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Material de apoyo Técnico-Pedagógico Área-Hidráulica Aplicada

“Sistema Hidráulico del Tractor” Msc. Ing. Agr. José Argentino Mingo Rojas Director Dirección de Educación Agraria

Dr. Silvio Torres Chaves Vice Director Dirección de Educación Agraria

Ing. Agr. Mario Parra Jefe de Planeamiento

Ing. Agr. Ángel Oviedo Jefe de Supervisión

Srta. Tania Karina Ojeda Administradora Dirección de Educación Agraria Técnico responsable de la recopilación Prof. T.A. Francisco Miranda Prof. Lic. Luis A. Benítez

Editado por el Sr. Orlando Ramón Ozorio Técnico en Informática Dirección de Educación Agraria

“Puede quien piensa que puede”

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Dedicatoria A los jóvenes paraguayos/as del “Colegio Técnico Agromecánico Don Idilio Castiglioni” Departamento de San Pedro, con todo esmero fue hecho este material. Los Autores

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INTTRODUCCIÓN La necesidad de disponer de un material actualizado y adecuado a las enseñanzas de una asignatura denominada Hidráulica Aplicada que se imparten en el Colegio Técnico Agromecánico “ Don Idilio Castiglioni” de Itacurubí del Rosario Departamento de San Pedro. Nos ha movido a realizar el presente material de apoyo adecuado al orden del currículo elaborado para dicha institución, de una forma sencilla y de nivel técnico elevado de comprensión. Recogiendo la totalidad de los elementos que componen los sistemas hidráulicos de maquinarias e implementos que actualmente se utilizan en el campo agropecuario. Si bien el principal fin es su utilización en la enseñanza, este material puede ser útil para aquellas personas que sientan inquietud por tema y estén interesadas por conocer el principio básico de la aplicación de la hidráulica en las maquinarias e implementos.

5 LOS AUTORES

“Puede quien piensa que puede”

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ÍNDICE Portada

1

Sub Portada

2

Dedicatoria

3

Titulo

4

Introducción

5

Índice

6

Fundamentaciones

7

Objetivos

8

Hidráulica Aplicada (definición, elementos paralelos, ejercicios)

9-11

Sistema Hidráulico de potencia (definición)

12

Sistema de flujo reversible (funcionamiento de un gato hidráulico)

12-13

Sistema de circuito continuo (estudio de sus partes)

13-18

Bombas hidráulicas (definición; tipos, definición)

19-20

Válvulas de la hidráulica aplicada (definición; tipos, definición)

21-25

Cilindros de trabajo (concepto, tipos, ejemplos)

26-28

Fallas comunes y reparos

28

Mandos y controles (multímetro y manómetro)

29

Electrohidráulica (definición, elementos que lo componen)

30-31

Simbología hidráulica

32-39

Tabla universal de conversión

40-41

Tablas de conversión y medidas de torque

42-44

Circuito Hidráulico (Patente Valtra)

45-51

Circuito Hidráulico (Patente Massey Ferguson)

53-57

Bibliografía

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FUNDAMENTACIONES La agricultura y su naturaleza presentes pueden conseguirse muy buena producción mediante varios sistemas. La agricultura mecanizada y los métodos basados en la fuente de energía humana siempre habrá campo para el perfeccionamiento de ambos sistemas. Como así la fuente de energía hidráulica hoy muy utilizado en el proceso productivo de la explotación agropecuaria en el área de usos de maquinarias, equipos e implementos agrícolas. En estas aéreas, se ha diseñado para desarrollar las capacidades específicas que el Bachiller Técnico Agromecánico debe poseer para satisfacer los requerimientos en el ejercicio de la profesión. Las unidades serán desarrolladas con la posibilidad de ir dando a conocer la utilización de las maquinarias, equipos e implementos de accionamientos hidráulico sofisticados y actualizados con las nuevas tecnologías aplicadas. Para que la mecanización agrícola produzca un impacto real en los productores, que debe ser sostenible y además debe permitir mayores ingresos.

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OBJETIVOS

Promover los conocimientos técnicos y la aplicación de la tecnología avanzada de la hidráulica actual en equipos, maquinarias e implementos agrícolas. Identificar adecuadamente los distintos tipos de maquinarias, equipos e implementos de accionamiento hidráulico utilizada en el campo agrícola.

Aplicar normas de seguridad e higiene en el uso de maquinarias, equipos, implementos y herramientas preservando el ambiente.

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HIDRÁULICA APLICADA Ciencia basada en el estudio de las propiedades y características de los líquidos, es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos. DEFINICIÓN:

La hidráulica se divide en:

a) Hidrostática: trata el estudio de los líquidos en reposo, es decir sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. Ej.: la utilización de la prensa hidráulica, gato hidráulico. b) Hidrodinámica: trata el estudio de los líquidos en movimiento, incompresibles, grandes volúmenes, dinámica de fluidos. Elementos paralelos: 1. Energía: es la capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento, se define como la capacidad para realizar un trabajo, se presenta en tres formas: 1) Energía Potencial: denominada como energía de posición, en un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Ej.: el peso del agua en un dique. 2) Energía Cinética: o la poseída por un cuerpo en virtud de su velocidad, en un sistema físico, la energía cinética de un cuerpo es energía que surge en el fenómeno del movimiento. Ej.: el accionar de las turbinas de una hidroeléctrica. 3) Energía calorífica: es la poseída por un cuerpo en virtud de su calor. Ej.: energía calorífica producida por un motor de combustión interna. En hidráulica el calor generalmente significa pérdida en términos de rendimiento. 2. Fuerza: definida como cualquier agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. La cantidad de fuerza aplicada depende de otros dos factores, Inercia y Fricción. La fuerza se expresa en kgf. 3. Presión: significa fuerza aplicada sobre una superficie. Se expresa generalmente en kilogramos (kg.cm2) 4. Área: constituye la superficie de aplicación, se expresa en cm2.

Clave Fórmula F= Fuerza (kgf) F= P.A P= Presión (kg.cm2) P= F:A A= Área o superficie (cm2) A= F:P Área x 2 5. Trabajo: fuerza movida a través de una distancia, se expresa generalmente en: T= F x D= kgmts. “Puede quien piensa que puede”

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6. Potencia: significa, trabajo por la unidad de tiempo, se expresa en CV (caballo vapor), o su equivalente HP (horse power). 7. Presión atmosférica: se define como la fuerza ejercida por el peso de la atmósfera terrestre sobre una unidad de superficie o área. Inversamente proporcionales a los valores de altitud sobre el nivel del mar; a cuyo nivel se expresa como 1 kg/cm2. 8. Ley de Pascal: La presión ejercida en un punto cualquiera de un líquido estático es

la misma en todas las direcciones restantes y no sufre alteración alguna.

Ejercicios

1. Que sucede en F2 si se aplica una fuerza X en F1?, es decir, ¿la fuerza resultante en F2 será mayor, menor o igual que la fuerza obtenida en F1?

2. Explica que ocurre con la presión del fluido dentro del sistema. 3. ¿Qué valor tienen las áreas A1 y A2 si el diámetro del embolo 1 en el pistón 1 es de 18cm, y el diámetro embolo 2 del pistón 2 es de 24cm? Recuerda que el área en una circunferencia es: 4. A partir de los datos obtenidos en el numeral 3, soluciona la siguiente situación: Si en el embolo 1 se aplica una fuerza F1 equivalente a 5 kg, ¿A cuanto equivale la fuerza resultante en F2?

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Ésta ley de Pascal es utilizada como principio de funcionamiento de un gato hidráulico, prensa hidráulica y otros sistemas hidráulicos en maquinarias agrícolas, maquinarias pesadas, etc. 9. Ley de Bernoulli: El comportamiento de los fluidos en movimiento fue estudiado por Daniel Bernoulli. Él observó que existe una relación entre el movimiento del fluido y la presión por donde el fluido pasa. Esta relación se expresa mediante el Principio de Bernoulli, según el cual La presión de un fluido se reduce cuando aumenta su velocidad.

11 Ya que v1 < v2  P1 > P2, donde la velocidad V1 es menor a la velocidad V2, y la presión P1 es mayor a la presión P2. Las líneas representan a un fluido, en un área estrecha estarán mas cercanas, indicando que la velocidad es mayor en esa área. Si las líneas se encuentran muy separadas, la velocidad es menor. El incremento en la velocidad de los fluidos es acompañado por la disminución en su presión. El principio de Bernoulli solo se aplica si el fluido que pasa por la tubería es incompresible, es decir, su densidad no cambia durante el recorrido.

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SISTEMA HIDRÁULICO DE POTENCIA DEFINICIÓN: conjunto de piezas y elementos destinados a transportar y multiplicar esfuerzos a través de las leyes que rigen la ciencia.

Sistema de circuito de flujo reversible. Es aquel en el que el líquido describe un recorrido de ir y volver entre el punto de aplicación de fuerza muscular o cilindro maestro, y el punto de resistencia o cilindro auxiliar.

B=10

A=50

M

Válvula de Retención

Desarrollando presiones estáticas pequeñas a moderadas. Por ejemplo: un gato hidráulico, un sistema de freno hidráulico de un vehículo, una prensa de banco hidráulica, etc.

Funcionamiento de un gato hidráulico simple Elementos M = Aplicación muscular directa

Datos M = 40 Kgf

RL = Relación de longitud mecánica

RL = A : B = 50 : 10 = 5

A1 = Cilindro maestro

A1 = 1 cm2

A2 = Cilindro secundario

A2 = 63.5 cm2

Desarrollo de Fuerzas FA1 = RL x M = 5 x 40 = 200 Kgf Presión del circuito = F : A = 200 : 1 = 200 Kg/cm2 “Puede quien piensa que puede”

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria FA2 = P x A2 = 200 x 63.5 = 12.700 Kgf

Entonces el gato tendrá una capacidad de levante de 12,7 toneladas . Sistema de circuito de flujo continúo. Es aquel donde el fluido hidráulico fluye constantemente entre el tanque y los órganos del sistema, realizando un trabajo o simplemente recorriendo. La unidad generador a de empuje es una bomba hidráulica, la que a su vez es movida por un motor, sea éste eléctrico o de combustión.

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Componentes principales del sistema hidráulico. 1. 2. 3. 4.

Un recipiente con aceite. Un filtro. Una bomba para el aceite. Una válvula de control que incluye una válvula de seguridad o sobre presión y la respectiva palanca de mando. 5. El cilindro de fuerza. 6. Conductos de comunicación. La aplicación de este sistema, en la actualidad es sumamente amplia desde un simple sistema de levante de un camión basculante, hasta sistemas de dirección o comandos de grandes dimensiones. Estudio de sus partes. 1) Tanque: o punto de almacenaje del liquido hidráulico, de construcción maciza, su diseño deberá cumplir con otros requisitos importantes relacionados por ejemplo con: “Puede quien piensa que puede”

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a) b) c) d)

La disipación de la temperatura. Eliminación de burbujas. Disminución de velocidad de entrega. Retención de partículas metálicas provenientes del desgaste natural o acelerado.

¿Cuáles son las partes que componen un depósito? a) Respiradero

Todo depósito debe incluir un respiradero que contenga un filtro de aire incorporado. Si se trabaja en lugares donde la atmósfera esta muy contaminada es mejor utilizar un filtro de aire bañado en aceite. Entre mayor sea el caudal circulando por el sistema mayor deberá ser el respiradero a utilizar. Si el depósito es presurizado no se utiliza respiradero pero se deberá utilizar una válvula de alivio para regular la presión en el tanque entre valores predeterminados. b) Placa desviadora

Generalmente debe estar a 2/3 de la altura del nivel de aceite, se extiende a lo largo del centro del tanque y se usa para separar la línea de entrada de la bomba y de retorno de modo que el mismo fluido no pueda recircular continuamente, sino que realice un circuito determinado por el tanque. La finalidad de esta placa es no permitir que los contaminantes que son partículas mas pesadas suban y pasen a la línea de admisión de las bombas hidráulicas, separando retorno con admisión. c) Tuberías

La mayoría de las líneas que llegan al depósito deben terminar bajo el nivel de aceite. Las conexiones de dichas líneas con el tanque deberán ser por medio de bridas y juntas de cierre. Dicho montaje impide la entrada de suciedad y facilita el desmontaje de los filtros de aspiración para su limpieza. Tanto las líneas de aspiración como de retorno deben estar bastante mas abajo del nivel del fluido. En caso contrario el aire puede mezclarse con el aceite y formar espuma. Las líneas que terminan en el fondo del tanque y que no llevan filtros deben cortarse a un ángulo de 45º. Esto impide que la abertura de la línea pueda interceptar el fondo del tanque y corte el caudal. d) Medidor de temperatura

Se debe utilizar un medidor de temperatura para poder monitorear el fluido hidráulico, con fines de mantener dentro del rango permitido al aceite. e) Filtro de aire (colador)

Elemento cuya función es la retención de los contaminantes insolubles de un fluido (partículas de polvo en el aire), a través de un material poroso. “Puede quien piensa que puede”

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria f)

Base del depósito

Debe tener una ligera inclinación, entre 5 y 8 grados; para facilitar el drenaje y vaciado del depósito. g) Tapón del conducto de vaciado

Sirve para vaciar completamente el tanque en caso deba ser limpiado o para hacer cambio del fluido hidráulico. Diagrama de un depósito

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Drenaje

2) Filtro: su presencia se destina a la retención de impurezas de distinta procedencia y evitar su circulación para protección de todo el circuito. Papel filtrante: van generalmente en derivación con el circuito principal y suele pasar por ellos

una parte de la presión de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia en el circuito es limitado. No suelen colocarse en las líneas de presión porque necesitarían ser muy reforzados para aguantar tan altas presiones y seria anti-económicos. En las líneas de aspiración de la bomba podrían dar lugar a restricciones que producirían cavitación acortando así drásticamente la vida útil de las mismas.

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3) Conductos: tienen por finalidad, canalizar el líquido por todo el circuito. Existen tres tipos de conductos: a) Estampados o maquinados: (llamados también internos), presentes generalmente dentro de componentes direccionales. b) Cañerías: presentes en todos los puntos fijos externos del sistema.

c) Mangueras: presentes en las zonas donde existe una articulación oscilante.

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria EJEMPLOS DE TIPOS DE CONDUCTOS:

a) Estampados o maquinados: se construyen generalmente de hierro fundido; cada vez que se haga desmontaje de partes, se recomienda el cambio de anillos que suelen existir entre sub-partes de cada componente

b) Cañerías: es un conducto del aceite hidráulico. Las cañerías tienen un conducto o diámetro nominal interno y externo con capacidad pre-determinada de soportar ciertas presiones de trabajo. Son sometidas a diferentes tratamientos térmicos para lograr ciertas características adecuadas de resistencia mecánica y resistencia a la corrosión para asegurar su calidad como tal. Durante la instalación de una cañería se deberá aceitar las terminales. Si existen fisuras puede emplearse el bronce para soldar. No se debe cambiar de modo alguno el radio de curvatura original.

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c) Mangueras: normalmente se ubican en sitios de oscilaciones pero libres de cualquier rozamiento, si la manguera presenta fugas, puede restaurarse la unidad aprovechando sus terminales, cambiar solamente la manguera. Cuando se hace un recambio o se restaura la parte flexible, vale decir, que se mantendrán sus valores de presión máxima, longitud total y radio de curvatura en la instalación.

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Bombas Hidráulicas Accesorio de un sistema hidráulico encargado de generar la circulación del aceite desde el tanque hasta el cilindro de trabajo, pasando por todos los elementos del interior de un circuito hidráulico. La bomba en un equipo hidráulico, es generalmente accionada por el propio motor de la unidad, la bomba hidráulica no crea la presión, la presión se crea cuando el aceite circulante encuentra resistencia a su paso. (Ejemplo los pistones)Las bombas hidráulicas usadas en sistemas de potencia, generalmente son de desplazamiento positivo y por su diseño se clasifican en: 1) 2) 3) 4)

Bomba de engranajes Bomba de rotores Bombas de paletas (simples y balanceadas) Bomba de pistón o pistones. 1) Bomba de engranajes: Esta bomba de engranes es una de las mas utilizadas por su bajo costo, tamaño reducido y elevada durabilidad. Durante el movimiento de rotación de los engranes, estos "capturan" el aceite del lado de baja presión (recipiente) al llenarse las cavidades de los dientes con él y lo inyectan a alta presión por el otro lado al introducirse el diente del otro engrane en la cavidad desplazándolo forzadamente. En estas bombas, entre el perfil del cuerpo y el engrane hay una holgura mínima para evitar la fuga de retorno del aceite pero sin que roce el engrane con el cuerpo.

2) Bomba de rotores: Esta bomba consiste en un par de elementos con forma de engranaje, uno dentro del otro, localizados en el compartimiento de la bomba. El engranaje interno está conectado con el eje motriz de la fuente de potencia.

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3) Bombas de paletas: Las bombas hidráulicas tipo paleta tienen generalmente placas interiores forma circular o elíptica. (La figura lateral ilustra una bomba de paleta con un interior circular.) Un rotor ranura do se fija a un eje que entra en la cavidad de la cubierta a través de una de las placas extremas. Un número de pequeñas placas o paletas rectangulares se fijan dentro de las ranuras del rotor.

4) Bomba de pistón o pistones: Las bombas de pistones están formadas por un conjunto de pequeños pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje. Estas bombas disponen de varios conjuntos pistón-cilindro de forma que mientras unos pistones están aspirando liquido, otros lo están impulsando, consiguiendo así un flujo menos pulsante; siendo más continuo cuantos más pistones haya en la bomba; el liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es expulsándolo en su carrera de compresión, produciendo así el caudal. La bomba rotativa de pistones axiales se utiliza en maquinarias agrícolas y maquinarias pesadas por la gran presión que pueden producir.

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Válvulas de la hidráulica aplicada. Válvulas de control Son componentes destinados a controlar el caudal y la presión de un circuito hidráulico. Dentro del sistema hidráulico se utilizan varios tipos de válvulas con finalidades específicas y con funcionamientos independientes. a) Válvulas de seguridad: son unidades limitadoras de presión máxima, generalmente de acción automática y poseen un sistema de regulación variable. Las más usadas son del tipo simple y están instaladas en la línea de presión y un retorno conectado al tanque. De modo que en condiciones normales, el aceite constantemente empuja el elemento central de la válvula, la que está presionada contra su asiento gracias a la acción de su resorte. Una vez que la presión se incrementa a valores mayores, el resorte es vencido, la válvula se abre, el aceite se dirige al tanque y la presión máxima no se incrementa. (No se recomienda la persistencia de esta condición en circunstancias reales, puede calentar el aceite del sistema)

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b) Válvulas reguladoras de presión: elementos destinados a establecer una presión mas estable durante los momentos de corte, el momento de apertura generalmente está adelantado al de la anterior válvula. Pero de igual manera comanda todo el circuito hidráulico. Son también denominados válvulas de control de presión compuestas. Cuando la presión sube, el aceite actúa y abre la válvula superior pasando por el pasaje del pistón mayor, cuando el valor del incremento es mayor aún y el pasaje resulta ser insuficiente, el pistón mayor es levantado de su asiento desviando el aceite generalmente al tanque y evitando todo incremento de presión.

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Tornillo regulador de presión

Resorte de presión

Resorte de equilibrio de amortiguador de válvula

c) Válvulas reguladoras de caudal: denominadas también como llaves de paso, suelen utilizarse en un circuito de potencia sólo para abrir, cerrar o dejar en posiciones intermedias para pasos parciales, actúa por tanto, al caudal de la bomba. Salida

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Entrada principal

SENCILLA

COMPENSADA

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d) Válvula reductora de presión: Limitan la presión en una cierta zona a un valor inferior de la presión del resto del circuito. También operan manteniendo una diferencia de presión

e) Válvula de secuencia: Dirigen el fluido hacia una determinada dirección al alcanzarse una cierta presión en el circuito.

f) Válvulas direccionales: Son aquellas que abren y cierran el paso y dirigen el fluido, en un sentido u otro a través de las distintas líneas de conexión.

Las válvulas direccionales pueden ser manipuladas de tres formas distintas: De accionamiento mecánico (apertura y cierre se realiza por medio de una palanca accionada desde el exterior). De accionamiento eléctrico (apertura y cierre se realiza por medio de un electroimán). De accionamiento hidráulico (apertura y cierre se realiza por medio de presión hidráulica).

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g) Válvula direccional rotativa: Las válvulas de control direccional de cuatro vías de este tipo se utilizan con frecuencia como las válvulas piloto para dirigir flujo hacia y desde otras válvulas. El líquido se dirige a partir desde una fuente de suministro a través de la válvula rotatoria a otra válvula de control direccional, donde posiciona la válvula para dirigir flujo de otra fuente a un lado de una unidad de impulsión. El líquido del otro extremo de la válvula principal atraviesa una línea de retorno, a través de la válvula alternativa hacia el puerto de retorno (si es hidráulica) o de escape (si es neumática). Las piezas principales de una válvula de control direccional rotatoria de carrete se muestran en la figura adjunta. La figura muestra la operación de una válvula rotatoria de carrete. Las vistas A y C muestran la válvula en una posición para entregar fluido a otra válvula, mientras que la vista B muestra la válvula en la posición neutral, con todos los pasos a través de la válvula bloqueados. Las válvulas rotatorias de carrete se pueden operar manual, eléctricamente, o por la presión de fluidos.

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h) Válvulas de retención: sirven para permitir la circulación del aceite en un solo sentido, se usa generalmente en los gatos hidráulicos y otros.

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Cilindros de Trabajo. Son elementos encargados de convertir la potencia hidráulica en fuerza mecánica útil.

I.

Cilindro de efecto simple: ( de vástago semi flotante)

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II.

Cilindro de efecto simple: (de vástago flotante), usado normalmente en el Sistema de Levante tres puntos.

Cilindro Vástago de accionamiento

Pistón

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III.

Cilindro de doble efecto:

IV.

Cilindro de doble efecto: (de doble vástago)

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V.

Cilindro telescópico: La barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamente conforme se va aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrera relativamente en comparación con la longitud del cilindro. Se utiliza normalmente en los camiones “con volquete”.

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria Utilización de los cilindros tipo telescópicos.

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Fallas comunes y reparos. Parte Tapa(s) o guía(s)

Anomalía -Ralladuras profundas

Trabajo recomendado -Si son mayores a 0.25 deben cambiarse

Juego de sellos de la tapa delantera

-Agrietamiento y endurecimiento general

-Cambiar el kit completo

Cilindro y pistón

-Presencia de rayas longitudinales de más de 0.25

Vástago o eje de salida

-Presencia de ralladuras -Desprendimiento superficial

-Si se cuenta con pistón en sobre medida, reacondicionar con trabajos de rectificación. No es recomendable rectificaciones a medidas mayores a 0.50. -Preferentemente cambiar -Intentar restauración con lija fina, caso contrario cambiar -Preferentemente cambiar

-Torcedura Anillos o sellos de pistón

-Endurecimiento, desgaste o desgarraduras

-Cambiar el kit completo

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Funcionamiento de componentes eléctricos y mecánicos ligados al mando y control. Multímetro: tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida)

29 Manómetro: es un aparato que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.

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Electrohidráulica. Es un conjunto de elementos que, dispuestos en forma adecuada y conveniente, producen energía electrohidráulica partiendo de otra fuente, que normalmente es electromecánica (motor eléctrico) o termo mecánica (motor de combustión interna). La energía entregada por los medios mencionados es receptada por los elementos del sistema, conducida, controlada y por ultimo transformada en energía mecánica por los actuadores. El fluido transmisor de esta energía es principalmente aceite, evidentemente no cualquier aceite, ya que debe poseer algunas características particulares. La energía electrohidráulica se genera de la siguiente manera: Se recibe energía electromecánica a través de la bomba de instalación, esta la impulsa obligándola a pasar por el circuito, hasta llegar a los puntos de utilización, o sea hasta los actuadores, encargados de transformar dicha energía en mecánica. Podemos detallar:

evidenciar

tres

grupos

perfectamente

localizados,

a

Sistema de impulsión y bombeo Sistema intermedio compuesto por elementos de control, comando y conexiones Actuadores y consumidores

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Consideraciones sobre la potencia electrohidráulica. La transformación y distribución de la potencia electrohidráulica puede ser representada en un grafico en el cual se hace un balance de las perdidas de cada bloque, cuya suma hace la perdida total.

Ni

Na A

Npa

Nb

Nc C

B

+

Npb

+

Npc=Npt

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria Bloque A: Grupo de impulsión

Tiene como principal función el bombeo, este es encargado de transformar la potencia que recibe en energía electrohidráulica, que no se transmite en su totalidad, por ser la bomba un conjunto mecánico compuesto por una serie de elementos, logrados cada uno de ellos bajo tolerancias de fabricación, su rendimiento debe ser considerado y tiene una influencia Npa. Bloque B: Circuito Electrohidráulico

Incluye los elementos encargados de marcar el camino al aceite para llegar a los actuadores. Está compuesto por tubería, accesorios, comandos, controles etc., este grupo produce una perdida de potencia Npb, ofreciendo resistencia al paso del aceite, que se denominan perdidas de carga y se traducen en perdidas de presión. Cada elemento cobra peaje al aceite y este lo paga con presión, presión que se pierde y no se dispone más para su utilización convirtiéndose en perdidas de potencia para la instalación, sumándose ya a la perdida por la bomba. Grupo C: Actuadores del Sistema

Las perdidas de potencia por la mínima razón que la bomba, son conjuntos mecánicos (ej. Un cilindro hidráulico hace uso de la presión para ejercer su trabajo). Npc es el tercer y ultimo término de la suma de las perdidas, conformando el gasto total de la instalación Npt. En sistemas bien concebidos, la potencia total Npt no debe superar la potencia instalada Ni, o potencia del motor que mueve la bomba. Npt = Npa + Npb + Npc = < 25% Ni

Ni = potencia instalada. Nc = potencia electrohidráulica real disponible. Npt = potencia total perdida. Npa = potencia perdida por impulsión. Npb = potencia perdida por comando, control, tuberías. Npc = potencia perdida por los actuadores.

Los circuitos electrohidráulicos permiten darnos cuenta de las múltiples posibilidades que se alcanzan con su utilización y puede ser un punto de partida para comprender las maquinas mas complicadas. Estas maquinas pueden utilizar distintos tipos de aceites para trabajar, entre ellos destacan tres tipos, mezclas de aceites minerales, mezclas de agua-aceites y aceites sintéticos, además, estos tienen una doble función, aparte de generar potencia, también funcionan como lubricantes.

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Simbología Hidráulica.

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Tabla universal de conversión 1 pulgada 1 pie 1 yarda 1 metro 1 milla

1 pulgada cubica 1 litros

1 galón americano

1 galón inglés 1 barril americano API 1 metro cúbico

1 kilogramo 1 tonelada métrica

1 atmosfera normal 1 kg/cm2

Medidas de Longitud 2,54 centímetros 12 pulgadas 3 pies 3,28 pies 1,6093 kilómetros Medidas de volumen 16,39 centímetros cúbicos 1000 mililitros 1000,03 centímetros cúbicos 2,1134 pintas líquidas E.E.U.U 3,81 onzas fluidas E.E.U.U 3, 7854 litros 0,8327 galones ingleses 4 cuartos 8 pintas 4,54 litros 1,20 galones americanos 158,98 litros 42 galones americanos 0,15898 metros cúbicos 999,97 litros 264,17 galones americanos 6,2898 barriles americanos API Medidas de peso 2,2046 libras 1000 gramos 1000 kilogramos 0,9842 tonelada larga E.E.U.U 1,1023 toneladas cortas E.E.U.U Medidas de presión 760 mm*Hg (0° c) 1,0332 kg/cm2 14,6969 psi 14,22 psi

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Medidas de potencia 1,0004 hp E.E.U.U 746 Watt 1,0 HP métrico 0,9863 HP E.E.U.U 10,55 kilocaloría por minuto 0,7355 kilowatt 735,5 watt 75 kilográmetros por segundo

1 HP eléctrico 1 CV (Cheval Vapeur)

Medidas de torque 7,2 libras pie

1 kilográmetro

Tablas de trabajo y energía (Equivalencia aproximada) kgm 1 kgm 1j 1 erg 1 kWh

1 0,102 0,102 x 10-7 367000

joule 9,8 1 10-7 3600000

erg 9,8 x 107 107 1 3,6 x 1013

kWh 1,72 x 10-6 0,278 x 10-6 0,278 x 10-13 1

Unidades de potencia (Equivalencia aproximada) 1 kgm/s 1W 1 kW 1 erg/s 1 HP

Kgm/s 1 0,102 102 0,102 x 10-7 75

W 9,8 1 1000 10-7 735

kW 0,0098 0,001 1 10-10 0,735

Erg/s 9,8 x 107 107 1010 1 735 x 107

HP 0,0133 0,00136 1,36 1,36 x 10-10 1

“Puede quien piensa que puede”

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria

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“Puede quien piensa que puede”

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“Puede quien piensa que puede”

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“Puede quien piensa que puede”

Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria

CIRCUITO HIDRÁULICO – PATENTE VALTRA Cuerpo de válvulas direccionales, modelo anterior

0.5 mm 0,05 mm

Cuerpo de válvulas direccionales, actuales

0,4 a 0,5 mm

“Puede quien piensa que puede”

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Ministerio de Agricultura y Ganadería – Dirección de Educación Agraria Componentes del cuerpo de la caja de válvulas direccionales

Resorte más resistente

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Válvula piloto de la válvula de alivio del cilindro (vástago más fino)

Partes y funcionamiento del circuito hidráulico de levante tres puntos Válvula limitadora de presión Válvula de alivio del cilindro

Válvula de alivio de la bomba

Válvula piloto de la válvula de alivio del cilindro

Válvula de piloto de la válvula de alivio de la bomba

Válvula de seguridad del cilindro

“Puede quien piensa que puede”

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Funcionamiento de un Sistema Hidráulico Salida para el cilindro

Válvula piloto de alivio de la bomba

Válvula de alivio de la bomba

Placa de comando Válvula piloto de alivio del cilindro

Retorno

Válvula de alivio del cilindro

Entrada

Ciclo de levantamiento

47 Posición de levantada

Ciclo de bajada

“Puede quien piensa que puede”

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COMPONENTES DEL SISTEMA HIDRÁULICO

Reservorio de aceite hidráulico

Válvulas limitadoras de presión

Cilindro hidráulico de levantamiento

Filtro de succión Sistema de válvulas

Mecanismo de levantamiento

Para cilindro de control remoto

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“Puede quien piensa que puede”

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CONDICION DE INICIO DE LEVANTAMIENTO

Cilindro hidráulico Excéntrica del brazo Válvula a21mortiguadora

Válvula de retención Tubo de retorno Válvula estranguladora

Control de velocidad de descendida

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Válvula de alivio del cilindro Válvula de alivio de la bomba

Válvula piloto de la válvula de alivio del cilindro Control de posición

Válvula piloto de la válvula de alivio de la bomba

Sensibilidad Palanca de comando Reservorio

Bomba hidráulica

1- Válvulas pilotos de la válvula de alivio de la bomba y la válvula piloto de la válvula de alivio del cilindro permanecen cerrada. 2- Como también la válvula de alivio de la bomba y la válvula de alivio del cilindro permanecen cerradas. 3- La válvula estranguladora tiene una apertura parcial, permitiendo el paso del aceite hacia la válvula amortiguadora, dando ya un cierre parcial del conducto de retorno de la bomba hidráulica, y se abre también la válvula de retención y el aceite va presionando al cilindro de trabajo.

“Puede quien piensa que puede”

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CONDICION DE PLENO LEVANTAMIENTO

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1- Válvulas pilotos de la válvula de alivio de la bomba y la válvula piloto de la válvula de alivio del cilindro permanecen cerradas. 2- Como también la válvula de alivio de la bomba y la válvula de alivio del cilindro permanecen cerradas. 3- La válvula estranguladora se abre totalmente dando así un cierre total a la válvula amortiguadora cerrando el paso al conducto de retorno de la bomba. Se abre totalmente la válvula de retención dando así una subida completa al brazo del tercer punto.

“Puede quien piensa que puede”

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CONDICION DE EQUILIBRIO (NEUTRO)

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1- La válvula piloto de la válvula de alivio de la bomba se abre aliviando así a la bomba por retorno. Como así también se abre la válvula de alivio de la bomba aliviando a la función de la bomba. 2- La válvula piloto de la válvula de alivio del cilindro y la válvula de alivio del cilindro permanecen cerradas con este cierre no hay retorno del cilindro de trabajo al tanque. 3- También se cierran totalmente las válvulas estranguladora, la válvula amortiguadora y la válvula de retención. 4- Responsable de mantener levantado el implemento son los números (4, 8 y 11)

“Puede quien piensa que puede”

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CONDICIÓN DE DESCENDIDA

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1- Se abre totalmente las dos válvulas pilotos de la válvula de alivio de bomba y del cilindro de trabajo. Como así también las dos válvulas alivio de la bomba y del cilindro dando paso al aceite de retorno del cilindro de trabajo al tanque. 2- Y así totalmente cerrados las válvulas estranguladoras, amortiguadoras y la válvula de retención.

“Puede quien piensa que puede”

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CIRCUITO HIDRÁULICO – PATENTE MASSEY FERGUSON

Sistema Hidráulico de Levante Vista general del Sistema Hidráulico

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123456789101112-

Bomba Hidráulica de 4 cilindros de bombeamiento Tubo de transferencia Cilindro de levante Resorte maestro Palanca vertical Palanca de comando de la válvula de control Palanca de control de posición Palanca de control de profundidad Toma de presión Válvula deslizante de control de reacción Filtro de metal Válvula de alivio “Puede quien piensa que puede”

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Sistema Hidráulico de Levante Brazo de levante hidráulico bajando rápidamente. Control de reacción rápida

54 Brazo de levantamiento hidráulico a posición de levante máximo

“Puede quien piensa que puede”

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Sistema hidráulico de levante tres puntos C.T Eje excéntrico Palanca de mando Implemento estabilizado (De acuerdo a la posición elegida)

Subiendo el implemento

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Bajando el implemento (De acuerdo a la posición elegida)

“Puede quien piensa que puede”

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Componentes de la bomba hidráulica de pistón

56 Inspección. b- Inspeccione el eje del excéntrico y también el bloque de bronce, en cuanto a verificación de ralladuras profundas. c- Verifique también los rodamientos de agujas si no están quebrados, sueltos o engripados. En estos casos cambiar. d- Para montar rodamiento utilice herramientas especiales. e- Si los apoyos del eje excéntrico estuvieren dañados o desgastados deben ser cambiados.

“Puede quien piensa que puede”

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Ajuste de mecanismo de profundidad f- Instale el kit de herramientas. Suelte la contratuerca (A). Destrabe la tuerca (B) de la chapa corrediza. g- Coloque la palanca de posición en transporte y la palanca de profundidad en posición entre las dos marcas del cuadrante neutro. En los tractores de la serie 600 esto se consigue, alineando los agujeros de los brazos (1 y 2) con los agujeros de las chapas de sustentación según figura. h- Con una llave de boca, ajuste la chapa corrediza de la palanca vertical (C) hasta que toque el tope de la herramienta (D) y reapriete la tuerca (B) trabando enseguida.

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BIBLIOGRAFÍA

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Valtra, fábrica Brasil, 1993. Hidráulica Línea Media y Pesada.

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Escuela Agromecánica de Caacupé, Programa Hidráulica Aplicada, p. 1-40.

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Wikipedia, Página de Internet / Consulta 09 de mayo 2011

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Monografías, Página de Internet / Consulta 11 de mayo 2011

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www.sc.ehu.es, Pagina de Internet / Consulta18 de mayo 2011

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www.sabelotodo.org, Página de Internet / Consulta13 de jun 2011

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www.sapiensman.com, Página de Internet / Consulta15 de jun 2011

-

www.youtube.com, Página de Internet / Consulta06 jul 2011

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