para cualquier consideración adicional de mejora-miento de un diseño del sistema del fluido hidráu-lico o del sistema de lubricación de la máquina sepuede solicitar la ayuda del fabricante de los equi-pos a través de sus diferentes representaciones.