Sistemas Hidráulicos y Neumáticos: Puesta en marcha y mantenimiento

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la aplicación de la tecnología de transmisión hidráulica se está extendiendo cada vez más, y la proporción de equipos hidráulicos en diversas industrias de la economía nacional aumenta constantemente. En las aplicaciones prácticas, un sistema de transmisión hidráulica bien diseñado que se utiliza de acuerdo con las operaciones estandarizadas generalmente tiene una tasa de fallos muy baja.

Sin embargo, si la instalación, la depuración, el uso y el mantenimiento no se realizan correctamente, pueden producirse diversos fallos que afecten gravemente a la producción. Por lo tanto, la calidad de la instalación, el uso, la depuración y el mantenimiento influye directamente en la vida útil, el rendimiento y la calidad del producto del equipo. Por lo tanto, la instalación, la depuración, el uso y el mantenimiento de los sistemas hidráulicos ocupan un lugar importante en la tecnología hidráulica.

En este capítulo se tratan diversos aspectos de la instalación, depuración, uso y mantenimiento de sistemas hidráulicos para sentar las bases de la aplicación práctica para los lectores.

I. Instalación de sistemas hidráulicos

La instalación de sistemas hidráulicos incluye la instalación de tuberías hidráulicas, componentes hidráulicos y componentes auxiliares. Básicamente, consiste en conectar varias unidades o componentes del sistema en un circuito mediante conectores de fluidos (término general para tuberías y juntas de aceite) o bloques hidráulicos integrados.

1. Instalación de conectores de fluidos

Los sistemas hidráulicos pueden dividirse en integrados (tipo estación hidráulica) y dispersos en función de la forma de conexión de los componentes de control hidráulico. Independientemente de la forma, se necesitan conectores de fluido para conectar el sistema.

En los conectores de fluidos, las juntas suelen conectarse directamente a bloques integrados o componentes hidráulicos, siendo la principal carga de trabajo la conexión de las tuberías. Por lo tanto, que la selección de las tuberías sea razonable, la instalación correcta y la limpieza a fondo afecta en gran medida al rendimiento del sistema hidráulico.

(1) Selección e inspección de tuberías

Al seleccionar las tuberías, hay que elegir el diámetro, el grosor de pared, el material y la tubería adecuados en función de la presión del sistema, el caudal, el medio de trabajo, el entorno de uso y los requisitos de los componentes y las juntas de las tuberías.

La tubería debe tener suficiente resistencia, una pared interior lisa y limpia, y estar libre de arena, óxido e incrustaciones de óxido. A la hora de instalar las tuberías, hay que tener en cuenta su limpieza y estética, así como la comodidad de su instalación, uso y mantenimiento. La longitud de la tubería debe ser lo más corta posible para reducir las pérdidas de presión, los retrasos y las vibraciones.

Al inspeccionar las tuberías, si se detecta corrosión o una decoloración significativa en los lados interior o exterior, si la tubería está cortada, si hay pequeños agujeros en la pared, si la superficie de la tubería está abollada más de 10% o incluso 20% del diámetro de la tubería (dependiendo de los requisitos del sistema), o si la profundidad de la grieta de la herida de la tubería supera 10% del grosor de la pared de la tubería, la tubería no debe utilizarse.

Cuando se inspeccionan tuberías que han estado almacenadas durante mucho tiempo, si se detecta una corrosión interna grave, la pared interior debe limpiarse a fondo con ácido, limpiarse y, a continuación, comprobar su durabilidad. Sólo después de pasar la inspección puede instalarse la tubería.

Al inspeccionar tuberías dobladas, se debe prestar atención a que el radio de curvatura no sea demasiado pequeña. Una curvatura excesiva aumentará la concentración de tensiones en la tubería, reduciendo su resistencia a la fatiga y haciéndola más propensa a las arrugas en diente de sierra.

La redondez de las secciones transversales grandes no debe superar los 15%; el adelgazamiento del grosor de la pared exterior en el codo no debe superar los 20% del grosor de la pared de la tubería; el lado interior del codo no debe presentar torsiones, aplastamientos ni arrugas irregulares. Tanto el lado interior como el exterior del codo no deben presentar dientes de sierra ni formas irregulares. El diámetro exterior mínimo del codo aplanado debe ser 70% del diámetro exterior de la tubería original.

(2) Instalación de conectores de tuberías

1) Requisitos de instalación de las tuberías de aspiración

La instalación de tuberías de aspiración debe cumplir los siguientes requisitos:

• La tubería de aspiración debe ser lo más corta posible, con pocas curvas, y el diámetro de la tubería no debe ser demasiado pequeño.
• La tubería de aspiración debe estar firmemente conectada sin fugas de aire para evitar que la bomba aspire aire durante el funcionamiento, lo que provocaría ruido en el sistema e imposibilitaría la aspiración de aceite. Por lo tanto, se recomienda utilizar sellador para conectar la tubería de aspiración en el puerto de aspiración de la bomba.
• Excepto en el caso de las bombas de émbolo buzo, generalmente debe instalarse un filtro en la tubería de aspiración de la bomba hidráulica, con una precisión de filtración de 100-200 mallas. La capacidad de caudal del filtro debe ser al menos el doble del caudal nominal de la bomba, y debe tenerse en cuenta la facilidad de desmontaje para su limpieza. Generalmente, en el diseño del depósito de aceite se prevé un orificio manual cerca del filtro de aspiración de la bomba hidráulica para este fin.

2) Requisitos de instalación de las tuberías de retorno

La instalación de tuberías de retorno debe cumplir los siguientes requisitos:

• La tubería principal de retorno del actuador y la tubería de retorno de la válvula de rebose deben extenderse por debajo de la superficie del aceite en el depósito de aceite para evitar que el aceite salpique y se mezcle con burbujas de aire. El tubo de retorno debe cortarse en un ángulo de 45° orientado hacia la pared del depósito.
• Cuando los puertos de drenaje de válvulas reductoras de presiónSi se conectan a la tubería de retorno válvulas de secuencia, electroválvulas, etc., con fugas externas, no debe haber contrapresión. De lo contrario, el puerto de drenaje debe conectarse por separado de nuevo al tanque de aceite para evitar afectar el funcionamiento normal de la válvula.
• Los oleoductos horizontales deben tener una pendiente de 3/1000 a 5/1000. Cuando la tubería es demasiado larga, debe fijarse una abrazadera cada 500 mm para sujetar el tubo de aceite.

3) Requisitos de instalación de las tuberías de aceite hidráulico

La posición de instalación de las tuberías de aceite hidráulico debe estar lo más cerca posible del equipo y los cimientos, facilitando al mismo tiempo la conexión y el mantenimiento de las tuberías derivadas. Para evitar que las tuberías de aceite hidráulico vibren, la tubería debe instalarse en un lugar firme. En las zonas de vibración, se debe añadir amortiguación para eliminar las vibraciones, o instalar bloques de madera y almohadillas de goma dura en las abrazaderas de las tuberías para evitar que las piezas metálicas entren en contacto directo con la tubería.

4) Requisitos de instalación de las mangueras de goma

Las mangueras de goma se utilizan para conexiones entre dos piezas con movimiento relativo. La instalación de mangueras de goma debe cumplir los siguientes requisitos:

• Para evitar giros bruscos, el radio de curvatura R debe ser superior a 9 ó 10 veces el diámetro exterior, y como mínimo debe doblarse a una distancia de 6 veces el diámetro desde la unión. La manguera debe doblarse en el mismo plano de movimiento que el racor para evitar torsiones. En la conexión, debe colgar libremente para evitar que se doble debido a su propio peso.
• La manguera no debe trabajar bajo tensión y debe tener un cierto margen (cambio de longitud de ±4%). En los casos en que la manguera sea demasiado larga o esté sometida a fuertes vibraciones, es aconsejable utilizar abrazaderas para fijarla. Sin embargo, las mangueras utilizadas bajo alta presión deben utilizar abrazaderas lo menos posible, ya que la deformación de la manguera bajo presión puede causar pérdidas de energía por fricción en la abrazadera.
• En la medida de lo posible, instale la manguera lejos de fuentes de calor. Si no se puede evitar, instale un escudo térmico o un manguito térmico. Asegúrese de que la manguera, los accesorios y el entorno sean compatibles.

2. Instalación de componentes hidráulicos

La instalación y los requisitos específicos de los distintos componentes hidráulicos se detallan en el manual del producto. Los componentes hidráulicos deben limpiarse con queroseno antes de la instalación, y todos los componentes hidráulicos deben someterse a pruebas de presión y rendimiento de sellado.

La instalación puede comenzar una vez superadas las pruebas. Antes de la instalación, deben calibrarse varios instrumentos de control automático para evitar accidentes debidos a imprecisiones. A continuación se presentan las precauciones para la instalación de componentes hidráulicos.

(1) Instalación y requisitos de los componentes de las válvulas hidráulicas

Antes de instalar los componentes hidráulicos, compruebe el certificado de conformidad y lea el manual de los componentes hidráulicos no sellados. Si el producto está cualificado y no se almacena a la intemperie durante mucho tiempo, lo que provoca oxidación interna, no es necesario realizar pruebas adicionales, y no se recomienda volver a limpiar y desmontar. Si se produce un fallo durante la prueba, desmonte el componente sólo si es necesario y tras un juicio preciso.

Preste atención a lo siguiente durante la instalación:

• Preste atención a la orientación de la entrada y salida de aceite de cada componente de la válvula.
• Si no hay una posición de instalación especificada, instálela en un lugar que sea conveniente para su uso y mantenimiento. Generalmente, las válvulas direccionales deben instalarse con el eje horizontal. Al instalar la válvula direccional, apriete los cuatro tornillos uniformemente, normalmente en diagonal.
• Para las válvulas instaladas con bridas, no apriete demasiado los tornillos, ya que un apriete excesivo puede provocar una estanqueidad deficiente. Si el elemento o material de estanquidad original no puede cumplir los requisitos de estanquidad, sustituya el elemento o material de estanquidad.
• Algunas válvulas tienen dos orificios con la misma función para mayor comodidad de fabricación e instalación. Después de la instalación, bloquee el orificio no utilizado.
• En el caso de las válvulas ajustables, normalmente girar en el sentido de las agujas del reloj aumenta el caudal o la presión, mientras que girar en el sentido contrario disminuye el caudal o la presión.
• Durante la instalación, si faltan algunas válvulas y conectores, se permite utilizar como sustitutos válvulas hidráulicas con un caudal superior al nominal por 40%.

(2) Instalación y requisitos de los cilindros hidráulicos

La instalación de los cilindros hidráulicos debe ser sólida y fiable. La conexión de las tuberías no debe estar suelta, y la superficie de instalación del cilindro y la superficie de deslizamiento del pistón deben mantener suficiente paralelismo y perpendicularidad.

Preste atención a lo siguiente cuando instale cilindros hidráulicos:

• Para los cilindros móviles montados sobre pies, la línea central debe ser concéntrica con el eje de la fuerza de carga para evitar fuerzas laterales, que pueden causar fácilmente desgaste de la junta y daños en el pistón. Al instalar cilindros hidráulicos para objetos móviles, asegúrese de que el cilindro y el objeto móvil mantienen un movimiento paralelo en la superficie del carril guía.
• Al apretar los tornillos del prensaestopas de estanqueidad del cuerpo del cilindro hidráulico, el grado de apriete debe garantizar que el pistón se mueva con flexibilidad a lo largo de toda la carrera sin calarse ni presentar una resistencia desigual. Un apriete excesivo de los tornillos aumentará la resistencia y acelerará el desgaste, mientras que un apriete demasiado flojo provocará fugas de aceite.
• En casos de carreras largas y altas temperaturas del aceite de trabajo, un extremo del cilindro hidráulico debe permanecer flotante para evitar los efectos de la dilatación térmica.

(3) Instalación y requisitos de las bombas hidráulicas

Cuando la bomba hidráulica se dispone en un depósito de aceite independiente, existen dos métodos de instalación: horizontal y vertical. En la instalación vertical, las tuberías y la bomba están dentro del depósito de aceite, lo que facilita la recogida de fugas de aceite y mantiene un aspecto limpio. En la instalación horizontal, las tuberías están expuestas, lo que facilita la instalación y el mantenimiento.

Por lo general, las bombas hidráulicas no deben soportar cargas radiales, por lo que suelen ser accionadas directamente por un motor a través de un acoplamiento flexible. Durante la instalación, el motor y el eje de la bomba hidráulica deben tener una elevada coaxialidad, con un error inferior a 0,1 mm, y el ángulo de inclinación no debe superar 1° para evitar cargas adicionales en el eje de la bomba y ruidos.

Cuando se utiliza transmisión por correa o engranaje, la bomba hidráulica debe estar libre de cargas radiales y axiales. Los motores hidráulicos son similares a las bombas; algunos motores pueden soportar ciertas cargas radiales o axiales, pero no deben superar los valores admisibles especificados.

La altura de instalación de la boca de aspiración de la bomba hidráulica suele especificarse para que no esté a más de 0,5 m por encima de la superficie del aceite. Algunas bombas permiten una altura de aspiración mayor, mientras que otras requieren que la boca de aspiración esté por debajo de la superficie del aceite. Las bombas sin capacidad de autocebado necesitan una bomba auxiliar para suministrar aceite.

Preste atención a lo siguiente cuando instale bombas hidráulicas:

• La entrada, la salida y el sentido de giro de la bomba hidráulica deben cumplir los requisitos marcados en la bomba y no deben conectarse incorrectamente.
• Al instalar el acoplamiento, no golpee con fuerza el eje de la bomba para evitar dañar el rotor de la bomba.

(4) Instalación de componentes auxiliares

Además de los conectores de fluido, los componentes auxiliares del sistema hidráulico también incluyen: filtros, acumuladores, refrigeradores y calentadores, dispositivos de sellado, así como manómetros, presostatos, etc.

Los componentes auxiliares desempeñan un papel de apoyo en el sistema hidráulico, pero no deben descuidarse durante la instalación, ya que, de lo contrario, pueden afectar gravemente al funcionamiento normal del sistema hidráulico.

Al instalar componentes auxiliares (la instalación de tuberías se ha introducido anteriormente), preste atención a los siguientes puntos:

• Deben instalarse siguiendo estrictamente los requisitos de diseño y prestando atención a la pulcritud y la estética.
• Antes de la instalación, limpiar e inspeccionar con queroseno.
• Siempre que cumpla los requisitos de diseño, ten en cuenta en la medida de lo posible la facilidad de uso y mantenimiento.

II. Depuración del sistema hidráulico

Después de calificar la instalación y la inspección de precisión del equipo hidráulico, debe ajustarse y probarse para garantizar que puede cumplir los diversos requisitos del proceso de producción en condiciones normales de funcionamiento y alcanzar la máxima capacidad de producción del equipo según su diseño.

Después de reparar, mantener o volver a montar un equipo hidráulico, también hay que depurarlo antes de poder utilizarlo. Los pasos y métodos para depurar el sistema hidráulico pueden llevarse a cabo de la siguiente manera.

1. Preparación antes de depurar el sistema hidráulico

(1) Familiarizarse con la situación y determinar los elementos de depuración.

Antes de proceder a la depuración, comprenda perfectamente la estructura, el rendimiento, la secuencia de trabajo, los requisitos de uso y los métodos de funcionamiento del equipo que se va a depurar de acuerdo con el manual del equipo y los datos técnicos pertinentes, así como la conexión entre los sistemas mecánico, eléctrico, neumático e hidráulico.

Estudie cuidadosamente las funciones de cada componente del sistema hidráulico, comprenda el diagrama esquemático hidráulico, aclare la posición de instalación real, la estructura, el rendimiento y las piezas de ajuste de los componentes hidráulicos en el equipo, analice los cambios de presión, los cambios de velocidad y la utilización de potencia de cada ciclo de trabajo del sistema hidráulico, y familiarícese con la marca y los requisitos del aceite utilizado en el sistema hidráulico.

Basándose en la información anterior, determine el contenido, los métodos y los pasos de la depuración, prepare las herramientas de depuración, los instrumentos de medición y los conductos de prueba adicionales, y formule medidas técnicas de seguridad para garantizar la seguridad personal y evitar accidentes con el equipo.

(2) Inspección del aspecto

Tanto los equipos nuevos como los reparados deben someterse a una inspección de aspecto para comprobar los factores que afectan al funcionamiento normal del sistema hidráulico. Una inspección de aspecto eficaz puede evitar muchos fallos, por lo que debe realizarse una inspección de aspecto preliminar antes de la prueba de funcionamiento. El contenido principal de este paso es el siguiente:

• Compruebe si la instalación y las conexiones de tuberías de cada componente hidráulico son correctas y fiables. Por ejemplo, si los puertos de entrada, salida y retorno de cada componente hidráulico son correctos, y si la dirección de entrada, salida y rotación de la bomba hidráulica coinciden con las direcciones indicadas en la bomba.
• Evita los desconchones, fluido de corte, partículas abrasivas, polvo y otras impurezas caigan en el depósito de aceite, y compruebe si los dispositivos de protección de cada componente hidráulico están completos y son fiables.
• Compruebe si el grado de aceite y la precisión de filtración del depósito de aceite cumplen los requisitos y si el nivel de aceite es el adecuado.
• Comprobar si las posiciones de cada componente hidráulico, tubería y junta de tubería en el sistema son convenientes para la instalación, ajuste, inspección y reparación. Compruebe si los manómetros y otros instrumentos de observación están instalados en lugares de fácil observación.
• Compruebe si la rotación del motor de la bomba hidráulica es suave y uniforme.

Los problemas detectados durante la inspección de aspecto deben corregirse antes del ajuste y la prueba de funcionamiento.

2. Depuración del sistema hidráulico

Por lo general, el ajuste y la prueba de funcionamiento del sistema hidráulico no están completamente separados y a menudo se llevan a cabo alternativamente. El contenido principal de la depuración incluye ajustes individuales, pruebas de funcionamiento sin carga y pruebas de funcionamiento con carga. En el lugar de instalación, algunos equipos hidráulicos sólo pueden someterse a pruebas de funcionamiento en vacío.

(1) Prueba de funcionamiento en vacío

Una prueba de funcionamiento sin carga se refiere a una comprobación exhaustiva de si cada componente hidráulico, varios dispositivos auxiliares y cada circuito del sistema hidráulico funcionan con normalidad en condiciones de funcionamiento sin carga; si la conmutación automática de los ciclos de trabajo o varias acciones cumplen los requisitos.

Los métodos y pasos para las pruebas en vacío y los ajustes son los siguientes:

1) Arrancar intermitentemente la bomba hidráulica para lubricar completamente las piezas deslizantes de todo el sistema, hacer funcionar la bomba hidráulica en condiciones de descarga (como aflojar la válvula de alivio o colocar la válvula direccional tipo M en posición neutra), comprobar si la presión de descarga de la bomba hidráulica está dentro del valor admisible; observar si su funcionamiento es normal, si hay algún ruido áspero; si hay excesiva espuma en el depósito de aceite, y si el nivel de aceite está dentro del rango especificado.

2) Operar el sistema en condiciones sin carga, primero hacer que el pistón del cilindro hidráulico tope en la cabeza del cilindro o hacer que las partes móviles topen en el hierro de tope (si se trata de un motor hidráulico, fijar el eje de salida), o utilizar otros métodos para detener las partes móviles, ajustar gradualmente la válvula de alivio al valor de presión especificado, y comprobar si hay alguna anormalidad durante el proceso de ajuste de la válvula de alivio.

A continuación, haga girar varias veces el cilindro hidráulico con la carrera máxima o haga girar el motor hidráulico, abra la válvula de escape del sistema para descargar el aire acumulado; compruebe la corrección y fiabilidad de los dispositivos de protección de seguridad (como válvulas de seguridad, relés de presión, etc.).

Observar la presión de cada circuito de aceite desde el manómetro y ajustar el valor de presión del dispositivo de protección de seguridad dentro del rango especificado; comprobar si las fugas internas y externas de cada componente hidráulico y tubería están dentro del rango permitido; después de funcionar sin carga durante un cierto período de tiempo, comprobar si el nivel de aceite en el depósito de aceite desciende dentro del rango de altura especificado.

Dado que el aceite ha entrado en la tubería y el cilindro hidráulico, causando que el nivel de aceite en el tanque de aceite baje, puede incluso exponer la pantalla del filtro en el tubo de succión por encima del nivel de aceite, o causar una lubricación insuficiente del sistema hidráulico y la transmisión mecánica, lo que resulta en ruido. Por lo tanto, es necesario reponer el aceite en el tanque de aceite de manera oportuna. Esta cuestión es especialmente importante para los equipos mecánicos con grandes mecanismos hidráulicos y capacidad de tuberías pero pequeños depósitos de aceite.

3) Coordinarse con los componentes eléctricos para ajustar el ciclo de trabajo automático o la secuencia de acción, y comprobar si la coordinación y la secuencia de cada acción son correctas; comprobar la suavidad del movimiento durante la puesta en marcha, el cambio de dirección y la conmutación de velocidad, y no debe haber fenómenos de arrastre, salto o impacto.

4) El sistema hidráulico debe funcionar continuamente durante un periodo de tiempo (generalmente 30 minutos). Compruebe el aumento de temperatura del aceite, que debe estar dentro del valor especificado admisible (la temperatura general del aceite de trabajo es de 35-60°C). Una vez finalizada la prueba de funcionamiento en vacío, puede llevarse a cabo la prueba de funcionamiento con carga.

(2) Prueba de carga

La prueba de carga consiste en hacer que el sistema hidráulico funcione bajo una carga predeterminada de acuerdo con los requisitos de diseño. A través de la prueba de carga, compruebe si el sistema puede alcanzar los requisitos de trabajo predeterminados, como la fuerza, el par o las características de movimiento de los componentes de trabajo.

Compruebe si el ruido y las vibraciones están dentro del rango permitido; compruebe la suavidad del movimiento durante el cambio de dirección y el cambio de velocidad de los componentes de trabajo, y no debe haber fenómenos de arrastre, saltos o impactos; compruebe la situación de pérdida de potencia y el aumento de temperatura después de un trabajo continuo durante un período de tiempo.

Por lo general, la prueba de carga se realiza primero en una o dos condiciones inferiores a la carga máxima. Si todo es normal, se puede realizar la prueba de carga máxima para evitar accidentes como daños en el equipo.

(3) Ajuste del sistema hidráulico

El ajuste del sistema hidráulico debe realizarse durante la instalación del sistema y el proceso de prueba de funcionamiento, y algunos elementos también deben ajustarse en cualquier momento durante el uso. A continuación se presentan algunos elementos y métodos básicos para ajustar el sistema hidráulico.

• Presión de trabajo de la bomba hidráulica. Ajuste la válvula de alivio o la válvula de seguridad de la bomba para que la presión de trabajo de la bomba hidráulica 10%-20% sea superior a la presión de trabajo del motor hidráulico bajo la carga máxima.
• Presión de la carrera rápida. Ajuste la válvula de descarga de la bomba para que sea 15%-20% superior a la presión real necesaria para la carrera rápida.
• Presión de trabajo del relé de presión. Ajuste el muelle del relé de presión para que sea 0,3-0,5MPa inferior a la presión de trabajo de la bomba hidráulica (esto se hace cuando el componente de trabajo se detiene o está contra el bloque de parada).
• Secuencia de conmutación. Ajuste el interruptor de recorrido, la válvula piloto, el bloque de parada, el bloque de tope y el instrumento de autocomprobación para que la secuencia de conmutación y su precisión cumplan los requisitos de los componentes de trabajo.
• Velocidad y equilibrio de los componentes de trabajo. Ajustar la válvula de mariposa, la válvula de ajuste, la bomba hidráulica variable o el motor hidráulico variable, el sistema de lubricación y el dispositivo de sellado para que el movimiento de los componentes de trabajo sea suave, sin impactos ni vibraciones, y no se permitan fugas externas. En condiciones de carga, la caída de velocidad no debe exceder 10%-20%.

3. Prueba de presión del sistema hidráulico

El objetivo principal de la prueba de presión del sistema hidráulico es comprobar la estanqueidad del aceite y la resistencia a la presión del sistema y los circuitos. La prueba de presión del sistema generalmente adopta una prueba paso a paso, comprobando una vez en cada nivel, y aumentando gradualmente hasta la presión de prueba especificada. Esto puede evitar accidentes.

Selección de la presión de prueba: Para media y baja presión, debe ser 1,5-2 veces la presión de trabajo habitual del sistema, y para sistemas de alta presión, debe ser 1,2-1,5 veces la presión de trabajo máxima del sistema; en circuitos con grandes impactos o cambios severos de presión, la presión de prueba debe ser mayor que la presión de pico; para mangueras de caucho, no debe haber deformación anormal bajo 1,5-2 veces la presión de trabajo habitual, y no debe haber daños bajo 2-3 veces la presión de trabajo habitual.

Durante la prueba de presión del sistema deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

• Durante la prueba de presión, la válvula de alivio del sistema debe ajustarse al valor de presión de prueba seleccionado.
• Al suministrar aceite al sistema, debe abrirse la válvula de ventilación del sistema, y sólo puede cerrarse después de expulsar completamente el aire. Al mismo tiempo, debe abrirse la válvula de mariposa.
• Si se producen sonidos anormales en el sistema durante la prueba, ésta debe detenerse inmediatamente, y la causa debe ser identificada y eliminada antes de continuar la prueba.
• Deben tomarse medidas de seguridad durante la prueba.

En cuanto a la cuestión de la temperatura del aceite hidráulico durante el funcionamiento y la depuración, cabe señalar que la temperatura más adecuada para los sistemas hidráulicos en general es de 40-50°C. A esta temperatura, la eficiencia de los componentes hidráulicos es máxima y la resistencia a la oxidación del aceite es óptima.

Si la temperatura de trabajo supera los 80°C, el aceite hidráulico se deteriorará pronto (la tasa de deterioro del aceite hidráulico se duplica por cada 10°C de aumento), y también provocará una disminución de la viscosidad, un rendimiento de lubricación deficiente, una fácil destrucción de la película de aceite y una fácil combustión de los componentes hidráulicos. Por lo tanto, la temperatura de trabajo del aceite hidráulico no debe superar los 70-80°C. Cuando supere esta temperatura, se debe parar la máquina para enfriarla o se deben tomar medidas de enfriamiento forzado.

A bajas temperaturas ambiente, durante el funcionamiento y la depuración, aumenta la viscosidad del aceite hidráulico, aumentan la pérdida de presión y el ruido de la bomba, disminuye la eficiencia y los componentes se dañan con facilidad. Cuando la temperatura ambiente es inferior a 10°C, se considera una temperatura peligrosa. Por lo tanto, deben tomarse medidas de precalentamiento y debe reducirse la presión de ajuste de la válvula de alivio para reducir la carga de la bomba hidráulica. El funcionamiento normal sólo debe llevarse a cabo cuando la temperatura del aceite supere los 10°C.

III. Uso, mantenimiento y cuidado del sistema hidráulico

Con el desarrollo de la tecnología de transmisión hidráulica, cada vez más equipos adoptan la transmisión hidráulica, y su rango de aplicación también se está expandiendo. Muchos de estos dispositivos hidráulicos funcionan al aire libre durante todo el año, expuestos al viento, el sol y la lluvia, y se ven muy afectados por las condiciones naturales.

Para garantizar y ejercer plenamente la eficacia de trabajo de estos dispositivos, reducir la frecuencia de los fallos y prolongar su vida útil, hay que reforzar el mantenimiento y los cuidados diarios. La amplia experiencia de uso demuestra que la mejor manera de prevenir los fallos es reforzar las inspecciones periódicas de los equipos.

1. Inspección diaria del sistema hidráulico

Antes de que falle un sistema de transmisión hidráulica, suelen producirse algunos pequeños fenómenos anómalos. Mediante un mantenimiento diario adecuado, cuidados e inspecciones durante el uso, estos fenómenos anómalos pueden detectarse y eliminarse a tiempo para garantizar el funcionamiento normal del sistema.

El contenido principal de las inspecciones diarias es comprobar el estado de la bomba hidráulica antes y después del arranque, así como antes de detener el funcionamiento. Las inspecciones diarias suelen realizarse utilizando métodos relativamente sencillos, como los sentidos visual, auditivo y táctil.

(1) Inspección del aspecto antes del trabajo

Las fugas grandes son fáciles de detectar, pero las pequeñas fugas en las juntas de las tuberías de aceite no suelen notarse fácilmente. Sin embargo, estas pequeñas fugas suelen ser precursoras de fallos en el sistema. Por lo tanto, las juntas deben revisarse y limpiarse con frecuencia. Las juntas flojas de las mangueras de la maquinaria hidráulica suelen ser un síntoma precoz de fallo mecánico.

Cuando se detecta una pequeña fuga en la unión de una manguera y una tubería debido a una holgura, la unión debe apretarse inmediatamente, como la estanqueidad de las roscas en la conexión entre el vástago del pistón del cilindro hidráulico y los componentes mecánicos.

(2) Inspección antes de arrancar la bomba

Antes de poner en marcha la bomba hidráulica, compruebe si el depósito de aceite está lleno de acuerdo con la normativa, tomando como referencia el límite superior del indicador de nivel de aceite. Utilice un termómetro para medir la temperatura del aceite. Si la temperatura del aceite es inferior a 10°C, el sistema debe funcionar durante más de 20 minutos en estado descargado (con la válvula de alivio en estado de descarga).

(3) Inspección durante y después del arranque de la bomba

Al arrancar la bomba hidráulica, utilice el método de arranque y parada repetidos para elevar la temperatura del aceite. Después de que los actuadores funcionen con flexibilidad, entre en funcionamiento normal. Si la bomba no tiene salida durante el proceso de arranque, pare inmediatamente y compruebe la causa. Después de arrancar la bomba, se deben realizar las siguientes comprobaciones:

1) Inspección de cavitación

Cuando el sistema hidráulico está en funcionamiento, observe si el vástago del cilindro hidráulico presenta algún fenómeno de salto durante el movimiento, si hay fugas cuando el vástago del pistón está completamente extendido, y si hay ruidos anormales de la bomba hidráulica y la válvula de alivio bajo una carga pesada. Si el ruido es fuerte, es el momento ideal para comprobar si hay cavitación.

La principal causa de cavitación en el sistema hidráulico es la entrada de aire en la parte de succión de la bomba hidráulica. Para evitar la cavitación, deben apretarse todas las juntas de la tubería de aspiración de la bomba hidráulica para garantizar el sellado de la tubería de aspiración. Si el ruido no puede eliminarse incluso después de apretar estas juntas, detenga la máquina inmediatamente para realizar una inspección adicional.

2) Inspección de sobrecalentamiento

Otro síntoma de avería de la bomba hidráulica es el sobrecalentamiento. La cavitación puede causar sobrecalentamiento porque cuando la bomba hidráulica se calienta a cierta temperatura, comprime el gas en las cavidades del aceite, causando sobrecalentamiento. Si se detecta sobrecalentamiento debido a cavitación, detenga la máquina inmediatamente para inspeccionarla.

3) Inspección de burbujas

Si se produce una fuga de aire en el lado de succión de la bomba hidráulica, este aire entrará en el sistema y formará burbujas en el depósito de aceite. La presencia de burbujas en el sistema hidráulico causa tres problemas: primero, hace que el movimiento de los actuadores sea inestable, afectando al módulo volumétrico del aceite hidráulico; segundo, acelera la oxidación del aceite hidráulico; tercero, provoca cavitación. Por lo tanto, es crucial evitar que el aire entre en el sistema hidráulico.

A veces también puede filtrarse aire en el sistema hidráulico desde el depósito de aceite. Por lo tanto, compruebe con frecuencia si el nivel de aceite del depósito cumple los requisitos especificados y si la abertura del tubo de aspiración está sumergida por debajo de la superficie del aceite, manteniendo una profundidad de inmersión suficiente. La experiencia práctica ha demostrado que la abertura del tubo de retorno de aceite debe estar unos 10 cm por debajo del nivel más bajo de aceite en el depósito de aceite.

Cuando el sistema esté funcionando de forma estable, además de prestar siempre atención al volumen de aceite, la temperatura del aceite, la presión, etc., compruebe también las condiciones de funcionamiento de los actuadores y los componentes de control, y preste atención a que no haya fugas de aceite ni vibraciones en todo el sistema. Después de que el sistema haya estado en uso durante un período, si se producen fenómenos adversos o anormales y no se pueden eliminar mediante ajustes externos, puede ser necesario desmontar y reparar o sustituir piezas.

2. Uso y mantenimiento del aceite hidráulico

El sistema de transmisión hidráulica utiliza aceite hidráulico como medio de trabajo para transmitir energía. Después de seleccionar correctamente el aceite hidráulico, también es necesario mantener el aceite hidráulico limpio y evitar que las impurezas y la suciedad se mezclen en él.

La experiencia ha demostrado que más del 75% de los fallos de los sistemas hidráulicos se deben a la contaminación del aceite hidráulico. Por lo tanto, controlar la contaminación del aceite hidráulico es muy importante. Los contaminantes del aceite hidráulico incluyen unas 75% de partículas metálicas, 15% de polvo y 10% de otras impurezas como óxidos, fibras y resinas.

Los contaminantes más nocivos son las partículas sólidas, que aceleran el desgaste de las superficies con movimiento relativo, obstruyen los pequeños orificios y huecos de los componentes y, a veces, incluso hacen que se atasquen los carretes de las válvulas, lo que provoca el mal funcionamiento de los componentes. También pueden obstruir el filtro del puerto de aspiración de la bomba hidráulica, causando una resistencia excesiva a la aspiración e impidiendo que la bomba hidráulica funcione correctamente, lo que provoca vibraciones y ruidos.

En resumen, cuantos más contaminantes haya en el aceite, más rápido disminuirá el rendimiento de los componentes del sistema. Por lo tanto, mantener limpio el aceite hidráulico es un aspecto importante del mantenimiento del sistema de transmisión hidráulica. Estas tareas no son difíciles pero pueden dar buenos resultados. Se recomiendan los siguientes métodos:

• El almacenamiento de aceite hidráulico debe mantenerse en un lugar limpio, y las herramientas como barriles de aceite, embudos y trapos deben mantenerse limpios. Es mejor utilizar trapos de seda o dacrón para limpiar, a fin de evitar que las fibras se peguen a los componentes y obstruyan los conductos, provocando averías.
• El aceite hidráulico debe filtrarse rigurosamente para evitar que las impurezas sólidas dañen el sistema. El sistema debe estar equipado con filtros gruesos y finos según sea necesario, y los filtros deben revisarse y limpiarse periódicamente. Si están dañados, deben sustituirse rápidamente.
• El depósito de aceite debe cubrirse y sellarse para evitar que entre polvo, y debe instalarse un filtro de aire en el depósito de aceite.
• El aceite hidráulico del sistema debe comprobarse y sustituirse periódicamente en función de las condiciones de trabajo. Generalmente, después de acumular 1000 horas de trabajo, se debe cambiar el aceite. En caso de uso continuado, el aceite hidráulico perderá sus propiedades lubricantes y puede volverse ácido. Durante el uso intermitente, el aceite puede cambiarse cada seis meses o un año según las condiciones específicas. Al cambiar el aceite, retire los sedimentos del fondo y limpie el depósito de aceite. Al rellenar el depósito de aceite, utilice un filtro de malla 120 como mínimo.
• Si se utilizan tubos de acero para la transmisión de aceite, deben empaparse en aceite durante 24 horas para formar una película inerte antes de su uso.
• Al montar y desmontar los componentes, deben limpiarse para evitar la entrada de contaminantes.
• Si se detecta una contaminación grave del aceite hidráulico, identifique la causa y elimínela rápidamente.

3. Evitar la entrada de aire en el sistema

El aceite hidráulico utilizado en el sistema hidráulico tiene una compresibilidad muy baja y, por lo general, su efecto puede ignorarse. Sin embargo, el aire a baja presión tiene una compresibilidad muy alta, unas 10.000 veces la del aceite hidráulico. Por lo tanto, incluso una pequeña cantidad de aire en el sistema puede tener un impacto significativo.

El aire disuelto en el aceite hidráulico se escapa del aceite a baja presión, creando burbujas y formando cavitación. En zonas de alta presión, estas burbujas son rápidamente aplastadas por el aceite hidráulico, provocando una rápida compresión, lo que genera ruido en el sistema. Además, cuando el gas se comprime repentinamente, libera una gran cantidad de calor, provocando un sobrecalentamiento local y dañando los componentes hidráulicos y el aceite hidráulico.

La alta compresibilidad del aire también hace que los actuadores se arrastren, lo que altera el funcionamiento suave y a veces provoca vibraciones, todo lo cual afecta al funcionamiento normal del sistema. Una gran cantidad de burbujas mezcladas en el aceite hidráulico también puede causar deterioro y reducir su vida útil. Por lo tanto, es esencial evitar que entre aire en el sistema hidráulico.

Dependiendo de las diferentes razones por las que entra aire en el sistema, se deben tener en cuenta los siguientes puntos durante el uso y el mantenimiento:

• Compruebe periódicamente el nivel de aceite del depósito. El nivel debe mantenerse entre los niveles mínimo y máximo del indicador de nivel. En el nivel mínimo, las aberturas de las tuberías de aspiración y retorno también deben estar por debajo de la superficie del aceite y separadas por un tabique.
• Intente evitar que la presión en las distintas partes del sistema descienda por debajo de la presión atmosférica. Utilice buenos dispositivos de sellado, sustituya rápidamente los que fallen, apriete los tornillos de las juntas de las tuberías y las superficies de acoplamiento, y limpie el filtro de entrada a tiempo.
• Instale una válvula de escape en la parte superior del cilindro hidráulico para expulsar el aire del cilindro y del sistema.

4. Evita que la temperatura del aceite suba demasiado

Por lo general, la temperatura de trabajo del aceite en el sistema de transmisión hidráulica de la maquinaria hidráulica se mantiene mejor entre 30-65°C. Si la temperatura del aceite supera este intervalo, tendrá muchos efectos adversos en el sistema hidráulico.

Los principales efectos del aumento de la temperatura del aceite son los siguientes:

• El aumento de la temperatura del aceite reduce su viscosidad, lo que aumenta las fugas dentro de los componentes y el sistema, reduciendo así el rendimiento volumétrico de la bomba hidráulica.
• El aumento de la temperatura del aceite reduce su viscosidad, lo que incrementa el caudal a través de las aberturas de las válvulas de mariposa o de hendidura, lo que modifica la velocidad de trabajo ajustada originalmente. Esto afecta especialmente a la estabilidad y precisión de los servosistemas hidráulicos.
• El aumento de la temperatura del aceite reduce la viscosidad, adelgazando la película de aceite lubricante sobre las superficies móviles relativas, aumentando el desgaste mecánico y facilitando la aparición de averías cuando el aceite no está muy limpio.
• El aumento de la temperatura del aceite acelera su oxidación, lo que provoca su deterioro y reduce su vida útil. Los sedimentos también pueden obstruir pequeños orificios y huecos, afectando al funcionamiento normal del sistema.
• El aumento de la temperatura del aceite provoca la deformación térmica de la maquinaria. Los componentes de las válvulas hidráulicas se dilatan cuando se calientan, lo que puede reducir el ajuste de la holgura, afectar al movimiento del núcleo de la válvula, aumentar el desgaste e incluso hacer que se atasque.
• Una temperatura excesiva del aceite provoca un rápido envejecimiento y deterioro de los dispositivos de estanquidad, con la consiguiente pérdida de rendimiento de estanquidad.

Hay muchas razones para que la temperatura del aceite sea excesiva. Algunas se deben a un diseño incorrecto del sistema, como una capacidad demasiado pequeña del depósito, una superficie de refrigeración insuficiente, la ausencia de un circuito de descarga en el sistema, lo que provoca que la bomba hidráulica siga rebosando a alta presión cuando está parada, tuberías de aceite demasiado finas y largas, demasiados codos o una selección incorrecta de los componentes hidráulicos que provoca una pérdida de presión excesiva.

Algunos son problemas de fabricación, como la baja precisión en el procesamiento y montaje de los componentes, el calentamiento excesivo por fricción entre las piezas móviles relativas o las fugas graves que causan pérdidas volumétricas significativas. Desde la perspectiva del uso y el mantenimiento, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos para evitar una temperatura excesiva del aceite:

• Mantenga el nivel correcto de aceite en el depósito para garantizar unas condiciones suficientes de circulación y refrigeración del aceite en el sistema.
• Seleccione correctamente la viscosidad del aceite utilizado en el sistema. Si la viscosidad es demasiado alta, aumenta la pérdida de energía durante el flujo de aceite; si es demasiado baja, aumentan las fugas. En ambos casos aumentará la temperatura del aceite. Cuando el aceite se deteriora, también reduce la eficiencia volumétrica de la bomba hidráulica y destruye la película de aceite entre las superficies móviles relativas, aumentando la resistencia y la pérdida por fricción, todo lo cual provoca el calentamiento del aceite. Por lo tanto, también es necesario mantener el aceite limpio y sustituirlo con prontitud.
• La bomba hidráulica debe descargarse cuando el sistema no esté en funcionamiento.
• Compruebe periódicamente que hay suficiente agua en el refrigerador y que las tuberías no están obstruidas.

5. Precauciones al reparar el sistema hidráulico

Después de un cierto período de uso, el sistema hidráulico puede presentar fenómenos anormales o fallos de funcionamiento debidos a diversas razones. Cuando éstos no pueden resolverse mediante ajustes, puede ser necesario desmontar y reparar o sustituir componentes. Aparte de las reparaciones sencillas, como limpiar y volver a montar o sustituir juntas o muelles, las reparaciones importantes de desmontaje deben realizarse con sumo cuidado, preferiblemente en el fabricante o en un centro de revisión pertinente.

Cuando realice reparaciones, asegúrese de llevar un registro. Estos registros son valiosos para diagnosticar las causas de futuros fallos y también pueden servir de base para determinar qué piezas de repuesto se utilizan habitualmente para el equipo.

Prepare las siguientes piezas de repuesto comunes para las reparaciones: juntas de cilindros hidráulicos, juntas de ejes de bombas, juntas tóricas diversas, muelles para electroválvulas y válvulas de alivio, manómetros, elementos filtrantes de tuberías, juntas de tuberías y mangueras diversas, solenoides y diafragmas para acumuladores.

Además, disponga de la documentación necesaria para las reparaciones: manuales de usuario de equipos hidráulicos, esquemas de sistemas hidráulicos, catálogos de productos para diversos componentes hidráulicos, catálogos de productos para materiales de sellado y tablas de rendimiento de aceites hidráulicos.

IV. Instalación, puesta en servicio y mantenimiento de sistemas neumáticos

1. Instalación de sistemas neumáticos

(1) Instalación de tuberías

• Antes de la instalación, compruebe si la pared interior de la tubería es lisa, elimine el óxido y límpiela.
• Los soportes de la tubería deben ser firmes y no deben vibrar durante el funcionamiento.
• Apriete todas las juntas y la tubería no debería tener fugas de aire.
• La soldadura de tuberías debe cumplir las condiciones estándar especificadas.
• Al instalar las mangueras, su longitud debe tener un cierto margen; al doblarlas, no empezar a hacerlo desde la junta del extremo; al instalar tramos rectos, no estirar entre la junta del extremo y la manguera; las mangueras deben instalarse lo más lejos posible de fuentes de calor o instalar escudos térmicos; cualquier tramo del sistema de tuberías debe ser desmontable; la inclinación, el radio de curvatura, la separación y la pendiente de la instalación de tuberías deben cumplir la normativa pertinente.

(2) Instalación de componentes

• Antes de la instalación, limpie los componentes y realice pruebas de estanqueidad si es necesario.
• La dirección de las flechas o marcas de los distintos cuerpos de las válvulas debe coincidir con la dirección del flujo de aire.
• Los componentes lógicos deben agruparse e instalarse en la placa base de acuerdo con las necesidades del circuito de control, y el circuito de aire debe conducirse hacia fuera en la placa base y conectarse con mangueras.
• No instale la junta de estanqueidad demasiado apretada, especialmente la junta de estanqueidad en forma de V, ya que tiene una gran resistencia, por lo que la estanqueidad debe ser la adecuada.
• La línea central del cilindro móvil y la línea central de la fuerza de carga deben ser concéntricas, de lo contrario, causará una fuerza lateral, acelerando el desgaste de las piezas de sellado y doblando el vástago del pistón.
• Diversos instrumentos de control automático, reguladores automáticos, relés de presión, etc., deben calibrarse antes de la instalación.

2. Lavado del sistema y prueba de presión

Una vez instalado el sistema de tuberías, utilice aire seco con una presión de 0,6 MPa para soplar todas las impurezas del sistema. Utilice un paño blanco para comprobar, y si no hay impurezas en 5 minutos, está calificado. Después de soplar, desmonte y limpie las piezas tales como núcleos de válvulas, elementos filtrantes y pistones.

Si la estanqueidad del sistema cumple las normas puede comprobarse con una prueba de estanqueidad, generalmente manteniendo el sistema a 1,2 a 1,5 veces la presión nominal durante un periodo de tiempo (por ejemplo, 2 horas). Excluyendo los errores causados por los cambios de temperatura ambiental, la variación de presión no debe superar el valor especificado en los documentos técnicos. Durante la prueba, ajuste la válvula de seguridad a la presión de prueba. Es mejor utilizar un método de prueba paso a paso durante la prueba de presión y prestar siempre atención a la seguridad.