Fundamentos de Sistemas Hidráulicos: Componentes Esenciales y Funcionamiento

Principios Fundamentales de la Hidráulica

La Hidráulica es la rama de la física y la ingeniería que estudia el equilibrio y el movimiento de los líquidos, así como su aplicación en los circuitos que emplean estos líquidos como fluido de trabajo. Las principales características de los líquidos en sistemas hidráulicos son:

• No tienen forma definida, adaptándose al recipiente que los contiene.
• Son prácticamente incompresibles, lo que permite la transmisión eficiente de fuerza.
• Transmiten la presión en todas direcciones (Principio de Pascal).
• Permiten multiplicar la fuerza aplicada, como en el caso de la prensa hidráulica.

Componentes Clave de los Sistemas Hidráulicos

Prensa Hidráulica

La Prensa Hidráulica es un dispositivo que, aplicando una fuerza pequeña en el émbolo menor, permite conseguir grandes fuerzas en el émbolo de mayor tamaño, basándose en el Principio de Pascal.

Bombas Hidráulicas

Las Bombas Hidráulicas son componentes esenciales que producen un desplazamiento de líquido o caudal desde el depósito hacia otro punto del circuito. Se clasifican principalmente en:

• Bombas de Desplazamiento No Positivo: Desplazan el líquido aumentando la velocidad de circulación en el circuito, pero no generan un caudal constante contra una resistencia.
• Bombas de Desplazamiento Positivo: Desplazan el líquido generando un caudal constante y predecible, independientemente de la presión de salida. Estas pueden ser de caudal fijo o constante, y de caudal variable.

Tipos de Bombas de Desplazamiento Positivo

• Bombas de Engranajes

  Son bombas de caudal fijo. Existen dos tipos principales:

  • Bombas de Engranajes Externos: Disponen de dos engranajes de dentado recto colocados dentro de una caja, que giran en sentidos opuestos para desplazar el fluido.
  • Bombas de Engranajes Internos: Cuentan con dos engranajes, uno interior (rotor) y otro exterior (corona), que engranan para generar el caudal.

• Bomba de Paletas

  Generan caudal por medio de un rotor ranurado con unas paletas que giran dentro de una cavidad ovalada. La fuerza centrífuga o muelles empujan las paletas contra la pared de la cavidad, creando cámaras de volumen variable.

• Bombas de Pistones

  Se emplean para circuitos que requieren un gran caudal de aceite a elevada presión. Se distinguen principalmente por la disposición de sus pistones:

  • Bombas de Pistones Axiales: Montan los cilindros en sentido longitudinal y paralelos al eje de giro de la bomba.
  • Bombas de Pistones Radiales: Los cilindros se montan en sentido perpendicular al eje de la bomba.

Acumuladores Hidráulicos

Los Acumuladores son recipientes en los que se puede almacenar líquido a presión. Se colocan en paralelo con el circuito y tienen diversas aplicaciones:

• Acumulación de energía para uso posterior.
• Amortiguación de picos de presión en el sistema.
• Conseguir un aumento gradual de presión.
• Mantener constante la presión en el circuito.

Existen diferentes tipos, como los Acumuladores de Membrana y Nitrógeno, o aquellos con Membrana o Pistón y Muelle.

Depósitos de Aceite Hidráulico

Los Depósitos cumplen funciones cruciales en un sistema hidráulico:

• Sirven como enfriador para el aceite, disipando parte del calor.
• Decantan los sedimentos que pudiera contener el aceite, permitiendo su asentamiento.
• Separan el agua y el aire que se mezclen con el aceite, evitando la cavitación y la corrosión.

Enfriadores de Aceite

Los Enfriadores son radiadores que disipan el calor del aceite al exterior, manteniendo constante la temperatura de trabajo óptima del aceite. Pueden ser por aire o por líquido refrigerante.

Actuadores Hidráulicos

Los Actuadores son los componentes que reciben la presión hidráulica y la transforman en fuerza de accionamiento para realizar un trabajo. Se clasifican en:

• Cilindros Hidráulicos

  Realizan la fuerza en un movimiento lineal (rectilíneo), ya sea de simple o doble efecto.

• Motores Hidráulicos

  Aplican la fuerza en un giro, consiguiendo un movimiento rotativo continuo.

• Cilindro Rotativo

  Son cilindros de doble efecto que transforman el movimiento lineal de un pistón en un movimiento rotativo limitado en un eje de salida.