Sistema hidráulico: cálculo, esquema, dispositivo. Tipos de sistemas hidráulicos. Reparar. Sistemas hidráulicos y neumáticos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-15 14:10

Un sistema hidráulico es un dispositivo diseñado para convertir un pequeño esfuerzo en uno significativo utilizando algún tipo de fluido para transferir energía. Hay muchos tipos de nodos que funcionan según este principio. La popularidad de los sistemas de este tipo se debe principalmente a su alta eficiencia, confiabilidad y relativa simplicidad de diseño.

Zona de uso

Se encontró un amplio uso de este tipo de sistema:

1. En la industria. Muy a menudo, la hidráulica es un elemento del diseño de máquinas para corte de metales, equipos diseñados para transportar productos, cargarlos/descargarlos, etc.
2. En la industria aeroespacial. Se utilizan sistemas similares en varios controles y chasis.
3. En agricultura. Es a través de la hidráulica que los implementos de tractores y bulldozers se controlan generalmente.
4. En el campo del transporte de carga. Los automóviles a menudo están equipados con sistemas hidráulicossistema de frenos.
5. En equipamiento de barcos. La hidráulica en este caso se utiliza en la dirección, está incluida en el diseño de las turbinas.

Principio de funcionamiento

Cualquier sistema hidráulico funciona según el principio de una palanca de líquido convencional. El medio de trabajo suministrado dentro de dicho nodo (en la mayoría de los casos, aceite) crea la misma presión en todos sus puntos. Esto significa que con una pequeña cantidad de fuerza en un área pequeña, puedes soportar una carga significativa en un área grande.

A continuación, considere el principio de funcionamiento de dicho dispositivo usando el ejemplo de una unidad como el sistema de frenos hidráulicos de un automóvil. El diseño de este último es bastante simple. Su esquema incluye varios cilindros (el freno principal, lleno de líquido, y auxiliar). Todos estos elementos están conectados entre sí por tubos. Cuando el conductor presiona el pedal, el pistón del cilindro maestro se mueve. Como resultado, el líquido comienza a moverse a través de los tubos e ingresa a los cilindros auxiliares ubicados junto a las ruedas. Después de eso, se activa el frenado.

Diseño de sistemas industriales

El freno hidráulico de un automóvil: el diseño, como puede ver, es bastante simple. Los dispositivos líquidos más complejos se utilizan en máquinas y mecanismos industriales. Su diseño puede ser diferente (dependiendo del ámbito de aplicación). Sin embargo, el diagrama de circuito de un sistema hidráulico de diseño industrial es siempre el mismo. Suele incluir los siguientes elementos:

1. Depósitopara liquidos con boca y abanico.
2. Filtro grueso. Este elemento está diseñado para eliminar varios tipos de impurezas mecánicas del líquido que ingresa al sistema.
3. Bomba.
4. Sistema de control.
5. Cilindro de trabajo.
6. Dos filtros finos (en las líneas de suministro y retorno).
7. Válvula de distribución. Este elemento de diseño está diseñado para dirigir el fluido al cilindro o de regreso al tanque.
8. Válvulas de retorno y seguridad.

El funcionamiento del sistema hidráulico de los equipos industriales también se basa en el principio de apalancamiento de fluidos. Bajo la influencia de la gravedad, el aceite en dicho sistema ingresa a la bomba. Luego va a la válvula de control y luego al pistón del cilindro, creando presión. La bomba en tales sistemas no está diseñada para aspirar el líquido, sino solo para mover su volumen. Es decir, la presión no se crea como resultado de su trabajo, sino bajo la carga del pistón. A continuación se muestra un diagrama esquemático del sistema hidráulico.

Ventajas y desventajas de los sistemas hidráulicos

Las ventajas de los nodos que funcionan según este principio incluyen:

• La capacidad de mover cargas de grandes dimensiones y peso con la máxima precisión.
• Gama de velocidades prácticamente ilimitada.
• Funcionamiento suave.
• Fiabilidad y larga vida útil. Todos los componentes de dicho equipo pueden protegerse fácilmente contra sobrecargas instalando válvulas de alivio de presión simples.
• Economía entrabajo y tamaño pequeño.

Además de las ventajas, los sistemas industriales hidráulicos, por supuesto, tienen ciertas desventajas. Estos incluyen:

• Mayor riesgo de incendio durante el trabajo. La mayoría de los fluidos utilizados en los sistemas hidráulicos son inflamables.
• Sensibilidad del equipo a la contaminación.
• Posibilidad de fugas de aceite, y por tanto necesidad de eliminarlas.

Cálculo del sistema hidráulico

Al diseñar tales dispositivos, se tienen en cuenta muchos factores diferentes. Estos incluyen, por ejemplo, el coeficiente cinemático de viscosidad del líquido, su densidad, la longitud de las tuberías, los diámetros de las varillas, etc.

El objetivo principal de realizar cálculos para un dispositivo como un sistema hidráulico suele ser determinar:

• Especificaciones de la bomba.
• Golpes de varilla.
• Presión de funcionamiento.
• Rendimiento hidráulico de líneas, otros elementos y todo el sistema.

El sistema hidráulico se calcula utilizando varias fórmulas aritméticas. Por ejemplo, las pérdidas de presión en las tuberías se definen de la siguiente manera:

1. La longitud calculada de las líneas se divide por su diámetro.
2. El producto de la densidad del líquido utilizado y el cuadrado del caudal medio se divide por dos.
3. Multiplica los valores obtenidos.
4. Multiplique el resultado por el factor de pérdida de viaje.

La fórmula en síse ve así:

∆p_i =λ x l_i(p): d x pV² : ^2.

En general, en este caso, el cálculo de pérdidas en las líneas se lleva a cabo aproximadamente de acuerdo con el mismo principio que en estructuras tan simples como los sistemas de calefacción hidráulica. Se utilizan otras fórmulas para determinar el rendimiento de la bomba, la carrera, etc.

Tipos de sistemas hidráulicos

Todos estos dispositivos se dividen en dos grupos principales: tipo abierto y tipo cerrado. El diagrama esquemático del sistema hidráulico considerado por nosotros anteriormente pertenece a la primera variedad. Un diseño abierto se suele utilizar para dispositivos de baja y media potencia. En sistemas cerrados más complejos, se utiliza un motor hidráulico en lugar de un cilindro. El líquido ingresa desde la bomba y luego vuelve a la línea nuevamente.

Cómo se hacen las reparaciones

Dado que el sistema hidráulico juega un papel importante en las máquinas y mecanismos, su mantenimiento a menudo se confía a especialistas altamente calificados de empresas dedicadas a este tipo particular de actividad. Estas empresas suelen proporcionar una gama completa de servicios relacionados con la reparación de equipos especiales e hidráulicos.

Por supuesto, en el arsenal de estas empresas existe todo el equipo necesario para la producción de dicho trabajo. Las reparaciones de los sistemas hidráulicos generalmente se realizan en el sitio. Antes de llevarla a cabo, en la mayoría de los casos, se deben tomar diversas medidas de diagnóstico. Para ello, las empresas de servicios hidráulicos utilizan instalaciones especiales. Los componentes necesarios para solucionar problemas también suelen traerlos los empleados de dichas empresas.

Sistemas neumáticos

Además de los dispositivos hidráulicos, los neumáticos pueden usarse para poner en movimiento los nodos de varios tipos de mecanismos. Funcionan de la misma manera. Sin embargo, en este caso, la energía del aire comprimido, no del agua, se convierte en energía mecánica. Tanto los sistemas hidráulicos como los neumáticos hacen su trabajo con bastante eficacia.

La ventaja de los dispositivos de la segunda variedad es, en primer lugar, la ausencia de la necesidad de devolver el fluido de trabajo al compresor. La ventaja de los sistemas hidráulicos en comparación con los neumáticos es que el medio en ellos no se sobrecalienta ni se sobreenfría y, por lo tanto, no es necesario incluir componentes ni piezas adicionales en el circuito.