49 HIDRÁULICA En muchos trabajos la producción puede incrementarse mediante el uso de estaciones de trabajo operadas alternativamente por un cilindro de doble vástago Fig.5.5. Cada estación puede realizar el mismo trabajo, o dos operaciones diferentes en una secuencia progresiva, por ejemplo, diferentes operaciones en una misma pieza. Una de los vástagos puede ser empleado para actuar sobre micro contactos o micro válvulas para establecer una secuencia, en la figura 5.7. Figura 5.5 cilindro de doble efecto Figura 5.6 cilindro de doble efecto Figura 5.7 cilindro de doble efecto Cuando es necesaria la aplicación de fuerza en un solo sentido. El fluido es aplicado en la cara delantera del cilindro y la opuesta conectada a la atmósfera como en la figura 7.8.
50 HIDRÁULICA Figura 5.8 cilindro de simple efecto Después de que la carrera de retroceso se ha completado, el pistón es retornado a su posición original por la acción de un resorte interno, externo, o gravedad u otro medio mecánico. El fluido actúa sobre el área "neta" del pistón por lo tanto para el cálculo de fuerza debe restarse el área representada por el vástago. ATENCIÓN: El resorte de retorno esta calculad exclusivamente para vencer la fricción propia del cilindro y "no" para manejar cargas externas. Los cilindros de simple efecto con resorte interior se emplean en carreras cortas (máximas 100 mm.) ya que el resorte necesita un espacio adicional en la construcción del cilindro, lo que hace que estos sean más largos que uno de doble efecto para la misma carrera. En la figura 75.9 vemos un cilindro de simple efecto de empuje, estos cilindros se emplean en carreras cortas y diámetros pequeños para tareas tales como sujeción de piezas. Figura 5.9 cilindro de simple efecto corto
51 HIDRÁULICA Émbolos buzo En estos elementos, el fluido desplaza al vástago que este empaquetado por la guarnición existente en el cabezal delantero. Para el cálculo de fuerza, el área neta a tomarse en cuenta esta dada por el diámetro de vástago. Figura 5.10 Este componente que encuentra su aplicación fundamentalmente en prensas hidráulicas, retorna a su posición original por acción de la gravedad, resortes internos o externos o cilindros adicionales. Figura 7.10 cilindro utilizado en prensas hidráulicas Cilindros Telescópicos. Tienen dos o más buzos telescópicos y se construyen con un máximo de seis. Usualmente son de simple efecto del tipo empuje como la figura 5.15, o de doble efecto. Los buzos se extienden en una secuencia establecida por el área, sale primero el mayor y en forma subsiguiente los de menor diámetro. Figura 5.11 cilindro telescópico´
52 HIDRÁULICA Cilindros con pistón no rotativo. Para evitar que el pistón de un cilindro gire durante su carrera pueden emplearse varios métodos a saber: 1) Guías externas 2) Vástago de sección ovalo cuadrada 3) Camisa ovalada o cuadrada, o una guía interna como la mostrada en la figura 6- 13 que constituye la solución más corriente y económica, el perno de guía que atraviesa el pistón está empaquetado en este para evitar pérdidas de fluido entre cámaras. Figura 5.12 cilindro con guía anti giro Una aplicación típica de un cilindro no rotativo la observamos en la figura 7.12 donde se requiera mantener una posición relativamente alineada. Cilindros de vástago hueco. En este tipo de construcción un orificio pasa de lado a lado el vástago, estos pequeños cilindros se fijan al dispositivo o carga median te un bulón que los atraviesa, Figura 5.13. Figura 5.13 cilindro con vástago hueco
53 HIDRÁULICA
54 HIDRÁULICA Motores o bombas hidráulicos
55 HIDRÁULICA Bombas de engranajes Las bombas de engranajes son bombas de caudal positivo y fijo. Su diseño simple, de recia construcción, las hacen útiles en una amplia gama de aplicaciones. Figura 5.14 Bombas de engranajes Componentes Los componentes de una bomba de engranajes se identifican en la siguiente ilustración. 1. Sellos 2. Plancha de presión 3. Engranaje loco 4. Engranaje de impulsión 5. Caja Operación de las bombas de engranajes Un eje de impulsión hace girar el engranaje impulsor, el cual hace girar el engranaje loco. A medida que giran los engranajes, los dientes del engranaje forman un sello contra la caja. El aceite entra por la lumbrera de entrada quedando atrapado entre los dientes y la caja, y es impulsado y obligado a salir por la lumbrera de salida. Figura 5.14 a Bombas de engranajes Bombas de paletas Las bombas de paletas son bombas de caudal positivo y fijo. Estas bombas de larga duración y suave funcionamiento son de uso frecuente. Figura 5.15 Bombas de paletas
56 HIDRÁULICA Componentes de una bomba de paletas Los componentes de una bomba de paletas son los siguientes: 1. Caja del extremo 2. Plancha flexible 3. Anillo excéntrico 4. Rotor 5. Paletas 6. Sello 7. Caja del extremo Figura 5.15 a Bombas de paletas Funcionamiento de las bombas de paletas Un eje de impulsión gira el rotor. El aceite penetra en la cámara creada entre las dos paletas y la caja, y es impulsado hacia la lumbrera de salida. La bomba de paletas consiste en: un anillo de leva, paletas y rotor ranurado. Tipos de bombas de paletas La mayoría de las bombas de paletas Caterpillar son bombas balanceadas con un par de lumbreras de entrada y un par de salida. Las lumbreras de cada par están ubicadas en lados opuestos. La fuerza centrífuga, los resortes o la alta presión de aceite empujan las paletas contra la superficie interior del anillo. Esto permite que las paletas se ajusten automáticamente según el desgaste. Tipos de bombas de paletas
57 HIDRÁULICA La mayoría de las bombas de paletas Caterpillar son bombas balanceadas con un par de lumbreras de entrada y un par de salida. Las lumbreras de cada par están ubicadas en lados opuestos. La fuerza centrífuga, los resortes o la alta presión de aceite empujan las paletas contra la superficie interior del anillo. Esto permite que las paletas se ajusten automáticamente según el desgaste. Bombas de pistones Las bombas de pistones pueden ser de caudal fijo o variable, según su diseño. Estas bombas versátiles y eficientes se utilizan frecuentemente en los sistemas hidráulicos de detección de carga y presión compensada. Componentes de la bomba de pistones Una bomba de pistones de caudal variable consiste en: 1. Eje impulsor. 2. Tambor de cilindros. 3. Placa de la lumbrera. 4. Pistones. 5. Retenes. 6. Placa de retracción. 7. Plato basculante. Figura 5.16 Bombas pistones Operación de la bomba de pistones El eje impulsor está conectado al tambor de cilindros. A medida que gira, los pistones, que están conectados al plato basculante, suben y bajan en los cilindros. A medida que el pistón se retrae, hace penetrar aceite en el cilindro por la lumbrera de entrada y luego lo expulsa en la carrera descendente por la lumbrera de salida. El caudal de aceite impulsado depende del ángulo del plato basculante. Cuando el plato basculante está situado en un ángulo máximo, habrá el máximo caudal. Cuando está situado en un ángulo cero, no habrá caudal ni flujo.
58 HIDRÁULICA Tipos de bombas de pistones Las bombas de pistones también pueden ser de caudal fijo. En este tipo de bombas se tiene un ángulo fijo del conjunto del tambor y pistones con respecto al eje de impulsión. Motores Los motores hidráulicos son accionadores que convierten la energía hidráulica en energía mecánica en forma de movimiento y fuerza giratoria. Se utilizan en las máquinas Caterpillar para impulsar cadenas, ruedas e implementos. Funcionamiento del motor Los motores hidráulicos son casi idénticos a las bombas hidráulicas. Esto se aplica a los motores de engranajes, de paletas y de pistones. La diferencia principal consiste en que el aceite a alta presión entra en el motor, haciendo girar a los componentes internos. El aceite luego sale del motor a baja presión y regresa al tanque. Cuando el motor está funcionando hacia adelante, los componentes internos giran en la misma dirección. Sistemas de Mando Hidrostático La mayoría de los sistemas hidrostáticos de impulsión de las máquinas Caterpillar son sistemas de circuito cerrado. Esto significa que el aceite que regresa del motor fluye directamente de nuevo hacia la entrada de la bomba. Se utiliza una bomba de carga para llenar el sistema en el momento del arranque y rellenar el aceite que se pierde debido a las fugas en el sistema. Solucionar tareas de control de velocidad y de presión La velocidad del cilindro o actuador se encuentra determinada por diferentes factores como: Área y forma del orificio Presión del sistema Presión de la carga Densidad del fluido
59 HIDRÁULICA Viscosidad del fluido y temperatura. Figura 5.17 Válvula reguladora direccional Para cambiar la restricción (velocidad con más facilidad puede usarse válvulas reguladoras de caudal ajustables y válvulas de restricción fijas, aunque podemos decir que estos sistemas no proporcionan una regulación de velocidad precisa ya que con la variación de cualquiera de los factores la velocidad de un cilindro también varia. Para poder lograr un control de velocidad independiente de las variaciones en la presión y en la temperatura se utilizan las válvulas reguladoras de caudal compensadas por presión y temperatura. Fig. 5.18: Válvula estranguladora compensada por presión y temperatura Con la utilización de estas válvulas el caudal permanecerá aun cuando ocurran variaciones en la presión del sistema o de la carga o en la temperatura (viscosidad)
60 HIDRÁULICA El caudal que llega al actuador no determina totalmente la velocidad del mismo ya que este puede presentar fugas o cualquier otro componente. Para cambiar el ajuste de la velocidad en un sistema convencional será necesaria la intervención manual para cambiar la restricción de la válvula. Compensación de presión En la válvula se encuentran presentes dos estranguladores en serie. El primero corresponde a una luz regulable mediante el pomo; el segundo, pilotado por la presión previa y sucesiva al primer estrangulador, garantiza un salto de presión constante entre fase previa y fase sucesiva al estrangulamiento regulable. En estas condiciones, el valor de caudal predispuesto se mantiene constante dentro de un campo de tolerancia del ±2% del caudal a plena escala para la variación máxima de presión entre las cámaras de entrada y de salida de la válvula. Compensación de temperatura La compensación de temperatura de la válvula se obtiene según el principio del paso del fluido en diafragma, en que el caudal sustancialmente no es influenciado por las variaciones de viscosidad del aceite. Para caudales controlados inferiores a 0,5 l/min y con una amplitud de oscilación térmica de 50 ºC, se obtiene un incremento de caudal de aprox. el 13% del valor de caudal predispuesto. Para caudales superiores, con la misma amplitud de oscilación térmica, el incremento de caudal es de aprox. el 4% del valor a plena escala.
61 HIDRÁULICA 5.0 Mantenimiento a sistemas hidráulicos En la actualidad las aplicaciones de la oleo hidráulica y neumática son muy variadas, esta amplitud en los usos se debe principalmente al diseño y fabricación de elementos de
62 HIDRÁULICA mayor precisión y con materiales de mejor calidad, acompañado además de estudios más acabados de las materias y principios que rigen la hidráulica y neumática. Todo lo anterior se ha visto reflejado en equipos que permiten trabajos cada vez con mayor precisión y con mayores niveles de energía, lo que sin duda ha permitido un creciente desarrollo de la industria en general. Los sistemas hidráulicos tienen muchas características deseables. Sin embargo, una desventaja es el elevado costo original de muchos componentes. Esto es más que superado por más muchas ventajas que hacen de los sistemas hidráulicos los medios más económicos de transmisión de potencia. La pregunta que puede presentarse es porqué usar la hidráulica en ciertos usos y neumática en otros. Muchos factores son considerados por el usuario y/o el fabricante al determinar qué tipo de sistema utilizar en un uso específico. No hay reglas claras e inmediatas a seguir; sin embargo, la experiencia pasada ha proporcionado algunas conclusiones que se consideran generalmente cuando se toman tales decisiones. Si la necesidad del sistema requiere velocidad, una cantidad media de presión, y solamente un control relativamente exacto, un sistema neumático puede ser utilizado. Si el uso requiere solamente una cantidad media de presión y de un control más preciso, una combinación de hidráulica y de neumática puede ser utilizada. Si el uso requiere una gran cantidad de presión y/o control extremadamente exacto, un sistema hidráulico deberá ser le opción a elegir. La hidráulica y la neumática se combinan para algunos usos. Esta combinación se refiere como hidroneumática. Un ejemplo de esta combinación es la elevación usada en garajes y estaciones de gasolina. La presión de aire se aplica a la superficie del fluido hidráulico en un depósito. La presión de aire fuerza el líquido hidráulico a levantar el elevador. Dentro de las aplicaciones se pueden distinguir dos, móviles e industriales: Aplicaciones Móviles El empleo de la energía proporcionada por el aire y aceite a presión, puede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles tales como:
63 HIDRÁULICA • Tractores • Grúas • Retroexcavadoras • Camiones recolectores de basura • Cargadores frontales • Frenos y suspensiones de camiones • Vehículos para la construcción y mantención de carreteras Etc. Aplicaciones Industriales En la industria, es de primera importancia contar con maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar y mecanizar elementos o materiales propios de la línea de producción, para estos efectos se utiliza con regularidad la energía proporcionada por fluidos comprimidos. Se tiene entre otros: • Maquinaria para la industria plástica • Máquinas herramientas • Maquinaria para la elaboración de alimentos • Equipamiento para robótica y manipulación automatizada • Equipo para montaje industrial • Maquinaria para la minería • Maquinaria para la industria siderúrgica Otras aplicaciones se pueden dar en sistemas propios de vehículos automotores, como automóviles, aplicaciones aeroespaciales y aplicaciones navales, por otro lado, se pueden tener aplicaciones en el campo de la medicina y en general en todas aquellas áreas en que se requiere movimientos muy controlados y de alta precisión, así se tiene: Aplicación automotriz: suspensión, frenos, dirección, refrigeración, etc. Aplicación Aeronáutica: timones, alerones, trenes de aterrizaje, frenos, simuladores, equipos de mantenimiento aeronáutico, etc.
64 HIDRÁULICA Aplicación Naval: timón, mecanismos de transmisión, sistemas de mandos, sistemas especializados de embarcaciones o buques militares Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de hospital, sillas e instrumental odontológico, etc. La hidráulica y neumática tienen aplicaciones tan variadas, que pueden ser empleadas incluso en controles escénicos (teatro), cinematografía, parques de entretenciones, represas, puentes levadizos, plataformas de perforación submarina, ascensores, mesas de levante de automóviles, etc. Localización de fallos en los sistemas hidráulicos Localización y solución de problemas y atención técnica para bombas y motores El rendimiento y la vida útil de las bombas hidráulicas pueden verse afectados por una serie de condiciones de operación. ¿Cómo fallan las bombas y motores? • Fugas. • Desgaste. • Componentes rotos o averiados. ¿Por qué fallan las bombas y los motores? • Cavitación. • Aeración. • Contaminación. • Fluido inadecuado. • Exceso de calor/presión. • Desgaste normal. Cavitación Cuando una bomba o un motor no recibe aceite o recibe muy poco aceite, se forman cavidades de vapor que se desintegran en la bomba. Esto ocasiona implosiones que desgastan los componentes internos de la bomba o del motor. Además, los componentes se rayan debido a la falta de lubricación.
65 HIDRÁULICA Síntomas de la cavitación Los síntomas de la cavitación son: • Traqueteo peculiar • Operación defectuosa del implemento • Acumulación de calor en la bomba (pintura de la bomba se quema) Causas de la cavitación • Tubería de entrada restringida (ej. filtro taponado) • Exceso de velocidad. • Bajo nivel de aceite. • Viscosidad de aceite demasiado alta. • Falla de presurización del tanque. • Cambios no autorizados en el sistema y/o piezas de inferior calidad. Aeración. La aeración consiste en el proceso de atrapar el aire que se encuentra en el aceite, lo que es ocasionado por las fugas de aire en el sistema. Las burbujas explotan cuando entran en la bomba o en el motor, causando el desgaste de los componentes internos. Síntomas de la aeración • Ruido en la bomba o en el motor. • Operación errátil del implemento. • Acumulación de calor en la bomba o en el motor. • Los controles del implemento están muy suaves. • Aceite espumoso. Contaminación del aceite. Las bombas y los motores son susceptibles a los daños ocasionados por la suciedad, el agua y otros contaminantes abrasivos. Causas de la contaminación Mantenimiento deficiente.
66 HIDRÁULICA • Conexiones flojas en las tuberías. • Sellos dañados. • Hábitos de trabajo descuidados (Dejar el tanque destapado, permitir que contaminantes entren en el tanque al restablecer aceite, dejar el tanque sin la tapa de ventilación). Viscosidad del fluido. Es importante utilizar aceite con la viscosidad apropiada. A continuación, se describen algunos problemas que pueden ocurrir si se utiliza un tipo de fluido incorrecto: • Fluido insuficientemente viscoso: • Aumento de fugas internas y externas. • Patinaje de la bomba o del motor. • Exceso de desgaste de los componentes debido a lubricación inadecuada. • Reducción de la presión del sistema. • Los controles del implemento están muy suaves. • Fluido demasiado espeso: • Aumento de fricción interna. • Aumento de la temperatura con la resultante acumulación de residuos lodosos. • Operación lenta y errática. • Se requiere más potencia para la operación. Señales de falla • Ruido (tanto la cavitación como la aeración producen traqueteo) o Desempeño deficiente de la máquina. o Reducción de capacidad. o Operación errática. o Los controles están muy suaves. • Exceso de calor. • Exceso de fugas. • Aceite espumoso.
67 HIDRÁULICA Figura 6.1 Posibilidad de opciones de reparación de bombas Seguridad y prevención para hablar sobre cilindros y fugas en las juntas, primero tenemos que hablar sobre seguridad. Siempre que esté dentro de una maquina o trabajando en una maquina es necesario seguir los siguientes pasos: 1. Etiquetar la máquina 2. Desconectar el interruptor de encendido 3. Sacar la llave de la maquina y resguardarlas bajo llave (esto es para que nadie ponga en marcha la máquina mientras se trabaja con ella). Ahora bien, sobre los cilindros. Es necesaria la inspección en cada jornada o cambio de turno, la detallada revisión de los mecanismos de accionamiento hidráulico, es decir, los cilindros hidráulicos.
68 HIDRÁULICA Los cilindros con fugas ocasionan contaminación hidráulica en la siguiente imagen se aprecia un cilindro de aceite (dirección hidráulica de equipo articulado) el cual muestra un aro de aceite con polvo alrededor del cromo (1) debido a fugas por desgaste de cromo o ralladuras, o bien, fuga por una junta en mal estado: También se observa que hay una acumulación de polvo y suciedad (2) en la junta, se trata de otra señal indicadora de que hay una pequeña perdida de aceite. Ahora bien, si la fuga no es importante y no está dejando charcos en el suelo algunas personas podrían pensar “no pasa nada, dejare que continúe hasta que gotee de verdad y forme charcos y luego la cambiare”. El postergar la reparación del cilindro cuando aun cuando tiene una pérdida de aceite pequeña, provoca que vuelva entrar polvo y suciedad en el cilindro, y cuando lo así lo hace, está contaminando todo el sistema de aceite hidráulico, así, que lo que podría ser una pequeña reparación en esta máquina (empacado de cilindros o rectificado de vástago o camisa) podría convertirse en una reparación costosa y dañar mucho más componentes (bomba hidráulica y banco de válvulas) si usted permite que una pequeña fuga como esta continúe.
69 HIDRÁULICA El contar con un sistema de filtración de aceite hidráulico eficiente nos permitirá mantener bajos costos por tonelada desplazada; ya que asegura mayor disponibilidad del equipo por la reducción de fallas, minimiza las reparaciones correctivas y mantiene los tiempos de respuesta operativa del equipo dentro de los parámetros del fabricante. Procedimiento de montaje y mantenimiento Por regla general, solo recomendamos esta operación a personal cualificado. Al iniciar los trabajos de mantenimiento en los cilindros hidráulicos, debe asegurarse de que no sean posibles movimientos de carga cuando el circuito hidráulico está despresurizado. Se deben tomar las medidas adecuadas para garantizar esto y se deben respetar las normas de seguridad en el trabajo. Al instalar o retirar el cilindro hidráulico, se deben seguir las instrucciones del fabricante de la máquina y / o del integrador del sistema. El uso de sistemas de seguridad, como válvulas de control o similares, no es suficiente en sí mismo. Antes de abrir el cilindro o retirar las conexiones, debe asegurarse de que todo el sistema hidráulico se haya despresurizado y también de que la presión no se pueda acumular involuntariamente. Antes de soltar las fijaciones, deben desmontarse todas las líneas conectadas al cilindro. Debe asegurarse de que no exista ningún peligro para el personal de mantenimiento u otras personas al soltar las fijaciones. Es conveniente asegurarse de que no puedan salir grandes cantidades de aceite del cilindro después de abrir el sistema hidráulico. Para ello, pueden utilizarse válvulas de cierre dentro del sistema hidráulico, con las que se pueden separar grandes volúmenes de aceite del resto del sistema. Una vez que se ha completado todo el trabajo preparatorio, se puede abrir el cilindro y se puede quitar el vástago. La mejor forma de hacerlo es desde el lado del vástago.
70 HIDRÁULICA Las partes extraídas deben limpiarse primero y luego revisarse en busca de daños tales como rayones y similares. La limpieza debe realizarse utilizando solo paños sin pelusa y productos de limpieza adecuados. Tareas preventivas para el mantenimiento del sistema hidráulico. El mantenimiento del sistema hidráulico requiere de una serie de controles y revisiones que garanticen un funcionamiento adecuado del equipo. Por norma general, estas acciones implican usar un fluido hidráulico de calidad, revisar su estado, controlar el nivel y cambiar los filtros periódicamente. Pero, ¿es esto suficiente para asegurar que el sistema no va a fallar? Bien, a este listado para el mantenimiento del sistema hidráulico hay que añadir la realización de pruebas de mantenimiento preventivo y de fiabilidad que pueden ayudar a mejorar la eficiencia y el funcionamiento de estos equipos. Veamos cómo. Revisar el depósito del aceite Un buen momento para revisar el depósito de aceite y limpiarlo es cuando el equipo está parado. Además de almacenar el aceite, las funciones de este elemento son la de disipar el calor y permitir que los contaminantes (agua, partículas o aire) se separen del aceite. Si el depósito no se limpia, las consecuencias pueden ser negativas para el equipo. ¿El motivo? Un depósito sucio disminuye su capacidad de eliminar el calor y, por tanto, lo acumula. Esto provoca que la temperatura aumente por encima del nivel recomendado de 60ºC. Con este calor, el aceite se degrada más rápido, provocando que formen lodos en el sistema. Si estos residuos no se eliminan del depósito pasara a otros componentes, poniendo en peligro al sistema.
71 HIDRÁULICA Muchos depósitos de aceite tienen un filtro que coloquialmente se llama colador. Estos filtros filtran a 100 o 125 micras y solo sirven para evitar que entren al depósito partículas excesivamente grandes. Aparte en la aspiración de la bomba hidráulica para evitar que las partículas dañinas entren en la bomba, suele haber otro filtro con una eficiencia de 2 a 8 micras recomendadas para proteger la bomba que esta filtración sea eficaz es de 3 a 8. Lavado y limpieza del sistema Cuando se quita el fluido hidráulico del depósito para limpiarlo, si el aceite no se va a cambiar por otro nuevo debe filtrarse muy bien y asegurándose que todos los contaminantes sólidos y agua se eliminen. Tras limpiar el depósito, a la hora de llenar el aceite hay que volver a filtrarlo. Después es recomendable que circule por todo el sistema hidráulico para limpiar las tuberías, las válvulas, el motor y los cilindros. Una vez realizada esta última operación hay que volver a sustituir todos los filtros del sistema que estarán colmatados por toda la suciedad retenida en el arrastre.
72 HIDRÁULICA Para llevar a cabo esta operación, es muy útil recurrir a un equipo de filtración portátil porque permite depurar en línea consiguiendo la eliminación de partículas finas y de agua a través de un elemento filtrante absorbente. Comprobar el estado del filtro de respirador de aire Si hay un componente al que se le presta poca atención en el depósito, ese es el filtro de aire o respirador desecante. Es importante revisar esta pieza y asegurarse que filtra bien el aire fluido porque es la primera defensa que tiene el sistema para evitar que los contaminantes entren al depósito. Dependiendo de su ubicación y el grado de contaminación en el entorno, es posible que este filtro deba cambiarse un par de veces al año. No obstante, existen tapones de depósito que recogen y expulsan la humedad sin necesidad de cambiarlo, a diferencia de los filtros desecantes que sí requieren sustituciones frecuentes. Estos tapones o respiraderos proporcionan un flujo de aire limpio a los depósitos y otros contenedores de almacenamiento donde se produce intercambio de aire durante el cambio de los niveles de fluido. Lavado y limpieza del intercambiador de calor En un intercambiador de calor con agua (del tipo carcasa y tubos), el aceite fluye por fuera de los tubos, mientras que el agua lo hace a través de los tubos y en dirección opuesta. El calor se transfiere del aceite al agua. Para conseguir que la transferencia de calor sea más eficiente, el flujo de agua debe ser una cuarta parte del flujo de aceite. Si se emplea un enfriador de aire, hay que asegurarse que el ventilador del enfriador se encienda a los 50 ºC y se apague a los 40 ºC. También es recomendable que las aletas del radiador estén limpias, de manera que pueda verse la luz a través de ellas.
73 HIDRÁULICA Revisar el interruptor de alta temperatura Como se ha comentado antes, el aceite hidráulico comienza a degradarse a partir de los 60 ºC, pero muchos sistemas no desconectan el equipo hasta que la temperatura del fluido alcanza los 70 ºC. Esto es un problema. Los sistemas hidráulicos están diseñados para funcionar por debajo de los 60 ºC. Por cada 10 ºC que se incremente la temperatura, la vida del aceite se reduce a la mitad. Cuando la temperatura del fluido sube por encima de ese nivel, eso significa que el sistema tiene un problema. Este anómalo comportamiento puede estar provocado por un mal funcionamiento del enfriador o porque la bomba está enviando más aceite de la cuenta. Para evitarlo, lo recomendable es fijar el interruptor de alta temperatura a 60 ºC para que la bomba se apague e impedir la degradación del aceite. Normalmente, una subida de temperatura en el sistema hidráulico va acompañado de inmediato de una bajada de presión de aceite, esto es síntoma de que hay un problema en la bomba.
74 HIDRÁULICA Hacer pruebas a la bomba Es importante comprobar el flujo que sale de la línea de drenaje del sistema. En las bombas de caudal fijo o variable, esta prueba se realiza con un caudalímetro o bien haciendo llegar la tubería a un contenedor y midiendo el tiempo, con la presión de salida al nivel máximo. No se recomienda sostener la tubería con la mano durante esta prueba y hay que asegurar la tubería al contenedor antes de encender la bomba. El flujo normal de la línea de drenaje del sistema es del 1 al 5% del volumen máximo de la bomba. Las bombas de paletas generalmente pasan en derivación más flujo que las bombas de pistón. Si de la tubería de drenaje de la bomba sale el 10% del volumen máximo, es un indicador claro de que debe cambiarse la bomba. A tener en cuenta que en esta línea de drenaje no debemos de tener presión. ¡Ojo! Estos datos son generales, ya que hay bombas que pueden superar estos porcentajes indicados. Las bombas de desplazamiento fijo se pueden probar con un caudalímetro o verificando el flujo a través de la válvula de alivio. Para ello, hay que encender la bomba y registrar el flujo que sale de la tubería que va al depósito por la válvula de alivio, durante un minuto. A continuación, debe reducirse la configuración de la válvula de alivio a su ajuste mínimo. La diferencia debe ser de menos del 10% entre las tasas de flujo de las dos pruebas. Si una bomba está muy desgastada, el flujo será considerablemente menor a la presión más alta. Comprobar el acumulador Un acumulador debe precargarse con nitrógeno seco de la mitad hasta dos tercios del ajuste del compensador de la bomba. Cuando se apaga el sistema hidráulico, se puede utilizar un dispositivo de carga con un manómetro para verificar el nivel de precarga. Para confirmar que el acumulador funciona correctamente hay que revisar la temperatura de la carcasa con una pistola de temperatura. La mitad inferior debe estar más caliente que la mitad superior.
75 HIDRÁULICA Si solo se localiza calor en la parte inferior, el acumulador puede estar sobrecargado. Si no hay calor, hay un problema. Puede que se haya roto la vejiga, los sellos del pistón pueden estar dañados, la precarga puede estar por encima del ajuste del compensador o puede haberse fugado todo el nitrógeno. Si el calor se siente completamente en la parte superior, la carga es insuficiente. Revisar las mangueras Además de que la longitud de las mangueras han de ser las adecuadas, es importante que estas no se desgasten, debido al trabajo diario o el roce con el suelo u otros elementos. Para evitar este deterioro existen fundas y soportes que las protegen. Comprobar las abrazaderas Otro punto a tener en cuenta son las abrazaderas del sistema, que deben ser las adecuadas para las líneas hidráulicas. Las abrazaderas en U con tornillos (tipo viga) y para tubo Conduit no son recomendables, ya que no absorberán el choque generado en la tubería. Las abrazaderas deben tener una separación de aproximadamente 1.50 metros e instalarse a 15 centímetros del punto de terminación de la tubería.
76 HIDRÁULICA Revisar las válvulas Cualquier sistema cuenta con una o más válvulas que se cierran cuando el equipo está funcionando. Entre ellas, están las válvulas de alivio usadas con bombas compensadoras de presión, válvulas de purga de aire y válvulas de descarga del acumulador. Las tuberías de estas válvulas que van hacia el depósito deben revisarse periódicamente para asegurarse de que las válvulas estén cerradas y no se pierda aceite. Si al mantenimiento del sistema hidráulico se incluyen estas tareas preventivas, se gana en seguridad y eficiencia en el funcionamiento de los equipos. Al realizar estas pruebas, se pueden anticipar problemas y, de este modo, evitar averías o paradas innecesarias de la maquinaria. A todo ello, añadir siempre el uso de un fluido hidráulico de calidad. Si quieres ampliar información sobre el mantenimiento del sistema hidráulico, en LUFILSUR ofrecemos asesoramiento especializado sobre este tipo de tareas preventivas. No dudes en ponerte en contacto con nosotros si necesitas este servicio o productos para la lubricación o filtración industrial. Vida Util de los cilindros La vida de los ciclos neumáticos está determinada por los kilómetros recorridos por el conjunto de vástago y pistón. Este parámetro define el momento de realizar un mantenimiento preventivo. Además, los periodos de mantenimiento y la vida útil de los cilindros neumáticos son afectados por la calidad del montaje (alineación y esfuerzos) y la calidad del aire (humedad y lubricación. Entre 500 y 3000 km recorridos semanales es considerable realizar el mantenimiento. Realice controles visuales de fuga y alineación, regulación de amortiguadores, desarmes parciales, limpieza de elementos y recambios preventivos de partes deterioradas. Utilice siempre el Kit de Reparación Micro. Si desea convertir los kilómetros en horas de funcionamiento debe ser realizar la siguiente fórmula:
77 HIDRÁULICA H =8,33.km /(c.n) H = Período de mantenimiento en horas km = Período de mantenimiento en kilómetros c = Carrera del cilindro expresada en metros n = Frecuencia de operación del actuador (ciclos/minuto) Para el mantenimiento debe retirar la unidad de la máquina para poder realizar el desarme de las unidades, limpieza de partes, recambio de partes legítimos Micro, rearmar nuevamente las unidades y realizar las pruebas correspondientes. Todas las partes son removibles con herramientas comunes de taller. ¿Cuáles son los problemas más comunes en el vástago de un actuador hidráulico? No debemos subestimar la importancia del vástago en el cilindro hidráulico. El vástago no sólo transmite la fuerza del pistón, sino que también funciona como conexión entre el cilindro y la máquina. De ahí que, para elegir el vástago correcto, deben tenerse en cuenta las potenciales fallas que pueden ocurrir a cierto plazo. A continuación, enumeramos los cinco problemas más comunes en los vástagos en los cilindros hidráulicos:
78 HIDRÁULICA 1. El vástago no tiene el tamaño adecuado para su aplicación. Por un lado, si los vástagos de pistón son de menor tamaño de lo requerido, poseen una baja resistencia, especialmente en aplicaciones de carrera larga. Por otro lado, si el vástago es largo y delgado es probable que flexione o hasta incluso se rompa al empujar cargas pesadas. Este problema se puede resolver con un vástago de diámetro mayor y/o con un tubo de parada colocado en el interior entre el pistón y la tapa delantera del actuador. Asimismo, si un cilindro funciona a la tracción, un vástago de mucho tamaño reduciría la fuerza de retracción. Estos problemas surgen en la etapa de diseño, así que, es en ese momento que debe calcularse con precisión la fuerza de retracción teniendo en cuenta las particularidades de los cilindros diferenciales. Si el vástago ocupa una parte importante de la superficie del pistón, esto provocará que el cilindro se retraiga con menos fuerza de la que se pretende. 2. Rotura de la rosca del vástago. La rosca del extremo de vástago puede romperse por varias razones. Muchas veces por elegir una rosca standard o “familiar” para nosotros, pero de menor diámetro, nos perdemos la oportunidad de colocar roscas de extremo de vástago de mayor robustez. Cuando los requerimientos mecánicos sean exigentes debemos mantener los diámetros de roscas lo más grande posible para brindar mayor robustez.
79 HIDRÁULICA Por otro lado, la calidad del mecanizado de la rosca también juega un papel importante para evitar futuras roturas. 3. El vástago se raya y daña el sello. Los rayones en los vástagos rara vez afectan la resistencia del cilindro, especialmente si son rayas menores. Sin embargo, las abolladuras pueden rozar contra el limpiador del vástago y el sello, dañándolo con el tiempo y provocando pérdidas. Usar vástagos de acero templado por inducción evitará abolladuras. Se recomienda utilizar vástagos cromados duros con espesor suficiente. Una superficie gruesa de cromo endurece aún más la capa exterior del acero, lo que proporciona una resistencia crítica a la corrosión. La corrosión también crea imperfecciones superficiales que pueden dañar los sellos de los vástagos. 4. Corrosión de la rosca del vástago. Cuando se corroe toda la corteza de la rosca del vástago, ya no queda cromo. Debido a que el cromo protege de la corrosión, la rosca del vástago queda expuesta. Si su cilindro funciona en ambientes húmedas o cerca de productos químicos nocivos, la corrosión o el óxido pueden debilitar el extremo del vástago con el tiempo. Recomendamos elegir una aleación adecuada para su aplicación. El material del vástago está disponible en varias aleaciones, incluso en acero inoxidable. El acero inoxidable no se oxida, y si lo pide con cromo, brinda la misma protección de superficie que se describió anteriormente. 5. Daños mecánicos. Aunque los cilindros hidráulicos industriales rara vez chocan contra objetos u otra parte mecánica de la máquina, las partes móviles son susceptibles a tales daños accidentales. Es importante considerar esto para evitar roturas o pérdidas de fluido. ¿Cómo funcionan las bombas hidráulicas a tornillo?
80 HIDRÁULICA Estas bombas hidráulicas a tornillo funcionan haciendo girar dos o tres ejes a tornillo, que están alineados y engranados en paralelo para transportar de modo continuo un volumen estructurado con las guías roscadas. A diferencia de los otros tipos de bomba, no tienen variaciones intermitentes en su desplazamiento ni variaciones abruptas de la presión. Debido al bajo nivel de ruido y a las pulsaciones reducidas se usan como fuentes de presión hidráulica para ascensores hidráulicos y submarinos. Como son menos susceptibles a contaminar los fluidos de trabajo, se usan para bombear aceites para corte y lubricantes. Algunas Bombas del tipo de tres tornillos pueden funcionar con hasta 25 Mpa (3.626 psi) a 3.600 rpm o menos. Las bombas están disponibles con volúmenes de 700 l/min (185 U.S. GPM – galones americanos/min) o menos para operaciones a alta presión y 1.800 l/min (476 U.S. GPM) o menos para operaciones de baja presión. Cómo funcionan las bombas hidráulicas a engranaje
81 HIDRÁULICA Las bombas hidráulicas funcionan con dos engranajes empalmados entre sí, que giran para transportar un fluido hidráulico desde el sector de aspiración al de descarga. Tienen capacidad de desplazamiento constante. Se clasifican en bombas a engranaje externos e internos; por lo general el tipo interno tiene pulsaciones de descarga más pequeñas y menor nivel de ruido que las otras. Las bombas a engranajes son relativamente resistentes a la contaminación del fluido de trabajo. Estas operan de 20 a 25 Mpa (200 a250 bar) y con desplazamiento de hasta 100 cm3/rev para el tipo simple. De modo similar a las bombas de paletas, las bombas a engranajes dobles son fáciles de construir. Con frecuencia, las bombas a engranajes de alta presión se construyen con engranajes de dientes en envolvente, que permiten un proceso de alta precisión, ofreciendo gran eficiencia a la operación del sistema. Tienen dos puntos en contacto entre sí, los engranajes giran para atrapar aceite entre las partes en contacto, lo que produce vibraciones y ruidos, los mismos se reducen por medio de una ranura en la placa lateral, permitiendo escapar al aceite. Algunas bombas a engranajes de baja presión usan engranajes cicloides. El desplazamiento de las bombas a engranajes externos está determinado por una cámara entre los dientes de los engranajes en contacto y la superficie interior de la carcasa; el desplazamiento de las bombas a engranajes interiores está determinado por una cámara entre los engranajes interno y externo y una pieza segmentada con forma de medialuna (pieza de relleno) separa las áreas de aspiración y descarga. Para ambos tipos, los costados de los engranajes están sellados con placas laterales. Las bombas a engranajes externos de alta presión tienen una placa lateral móvil por medio de la cual el flujo de alta presión es conducido a la parte trasera para presionar contra el engranaje y mantener un huelgo adecuado. Las bombas a engranajes están formadas por partes relativamente simples. Ofrecen una succión de alto rendimiento a bajo costo y se utilizan en diversos campos: carretillas elevadoras, vehículos industriales con plataforma, maquinarias para la construcción como excavadoras y cargadoras de ruedas y bombas de alimentación para bombas
82 HIDRÁULICA principales. Son populares en los automóviles los paquetes compactos que contienen una bomba a engranajes, válvulas de seguridad y de retención, tanque de aceite y motor de CC. ¿Qué son las válvulas direccionales hidráulicas? Las válvulas direccionales controlan arranques, paradas, direcciones, aceleración y desaceleración de cilindros y motores hidráulicos. Se las utilizan en variadas aplicaciones y hay disponible una amplia gama de modelos. Se pueden clasificar en tres tipos: vástago desplazable, asiento y esférica. Las válvulas direccionales de vástago desplazable pueden ser deslizantes o rotativas. Las deslizantes son más populares en su uso porque son hidrostáticamente balanceadas y además tienen una alta capacidad. Las válvulas direccionales de asiento tienen excelente cierre (cero fugas) debido al contacto entre un pistón cónico o esfera y el asiento. Las válvulas direccionales esféricas son una alternativa a las de asiento, usan una esfera perforada sellada por dos guarniciones.
83 HIDRÁULICA 6.0 Interpretación de Diagramas hidráulicos Un sistema hidráulico tiene por objetivo desarrollar un trabajo utilizando energía hidráulica y puede componerse de uno o más circuitos dependiendo de la complejidad del trabajo que él deba realizar. Estos símbolos gráficos son capaces de cruzar las barreras lingüísticas y promueven el entendimiento universal de los sistemas hidráulicos proporcionando una representación simbólica tanto de los componentes, como de todas las conexiones involucradas en el diagrama del circuito.
84 HIDRÁULICA Ahora tenemos algunos componentes nuevos que identificar. Identifique en la siguiente tabla como se denominan esos componentes y cuál es su función en el sistema.
85 HIDRÁULICA En la siguiente figura identifique las válvulas y relaciónelas con la representación gráfica normalizada. Luego haga una breve síntesis de la función de esas válvulas en el circuito. Identifique los componentes
86 HIDRÁULICA Identificación de accionamientos
87 HIDRÁULICA Comparación de Diagramas de Fase y la automatización de los equipos hidráulicos
88 HIDRÁULICA 7.0 Análisis e interpretación de los diagramas hidráulicos de GMEX Prácticas de armado y desarmado de válvulas y cilindros 8.0 Lubricación Conceptos de tribología La tribología estudia la ciencia y la tecnología de las superficies que interactúan en movimiento relativo. Dentro de la tribología se encuentra cualquier aspecto que esté relacionado con el diseño de los componentes de una maquinaria, como la fricción, desgaste, lubricación, etc. La tribología es un estudio multidisciplinario que abarca la biología, la química, la ingeniería, las ciencias de los materiales, las matemáticas y la física. Su aplicación principal es a los componentes rodantes o deslizantes de un equipo, como los rodamientos, cojinetes planos, engranajes, levas, frenos y sellos. Todos los componentes mencionados, que podemos encontrar en casi cualquier equipamiento o maquinaria moderna, presentan un movimiento relativo y es la labor de la tribología darles el movimiento deslizante o de rotación que requieren. Es por esto que su enfoque principal es mejorar la vida útil de estos equipos y dar una mayor eficiencia a sus operaciones.
89 HIDRÁULICA Actualmente, la tribología no sólo abarca el diseño y la lubricación efectiva de los componentes de la maquinaria, sino que también varios aspectos de la tecnología moderna, enfocándose hacia el consumo eficiente de energía para lograr lubricantes más complejos que reducen la emisión de dióxido de carbono en medios de transporte. Ramas de estudio de la tribología La fricción La fricción ha sido estudiada como una rama de la mecánica durante cientos de años y sus leyes, así como los métodos satisfactorios para estimar la magnitud de la fricción, se conocen desde hace casi dos siglos. El mecanismo de fricción, es decir, el proceso exacto por el cual la energía se pierde cuando dos superficies se deslizan una sobre la otra, es un fenómeno complejo para el que no existe una teoría fundamental. La experiencia hace posible establecer ciertos hechos relativos a este fenómeno. La principal causa de fricción entre los metales parece ser la fuerza de atracción, conocida como adhesión, entre las regiones de contacto de las superficies, que siempre son microscópicamente irregulares. Desgaste El desgaste se produce principalmente como una pérdida progresiva de material resultante de la interacción mecánica de dos superficies deslizantes bajo carga, siendo un fenómeno tan universal que rara vez dos cuerpos sólidos se deslizan uno sobre el otro o incluso se tocan entre sí, sin transferencia de material medible o pérdida de material. Por ejemplo, las monedas se desgastan como resultado del contacto continuo con telas y dedos humanos; los lápices se desgastan después de deslizarse sobre papel y los rieles se desgastan como resultado del continuo rodamiento de las ruedas del tren sobre ellas.
90 HIDRÁULICA El desgaste se produce en las superficies lubricadas por abrasión, corrosión y contacto sólido a sólido. Los lubricantes adecuados ayudarán a combatir cada tipo. Reducen el desgaste por contacto abrasivo y sólido a sólido al proporcionar una película que aumenta la distancia entre las superficies deslizantes, lo que reduce el daño causado por contaminantes abrasivos y asperezas en la superficie. El papel de un lubricante en el control de la corrosión de las superficies es doble. Cuando la maquinaria está inactiva, el lubricante actúa como conservante. Hay cuatro tipos básicos de desgaste, el adhesivo, abrasivo, corrosivo y fatiga superficial. Lubricación La lubricación es una rama de la química y es la acción de introducción de un lubricante, es decir, cualquier tipo de sustancias diversas entre las superficies deslizantes para reducir el desgaste y la fricción. En la práctica moderna de lubricación, la principal preocupación es reducir el desgaste que acompaña al deslizamiento y al mismo tiempo diseñar sistemas de lubricación que funcionen durante largos períodos sin inspección o mantenimiento. Las mejoras en los lubricantes de petróleo han permitido a su vez el aumento de la velocidad y la capacidad de la maquinaria industrial y de otro tipo. Las preocupaciones ambientales de los últimos años también renovaron el interés en los lubricantes biodegradables, especialmente los basados en aceites vegetales. Designaciones de los grados de aceite Los aceites de motor usan un índice desarrollado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (Society of Automotive Engineers; SAE) para clasificar el aceite conforme a su viscosidad. La viscosidad es la resistencia de un fluido a fluir. Los fluidos que son
91 HIDRÁULICA ligeros (como el agua) tiene un grado de viscosidad bajo y los fluidos espesos (como la miel) tienen un grado de viscosidad elevado. El grado de viscosidad de un aceite cambia al momento de calentarlo o enfriarlo. Los aceites de motor de viscosidad multigrado pueden utilizarse en un amplio rango de temperaturas. Para un aceite SAE 0W-20, el “0” representa el índice de viscosidad en temperatura baja (la "W" es de "winter", "invierno"), y el “20” representa el índice de viscosidad en temperatura alta. Un aceite de motor de viscosidad multigrado fluye correctamente en bajas temperaturas, además de proteger el motor en altas temperaturas. Para fines de comparación, SAE 5W-30 y SAE 0W-30 fluirán mejor incluso a menores temperaturas que SAE 10W-30, y continuarán brindando protección en altas temperaturas. Consulte siempre el manual del usuario para determinar las especificaciones correspondientes al tipo de aceite de su motor, el grado de viscosidad y los intervalos de cambio de aceite recomendados para su vehículo. La “Estrella” API/ILSAC Este símbolo aparece en los aceites de motor de calidad que cumplen los requisitos actuales mínimos de la industria. API es el acrónimo de American Petroleum Institute (Instituto Americano del Petróleo). El sello aprobatorio en forma de estrella del instituto
92 HIDRÁULICA dice "Certificado por el Instituto Americano del Petróleo". Este sello fue creado para ayudar a los consumidores a identificar los aceites de motor que cumplen los estándares mínimos de desempeño establecidos por los fabricantes de vehículos y motores. La Estrella identifica a los aceites de motor recomendados para una cierta aplicación, como por ejemplo "Para motores de gasolina". Para portar este símbolo en su recipiente, el aceite debe cumplir los últimos requerimientos del ILSAC, el Comité Internacional de Normalización y Aprobación de Lubricantes (International Lubricant Standardization and Approval Committee). Dicho Comité es el resultado de un esfuerzo conjunto realizado por los fabricantes de automóviles japoneses y estadounidenses. La Estrella API/ILSAC se encuentra en la etiqueta frontal de los envases de los aceites de motor certificados. El “rosquilla” API Otro identificador en los recipientes de aceite de motor es la "donut" de API, típicamente encontrada en la etiqueta posterior. Se encuentra dividida en tres partes. La mitad superior del círculo (2) indica la clase de servicio de API, también llamado nivel de desempeño. El centro del círculo (3) denota la viscosidad SAE, explicada anteriormente. La mitad inferior del círculo (4) indica si el aceite ha demostrado ciertas propiedades de conservación de recursos y energía. En la parte superior de la rosquilla las palabras “API Service XXXXX” (5) indican el tipo de motor y el desempeño brindado por el aceite. En la denominación actual "API Service SN", la “S” significa Aceite de Estación de Servicio (para motores de gasolina) y la "N"
93 HIDRÁULICA indica el nivel actual de servicio. Otra opción es “API Service CJ-4”. Donde la “C” significa motores comerciales (motores diésel), la "J" es el nivel actual de desempeño y el número "4" indica un motor diésel de cuatro tiempos (para motores diésel de dos tiempos se usa un 2). Consulte en el manual del usuario las recomendaciones para su vehículo. Las denominaciones API Service son compatibles con versiones anteriores, de modo que los vehículos más viejos pueden usar la denominación actual. Industriales iso 32, 46, 68 Transmisión engranajes 80w90, 80, 90. Automotrices
94 HIDRÁULICA Análisis de viscosidad de los aceites
95 HIDRÁULICA Grasas Industriales Las grasas industriales son un tipo de lubricante sólido o semifluido, que se obtienen por la dispersión de un agente espesante en un líquido de lubricación industrial, para proteger elementos de las máquinas donde un aceite no es suficiente, ni apto. Este tipo de lubricante se utiliza en maquinaria donde su composición o funcionamiento no retiene un aceite de lubricación común y donde podrían ocurrir escurrimientos. Además, el uso de grasas industriales evita la entrada de polvo o cualquier contaminante que pueda alterar el funcionamiento de la maquinaria. Debido a la dispersión del agente espesante, las grasas tienen propiedades viscoelásticas como los polímeros, por ello se conocen como sólidos plásticos, que contienen del 65 al 95% de aceite, del 5 al 35% de espesante y del 0 al 10% de aditivos líquidos y sólidos; dependiendo del porcentaje de sólido, la formulación es grasa, y si oscila entre el 10 y el 40% se vuelve pasta.
96 HIDRÁULICA Igual que otros tipos de lubricantes, las grasas se clasifican a partir de su grado de fluidez o viscosidad, y encontramos formulaciones con base mineral y sintética para utilizarse en la aplicación que se requiera. Grasas minerales y sintéticas Cada vez más se utilizan grasas de lubricación con base sintética pues su elaboración es específica para los requerimientos de cada motor o maquinaria. Las grasas industriales sintéticas han demostrado ofrecer una vida útil más prolongada que las grasas con base mineral. Además, las grasas sintéticas no varían su viscosidad y fluidez a bajas o altas temperaturas brindando la misma protección en diferentes condiciones. Tal vez, la única ventaja que presentan las grasas minerales sea su menor costo en comparación a las sintéticas. Pese a estas circunstancias, lo mejor siempre será seguir las recomendaciones del fabricante en la elección de la grasa de lubricación a utilizar. Dentro de las características de las grasas lubricantes encontramos: • Más adherencia a las superficies que la de los aceites • Alta capacidad de sellado y aislamiento del componente • Resistencia al desgaste • Mayor lubricación frente a la carga de sobrepesos y bajas velocidades • Alta protección ante la corrosión • Amplio rango de temperaturas de operación ¿En qué casos se usan grasas industriales? Si bien tienen muchas ventajas, el uso de grasas se limita a aplicaciones precisas, como mecanismos donde se debe evacuar el calor a través del lubricante, maquinaria donde se debe extraer partículas de desgaste y contaminantes, o que trabajen a velocidad muy alta y requieran un lubricante ligero (de hasta 80.000 rpm).
97 HIDRÁULICA Hoy en día, las grasas se encuentran en maquinaria de todas las industrias, donde se trabaja en condiciones extremas, con temperaturas desde -180°C hasta 1200 °C, o con velocidades desde 2 hasta 80.000 rpm. Además, las formulaciones actuales se realizan con base en las exigencias medioambientales, de seguridad y sanitarias, por lo que encontramos grasas de alto rendimiento y que son rápidamente biodegradables ya que se disuelven en un medio acuoso o terrestre en menos de 21 días (en caso de un derrame accidental). Asimismo, existen grasas de grado alimentario que pueden estar en contacto directo con las máquinas de la planta de producción y transformación de productos alimenticios con mínima toxicidad, sin ser riesgo para los consumidores y garantizando la inocuidad. ¿Es posible mezclar distintos tipos de grasas industriales? Existe una duda muy común sobre si es posible mezclar diferentes tipos de grasas de lubricación. Para responder esta pregunta debemos recordar que las grasas industriales están compuestas por un espesante, un fluido de lubricación y aditivos. Estos elementos convergen en una mezcla específica y su alteración conlleva algunas consecuencias: • Sangrado de aceite. Este fenómeno ocurre cuando al mezclar diferentes grasas industriales, los agentes espesantes no retienen el líquido lubricante o los aditivos y aparecen escurrimientos. • Consistencia. Las grasas industriales están elaboradas con diferentes grados de viscosidad y espesor de acuerdo a las necesidades de su uso. La combinación de diferentes grasas industriales altera su composición y no cubre las necesidades requeridas por cada maquinaria. En conclusión, no es recomendable combinar diferentes tipos de de grasas industriales para no alterar su funcionamiento, además de elegir la recomendada por el fabricante. ¿Cómo saber cuál es la mejor grasa para tu equipo?
98 HIDRÁULICA Aunque parezca que todas las grasas son iguales, existen grandes diferencias que definen su rendimiento en un rango de escenarios diversos, por ello, te invitamos a que conozcas cómo seleccionar la grasa adecuada para tu equipo. Elegir grasas de alto desempeño hará una diferencia en tu operación y te ayudará a reducir costos de mantenimiento, por eso es importante conocer qué debemos buscar antes de seleccionar una grasa y cuáles son los beneficios que obtendremos. ¿Qué buscar en una grasa? 1) Definir si requiero que trabaje a altas o bajas temperaturas Si las temperaturas son extremas, entonces se necesita un aceite que tenga una viscosidad estable. Los aceites sintéticos tienen esta propiedad, en altas temperaturas se adelgazará menos, mientras que en bajas temperaturas permitirá que haya mejor fluidez, logrando en ambos escenarios una mejor protección del equipo. 2) Detectar qué viscosidad requiero, dependiendo de mi aplicación. El aceite es el principal encargado de lubricar, por lo que elegir una viscosidad adecuada para cada aplicación es fundamental. Una viscosidad muy alta aumentará la fricción del fluido, mientras que una viscosidad demasiado baja puede ser insuficiente para proteger las partes móviles. 3) Qué tanta estabilidad mecánica necesito. Durante la vida en servicio de la grasa, su consistencia no debería variar significativamente para poder lubricar de manera efectiva. Busca siempre grasas que tengan alta estabilidad mecánica, existen pruebas como ASTM D1831 para evaluar esta característica. 4) Bombeabilidad mejorada Sobre todo, si se tienen sistemas centralizados de engrase o bajas temperaturas, la bombeabilidad de la grasa podría ser un factor crítico para asegurar que se está dosificando la cantidad apropiada. Existen datos en las fichas técnicas y también puedes consultar.