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Informacion general de sistemas hidraulicos
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Proyectos Cost-Savings + Ingeniería y Diseño + Mantenimiento + Suministro de Materiales
e-bussiness + Consultoría + Capacitación + Automatización
Hidráulica:
OBJETIVOSOBJETIVOS
•FluidoFluido•Importancia y características principales•Contaminación
•Conceptos básicosConceptos básicos •Energía, Trabajo, Potencia, Ley Pascal• Principales variables presión, flujo•Formulas – inphorm Cyl
•Principales componentes Principales componentes •Funcionamiento y simbologíaFuncionamiento y simbología
•Actuadores•Bombas•Válvulas control direccional, presion, flujo•Filtros
•Simulación diagrama AB89Simulación diagrama AB89•Fallas mas frecuentes y posibles causasFallas mas frecuentes y posibles causas•ElectrohidráulicaElectrohidráulica
•Principios generalesPrincipios generales•Principios operación válvulas servoPrincipios operación válvulas servo
FluidoFluidoImportanciaImportancia
Características principalesCaracterísticas principalesContaminaciónContaminación
Las cuatro funciones del aceite hidráulicoLas cuatro funciones del aceite hidráulico
en el sistema son:en el sistema son:
Transmisión de energíaTransmisión de energía
Lubricación de partes internas en movimientoLubricación de partes internas en movimiento
Transferencia de calorTransferencia de calor
Sellar espacios entre partes en movimientoSellar espacios entre partes en movimiento
Principios
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Alrededor del 7Alrededor del 755% de las fallas en los % de las fallas en los
sistemas hidráulicos y de lubricación se pueden sistemas hidráulicos y de lubricación se pueden
atribuir a una contaminación excesivaatribuir a una contaminación excesiva
Principios de la contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Bloqueo de orificiosBloqueo de orificios
Desgaste de componentesDesgaste de componentes
OxidaciónOxidación
Formación de compuestos químicosFormación de compuestos químicos
Degradación de aditivosDegradación de aditivos
Crecimiento biológicoCrecimiento biológico
(Amplificado 100x Escala: 1 División = 20 micrones)
Daños por contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
El aceite nuevo El aceite nuevo nono es fluido limpio es fluido limpio
Daños por contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
SustanciaSustancia Micrones PulgadasMicrones Pulgadas mm.mm.
Grano de Sal de MesaGrano de Sal de Mesa 100 100 .0039 .0039 .100.100
Cabello HumanoCabello Humano 70 70 .0027 .0027 .070.070
Límite Menor de Visibilidad 40Límite Menor de Visibilidad 40 .0016 .0016 .040.040
Harina MolidaHarina Molida 25 25 .0010 .0010 .025.025
Glóbulos RojosGlóbulos Rojos 8 8 .0003 .0003 .008.008
BacteriaBacteria 2 2 .0001 .0001 .002.002
Cabello Humano (75 µm), partículas (10 µm) Amplificado 100x (14 µm/división)
Tamaños relativos de partículas
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Tipos de contaminación 1.- Partículas flotante flotante (0-5m) acumulable (5m+) Flujo
2.- Agua 3.- Aire
Tipos y Fuentes de Contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Fuentes de contaminación por partículasFuentes de contaminación por partículas
-> En la construcción y ensamble del sistema hidráulico.-> En la construcción y ensamble del sistema hidráulico.
-> Ingreso al sistema durante la operación.-> Ingreso al sistema durante la operación.
-> Al agregar fluido nuevo.-> Al agregar fluido nuevo.
-> Generadas internamente durante la operación-> Generadas internamente durante la operación
Tipos y Fuentes de Contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Tipos y Fuentes de Contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Niveles de Ingreso de Contaminación para Niveles de Ingreso de Contaminación para Sistemas Hidráulicos Típicos Clasificados por su Sistemas Hidráulicos Típicos Clasificados por su
Ambiente de OperaciónAmbiente de Operación
Equipo MóvilEquipo Móvil 101088-10-101010 Por Minuto* Por Minuto*
Plantas ManufacturerasPlantas Manufactureras 101066-10-1088 Por Minuto* Por Minuto*
Ensambladoras y Cuartos LimpiosEnsambladoras y Cuartos Limpios 101055-10-1066 Por Minuto* Por Minuto*
* Partículas de tamaño mayor a 10 micrones que entran al depósito debido al desgaste * Partículas de tamaño mayor a 10 micrones que entran al depósito debido al desgaste de los componentes más fuentes externasde los componentes más fuentes externas
Tipos y Fuentes de Contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
AguaAgua
¿ Que otros contaminantes afectan ?
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Daños por contaminación por aguaDaños por contaminación por agua
Corrosión de Superficies MetálicasCorrosión de Superficies Metálicas
Desgaste Abrasivo AceleradoDesgaste Abrasivo Acelerado
Fatiga de RodamientosFatiga de Rodamientos
Descomposición de AditivosDescomposición de Aditivos
Variación de la ViscosidadVariación de la Viscosidad
Incremento de la Conductividad EléctricaIncremento de la Conductividad Eléctrica
Tipos y Fuentes de Contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
¿ Por donde ingresa el agua ?¿ Por donde ingresa el agua ?
Empaques desgastados de los ActuadoresEmpaques desgastados de los Actuadores
Fugas Abiertas al DepósitoFugas Abiertas al Depósito
CondensaciónCondensación
Fuga en el Intercambiador de CalorFuga en el Intercambiador de Calor
Tipos y Fuentes de Contaminación
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Fluido Código ISO 16/14/11 (Amplificado 100x)Fluido Código ISO 16/14/11 (Amplificado 100x)
Fluido Código ISO 21/19/17 (Amplificado 100x)Fluido Código ISO 21/19/17 (Amplificado 100x)
¿ Como lo podemos ayudar?
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
¿ Como garantizarlo ?
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Filtrar todo aceiteFiltrar todo aceite
¿ Como prevenir el ingreso de contaminantes ?
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Reporte personalizadoReporte personalizado
Se hace un muestreoSe hace un muestreo
Antes y después del servicioAntes y después del servicio
Conteo de partículas láser
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Conceptos Conceptos BásicosBásicos
)()(
JoulelbfPie
Trabajo
)()(
tan
MetroPierecorrida
ciaDis
x)(
)(NewtonlbfejercidaFuerza
Trabajo.- Es la aplicación de una fuerza para causar el movimiento de un objeto a través de una distancia.
Trabajo significa hacer que las cosas se realicen.
La expresión de describe el trabajo es:
TiempoEjercidaFuerza
corridaciaDis
Potencia
Re
tan
Segpielbf
SegJouleWatt
7376.011
HPWatt 1745
Potencia.- Casi todo trabajo se realiza durante un cierto tiempo finito. La potencia es la rapidez o taza con la que se realiza el trabajo.La expresión de Potencia es
)(PrPSIesion
)lg(
___
)(
2adapu
fuerzalaActuadondeArealbtTotalFuerza
2
11mNPa
Presión.- La presión es una medida de la intensidad de una fuerza (fuerza por unidad de área).
Descripción de la presión.- La expresión empleada para definir la presión es:
Actualmente la unidad aceptada por el SI para la presión es el Pascal (Pa), siendo
Formulas
000583.0)()()( xpsixpresiongpmflujoHPPotencia
7854.0lg)(2 xpuDiametrooAreacircul
)(231)(
2inAreaemboloxflujogpmastagoVelocidadv
)()(Pr 2inArea
lbFuerzaesion )()( 2inoxareaembolpsipresionndroFuerzacili
INPHORM CILINDROSINPHORM CILINDROS
Principales Principales ComponentesComponentes
FuncionFuncionSimbologiaSimbologia
Componentes en un sistema Hidráulico
FiltraciónFiltración
AcumuladoresAcumuladores
Motores HidráulicosMotores Hidráulicos
Controles flujpControles flujp
Válvulas DireccionalesVálvulas Direccionales
Cilindros paraCilindros parapresión mediapresión media
Unidades deUnidades dePotenciaPotencia
Componentes : Actuadores
• Lineales• Rotatorios/ Motores
Válvulas• Direccionales• Control de flujo• Control de presión
Bombas Engranes Paletas Pistones
Unidades hidráulicas Acumuladores Filtración/ Analisis de fluidos Electrohidráulica
Actuadores Lineales: Cilindros Para mediana y gran capacidad Con opción de control tipo servo y
proporcional Tipo metricos Diseños especiales
Actuadores Rotatorios: Motores Motores de Alta & Baja velocidad Tipo : Engranes , Gerotor & Piston Desplazamiento Fijo & Variable
• Tipo Piñon y cremallera• Paletas
Actuadores Rotatorios:
Elementos de Mando :Válvulas
Válvulas direccionales Válvulas para el control de
presión Válvulas para el control de
Flujo
Bombas
Caudal :Fijo & Variable Tipo: Piston, Paletas & Engranes
Unidad Hidráulica
Tipo Vertical y horizontal desde 5 GPM a 165 GPM
Incluye: Bomba Motor eléctrico Deposito Filtros Válvulas
Acumuladores Vejiga Piston Diafragma
Filtración/ Analisis de Fluidos Filtros de Presión y
Retorno a tanque Alta, mediana y baja
Presión Analisis de fluidos Accesorios
Es reducir los costos de operaciónEs reducir los costos de operación
Los costos de la contaminación se establecen en base a:Los costos de la contaminación se establecen en base a:
Pérdida de ProducciónPérdida de Producción
Reemplazo Costoso de los ComponentesReemplazo Costoso de los Componentes
Reemplazo Frecuente del FluidoReemplazo Frecuente del Fluido
Desperdicio de AceiteDesperdicio de Aceite
Los Costos Totales de Mantenimiento se Los Costos Totales de Mantenimiento se
incrementanincrementan
Aumenta el Nivel de DesperdicioAumenta el Nivel de Desperdicio
La función de un filtro
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Presión del SistemaPresión del Sistema
Razón de Flujo (Caudal)Razón de Flujo (Caudal)
Opciones de DiseñoOpciones de Diseño
Medio FiltranteMedio Filtrante
Calibración de la Válvula de DerivaciónCalibración de la Válvula de Derivación
Criterio de Selección del Filtro
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Para limpieza utilizamos ambas tecnologías
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Hidráulica Neumática Cilindros Filtración Automatización Mangueras y conexiones COMSSIS
Tecnología del Mantenimiento Hidráulico
CilindrosCilindrosFuncionFuncion
SimbologiaSimbologiaFallasFallas
SolucionesSoluciones
Tipos de cilindrosTipos de cilindros
¿ Cuales son las fallas más comunes ?
¡Ver los Detalles!¿ Dónde está la fuga ?
¿ Cuáles son los antecedentes de la fuga?
¿ Cuál es el ambiente del Cilindro?
Análisis del Modo de Falla Carga Lateral
Contaminación
Presión
Temperatura
FallasFallas
Causado por desalineamiento
Verificar el Diámetro Interno del Buje
Redondez
Tamaño
Verificar Curvatura
Carga lateralCarga lateral
Vástago curvado o doblado
Vástago de menor tamaño
Instalación inapropiada del cilindro
Falta de Tubo Tope
Carga lateralCarga lateral
Verificar si hay deformación en el empaque primario y en el empaque limpiador
Carga lateralCarga lateral
Tamaño apropiado del vástago y tubo tope
Alinear apropiadamente el cilindro con la máquina
Utilizar Ranura de Alineamiento (Aligne-a-Groove) del cuerpo del cilindro
Utilizar piloto de la Guía
Recordar la regla no escrita : 1/64 por pie
Tenga cuidado con extremos de vástago flotantes
Carga lateralCarga lateral
Solución a la Carga Lateral
Alineamiento del Cilindro
El extremo del vástago flotante puede introducirse como carga lateral.
Carga lateralCarga lateral
CylinderCenterline
Path of unloaded roddue to internal clearances
Solución a la Carga LateralAlineamiento del Cilindro
El cilindro puede tolerar pequeños desalineamientos que crece con la carrera (a), 1/64” por pie está permitido.
No puede operar adecuadamente con un constante desalineamiento.
Eje de simetríaEje de simetría
Patrón de la maquinaPatrón de la maquina
Eje de simetríaEje de simetría
Patrón de la maquinaPatrón de la maquina
Carga lateralCarga lateral
Solución a la Carga LateralLimitaciones de MS1 Y MS2
La carrera debe de ser mayor o igual que el Diámetro Interno del cilindro para prevenir excesivo estrés (carga lateral) en el cilindro.
Carga lateralCarga lateral
ContaminaciónContaminación
El Diámetro Interno del empaque esta gastado uniformemente en todo alrededor de la circunferencia (El desgaste debido a carga lateral está localizado)
El Diámetro Interior del empaque tiene una apariencia pulida
ContaminaciónContaminación
Partículas
El buje del amortiguamiento se ha contaminado por partículas grandes.
ContaminaciónContaminación
Partículas
Aire en el aceite hidráulico ha causado éste daño en el empaque del pistón.
La orilla del empaque se ve “mordida”.
Aire
ContaminaciónContaminación
El agua es un contaminante para el sistema hidráulico
Algunos empaques se envejecen por agua
Esto incluye fluorocarbono y poliuretano
ContaminaciónContaminación
Agua
Filtración apropiada del sistema hidráulico
Verificar la circulación del cilindro
Verificar el tamaño del puerto y la trayectoria del flujo para eliminar las burbujas de aire.... ¡purgar el sistema no es suficiente!
Verificar que no existan cargas que aceleren el movimiento del vástago
Verificar la compatibilidad del sello Tamaño
ContaminaciónContaminación
Solución a la Contaminación
Éste empaque limpiador muestra daño por extrusión
Es un modo de falla común de los cilindros
Éste es un síntoma de los problemas con el empaque primario
Presión excesivaPresión excesiva
Verificar la presión del sistema
Verificar los picos de presión
Verificar choque por descompresión
Usar Guía con dren
Casos especiales: Presión constante, cargas que aceleren el movimiento del vástago, sostener la carga.
Presión excesivaPresión excesiva
Solución
El empaque limpiador esta roto y quebradizo
Se aprecia el daño por alta temperatura.
Alta temperaturaAlta temperatura
Verificar los rangos de temperatura de los sellos
Verificar circulación del cilindro
¿Se puede conectar la válvula lo más cerca al cilindro?
Modificaciones Especiales:
Guía enfriada por agua
Válvula anti-retorno en el émbolo
Alta temperaturaAlta temperatura
Solución
Verificar la presión del sistema
Verificar los picos de presión
Verificar choque por descompresión
Usar Guía con dren
Casos especiales: Presión constante, cargas que aceleren el movimiento del vástago, sostener la carga.
Presión excesivaPresión excesiva
Solución
¿Cuál es el estatus del tiempo muerto?
¿Que se requiere para reparar el cilindro?
¿Cuánto tiempo requiere la reparación?
¿Aplica la garantía?
ConclusiónConclusión
Entender la Situación
Identificación de piezasIdentificación de piezas
VálvulasVálvulas
¿Cual es su función ?
Valvulas Valvulas DireccionalesDireccionales
FuncionFuncionSimbologiaSimbologia
Fallas Fallas SolcuionesSolcuiones
VálvulasVálvulas
Direccionales
Presión
Flujo
Todas las válvulas se designan con dos dígitos
# / #
vías posiciones2 / 2
Ejemplo
Válvula de bola
entrada salida
2 vías
2 posiciones
2 cuadros
símbolo
VálvulasVálvulas
Válvulas de Control DireccionalVálvulas de Control Direccional
Válvulas de Control DireccionalVálvulas de Control Direccional
VálvulasVálvulas
¿Qué fallas presenta una válvula direccional ?
Fallas en VCDFallas en VCDProblema Causa Probable Remedio
El carrete de la válvula no regresa a la posición central
A.- El puerto de dren del piloto esta tapado
1.- Revisar si el puerto de dren interno ó dren externo esta bloqueado
2.- Revisar la línea externa de dren y verificar que no este torcida o colapsada
B.- La válvula piloto permanece en una misma posición
1.- Revise que la bobina de la válvula piloto no este quemada.
2.- Remueva y limpie el carrete de la válvula piloto.3.- Verifique que los resortes de la válvula piloto se encuentren en buen estado y con el brio correcto.
C.- Resortes de centrado, desgastados o rotos
1.- Remover y remplazar los resortes
D.- Cotaminación y/o rebabas en el carrete
1.- Remueva, desarme y limpie la válvula2.- Remueva las rebabas3.- Remplace el cuerpo de la válvula o la válvula completa4.- Limpie y filtre todo el sistema
Fallas en VCDFallas en VCDProblema Causa Probable Remedio
El carrete de la válvula no cambia de posición
A.- La bobina dejo de funcionar 1.- Revisar que los cables eléctricos esten apretados2.- Verifique que la conexión eléctrica este energizada correctamente
3.- Cambie la bobina
B.- Presión de piloto baja o sin presión
1.- Verifique la fuente de presión de pilotaje2.- Revise y limpie los orificios de pilotaje3.- Verifique que la línea de presión de pilotaje no este dañada
C.- La válvula piloto esta pegada 1.- Remueva y limpie la válvula piloto2.- Verifique que la válvula piloto no este suelta3.- Revise y remueva las rebabas
D.- Distorsión en el cuerpo de la válvula
1.- Afloje los tornillos de montaje y apriete nuevamente en diagonal
E.- El carrete de la válvula esta pegado
1.- Remueva y limpie el carrete
2.- Verifique que el cuerpo este en buen estado y limpielo3.- Limpie y filtre todo el sistema
F.- Contaminación 1.- Limpie y filtre todo el sistema con el equipo adecuado2.- Haga un conteo de partículas ISO / NAS
Fallas en VCDFallas en VCD
Problema Causa Probable Remedio
Movimiento lento en el carrete de la válvula
A.- Aceite con viscosidad muy alta 1.- Cambie a un aceite de viscosidad adecuada2.- Utilize un precalentador
B.- Restricción en el dren 1.- Verifique que el dren interno no tenga restricciones y limpie la línea2.- Revise que la línea del dren externo no este dañada3.- Compruebe que no hay una alta contrapresión en la línea de retorno al tanque
C.- Distorsión en el cuerpo de la válvula
1.- Afloje los tornillos de montaje y apriete nuevamente en diagonal
D.- Contaminación 1.- Limpie y filtre todo el sistema con el equipo adecuado2.- Haga un conteo de partículas ISO / NAS
Identificación de piezasIdentificación de piezas
SimbologíaSimbologíaAutomation StudioAutomation Studio
PracticasPracticas
Electrohidraulica
Control Proporcional Servo Válvulas Tarjetas de control
Valvula Servo
Valvula Servo
TestTest
Preguntas?Preguntas?
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Gracias !
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