FUNDAMENTOS DE OLEOHIDRULICA

OLEOHIDRAULICA

La oleohidrulica debido a su gran campo de utilizacin en la industria y a la dificultad de pronunciar una

palabra tan larga, ha adoptado en ocasiones la denominacin ms amplia y quizs incorrecta de hidrulica; lo lgico o

ms coherente sera que se le denominara "olelica", como le gustara a Groote, autor de buenos libros sobre el tema.

La oleohidrulica se define como la tecnologa que trata de la produccin, transmisin y control de

movimientos y esfuerzos por medio de lquidos a presin, principalmente aceites, ayudados o no por elementos

elctricos y electrnicos.

Los accionamientos realizados en las mquinas pueden ser mecnicos, elctricos, electrnicos, neumticos

o hidrulicos, cada uno de los cuales tienen sus ventajas y sus inconvenientes, expuestos en el apartado 1.1 de los

apuntes de neumtica, habiendo de tenerlos en cuenta para seleccionar el ms idneo en cada caso.

Los accionamientos hidrulicos tienen ventajas singulares, de tal manera que los hacen imprescindibles

en la construccin de gran nmero de mquinas, siendo utilizados

fundamentalmente en aquellas tecnologas donde se requiera realizar importantes esfuerzos, principalmente

lineales, y en los que se exija alta precisin, de tal manera que el desarrollo de stas sin la oleohidrulica hubiera

sido ms limitado, o por lo menos diferente. En la figura 1-1 se representan algunas aplicaciones caractersticas de la

oleohidrulica.

Aplicaciones de la Oleohidrulica.

Los campos de aplicacin de la oleohidrulica son mltiples pero se pueden concretar en dos: Oleohidrulica

estacionaria (mquinas herramientas, maquinaria textil, prensas, siderurgia, industria de plsticos, cementeras, minera,

industria y maquinaria pesada en general); Oleohidrulica mvil (maquinaria de obras civiles, maquinaria agrcola,

automviles, gras, ferrocarriles, armamento, naves, aeronaves..).

Su campo de aplicacin, en resumen, est donde se requiera realizar esfuerzos importantes y/o precisos.

Ello es debido, entre otras causas, a que posee las siguientes ventajas:

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La oleohidrulica permite obtener elevados esfuerzos con elementos de tamao reducido por medio de

grandes presiones. Pueden, por tanto, obtenerse importantes momentos y grandes potencias. La relacin

potencia/peso en hidrulica tiene un valor muy reducido en de 3 a 5 veces menor.

Debido a lo anterior las fuerzas remanentes de inercia son pequeas, lo que proporciona una serie de

ventajas y posibilidades, como son:

Permite conseguir movimientos suaves, exentos de vibraciones con el ritmo que se desee: movimientos

rpidos de aproximacin y retroceso con movimientos lentos de trabajo. La ausencia de vibraciones permite

obtener acabados de calidad.

Posibilidad de regular la carrera de trabajo con gran precisin. Posibilidad de obtener ciclos automticos de trabajo de manera similar a la Neumtica, pero con ms

lentitud.

Fcil transformacin de un movimiento giratorio en rectilneo o lineal y viceversa. Posibilidad de regular de manera continua los esfuerzos, momentos y velocidades desde cero hasta una

velocidad mxima.

Las variaciones de presin pueden conseguirse de manera continua o progresiva y a impulsos.

Facilidad para invertir la marcha de manera cuasi instantnea. Ausencia de problemas de sobrecarga, el accionamiento se parar pero no se estropear cuando la carga

sea excesiva, ponindose inmediatamente en marcha cuando descienda sta. El accionamiento hidrulico

parado consume energa, mientras que en el caso neumtico el consumo es nulo.

Facilidad para evitar sobrepresiones mediante vlvulas de seguridad. Posibilidad, aunque limitada, de ubicar el sistema hidrulico donde se desee, independientemente

de los otros rganos de la mquina.

Facilidad para normalizar los elementos de los circuitos hidrulicos. Costos relativamente bajos. Mantenimiento reducido, simplicidad, versatilidad.

Relativa facilidad para producir rdenes de mando, sin embargo superado muy ampliamente por

la electricidad y la electrnica.

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En combinacin con la electricidad, la electrnica y la informtica se ha conseguido una gran simplicidad

en el mando y facilidad de regulacin, constituyendo un tndem de grandsimas posibilidades y realidades.

Abre paso al mando a distancia. Se suele afirmar que la electricidad constituye los nervios y la hidrulica

los msculos.

Por contra la hidrulica tiene algunos defectos: 0 Los movimientos no son tan perfectos como se quisiera debido a la falta de rigidez absoluta del

aceite; el mdulo de elasticidad volumtrico de los lquidos no es infinito, es decir, su compresibilidad no

es nula. La variacin de viscosidad del aceite con la temperatura y la presin produce variaciones en las

prdidas de carga en los conductos y en las vlvulas y modifica el volumen de fugas.

0 Las prdidas de carga en las tuberas y vlvulas disminuyen el rendimiento del sistema y limitan las

velocidades en las tuberas, para que aquellas no lleguen a valores excesivos.

0 Las prdidas por fugas en cilindros y sistemas de sellado disminuyen el rendimiento del sistema y las

velocidades de desplazamiento de los actuadores. Minorar fugas exige tuberas buenas y cilindros y

vlvulas con mecanizados de alta precisin y por tanto costosos.

0 Los elementos utilizados son algo ruidosos, del orden de 80 decibelios A. 0 En determinados casos la tecnologa se complica y requiere especialistas en su uso y mantenimiento

Todas las ventajas enumeradas anteriormente, pese a los inconvenientes citados, hacen a la hidrulica

extraordinariamente til y muy empleada en numerosas tecnologas.

1.1 Clasificacin de la oleohidrulica

La hidrulica actualmente puede dividirse en tres estadios:

1. oleohidrulica convencional y modular

2. oleohidrulica proporcional

3. oleohidrulica de servovlvulas

La hidrulica convencional utiliza componentes o vlvulas todo o nada, pasa liquido o no pasa, utiliza

regulaciones normales, mecnicas (levas, pulsadores, rodillos), pilotados con circuitos hidrulicos auxiliares o

elctricas con electroimn normal. Su gran limitacin es la dificultad de regulacin precisa de fuerza y velocidad.

Se entiende aqu por oleohidrulica no slo sta en s, sino tambin la electrooleohidrulica, aunque no suele

recibir este nombre tan largo, sino simplemente hidrulica.

La hidrulica modular es igual a la convencional salvo en lo que pudiera denominarse ordenacin del

"cableado". Intentando minorar tuberas para eliminar fugas y prdidas de carga, seacoplan las vlvulas y componentes

formando mdulos. Adems con cierta normalizacin se ha conseguido minorar costos.

La oleohidrulica de servovlvulas, aparecida sobre 1950, es utilizada fundamentalmente para regulacin.

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Un mando elctrico recoge seales elctricas de entrada para transformarlas en una seal mecnica de posicin.

Se consigue un mando proporcional intensidad - caudal y por tanto regulacin de velocidad (electro - hidrulico). Se

obtiene un mando proporcional intensidad - presin y por tanto regulaciones de fuerza (electro - hidrulica). Son

componentes de alta calidad. Resuelve problemas que la hidrulica convencional no resuelve.

Las servovlvulas contienen una mecnica de alta precisin, que requiere un aceite muy limpio, y por tanto

un filtrado muy exigente (5 a 10 m). Se utiliza en los casos en que se requiere gran precisin: error bastante

menor del 3% en fuerzas y del 1% en posiciones. Se obtiene una precisin de posicionamiento de 0,01 mm.

Tambin se utiliza en el caso de movimientos a frecuencias altas, superiores a 10 Hz.

La hidrulica con servovlvulas es perfecta pero costosa y difIcil, pero si no se utiliza no se resuelven los

problemas de la hidrulica convencional: regular con gran precisin fuerzas y velocidades (presiones y

caudales).

Una solucin intermedia entre ambas tecnologIas es la hidrulica proporcional. Utilizada principalmente para

mando y en cierta medida en regulacin. Se recuerda que en la regulacin se autocorrige la magnitud obtenida si no

concuerda con la deseada, mientras que en el mando no.

La hidrulica convencional para conseguir la regulacin produce golpes de ariete y otros efectos

secundarios que sacuden la mquina en ese instante y que no permite gran precisin.

Otra dificultad es la correccin del valor resultante, comparndolo con el valor deseado.

Todos estos problemas vienen a ser resueltos por la aparicin de las vlvulas de control direccional

capaces de ofrecer una apertura controlada a voluntad, mediante una seal elctrica. Esto es la hidrulica

proporcional.

Los componentes proporcionales se caracterizan por:

La magnitud hidrulica controlada (p o Q), proporcional a la intensidad elctrica.

La corriente continua de entrada es similar a la de los electroimanes

convencionales.

Las impurezas admisibles en el aceite son superiores que en las servovlvulas (25 m en vez de 10 m).

3 Para los reguladores de posicin el caudal mximo es 3 dm /min, lo cual obliga para caudales superiores a utilizar un elemento pilotado.

La hidrulica proporcional no elimina la convencional sino que la complementa; una solucin con

tcnica proporcional puede simplificar considerablemente un circuito.